摘要：從技術角度分析傳統(tǒng)半導體廠商生產(chǎn)MEMS的可行性，綜合分析其市場、技術、工藝、成本。MEMS芯片在設計、工藝、生產(chǎn)方面與IC的異同，MEMS壓力傳感器Die的設計、生產(chǎn)、銷售鏈。
MEMS將是半導體產(chǎn)業(yè)的后起之秀
最近幾年來MEMS（Micro Electro Mechanical Systems）技術在國內(nèi)外得到了迅猛的發(fā)展，MEMS產(chǎn)品已經(jīng)有了開拓性的應用，MEMS產(chǎn)業(yè)鏈將會迅速掘起，預計2007年全球MEMS元器件銷售總額將突破70億美元。
目前世界上生產(chǎn)MEMS 的20強中多數(shù)是從事集成電路的廠家。它們把MEMS當成是集成電路發(fā)展的一個分支。僅管耗硅量不大，但是銷售額非常驚人，利潤遠高于一般的集成電路。大多數(shù)MEMS產(chǎn)品全面商品化的時間在最近5年之內(nèi)，因此可以說MEMS是一個新興的工業(yè)，現(xiàn)在正趨于黃金發(fā)展時期。
我國在MEMS的壓力傳感器、加速度計、慣性傳感器、溫度傳感器、流量傳感器、熱對流式多軸加速度傳感器、打印機上的噴墨頭傳感器和手機上的MEMS麥克風等產(chǎn)品方面，從理論研究、產(chǎn)品設計和批量生產(chǎn)技術方面都已有所突破，日趨成熟。
在消費電子產(chǎn)品帶動下，基于MEMS的麥克風和揚聲器市場日漸火爆。預計2006年，全球市場麥克風銷售量為25億只，MEMS產(chǎn)品占據(jù)其中8%的市場份額。到2008年，預計在30億只麥克風市場中MEMS產(chǎn)品占據(jù)15%，復合增長率高達240%。
汽車電子對MEMS的需求量也在不斷地增長，如安全氣囊需要的加速度傳感器、汽車剎車系統(tǒng)壓力傳感器、發(fā)動機進氣歧管壓力傳感器、懸掛系統(tǒng)雙歧路壓力傳感器、汽車胎壓監(jiān)視系統(tǒng)（TPMS）等均已普遍采用，汽車生產(chǎn)廠家選用國產(chǎn)化率不斷增高，促進國內(nèi)的MEMS產(chǎn)品的開發(fā)和相關生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。汽車電子將是MEMS系列產(chǎn)品切入的最佳機會。同樣，消費電子產(chǎn)品的量大面廣，對MEMS的需求量將達天文數(shù)字，如手機、筆記本電腦、數(shù)碼相機、數(shù)碼攝像機、胎壓計、血壓計、櫥用秤、健康秤、洗衣機、洗碗機、電冰箱、微波爐、烤箱、熱水器等需要低成本的各種MEMS Die。而工業(yè)電子如數(shù)字壓力表、數(shù)字流量表、工業(yè)配料稱重等儀器儀表也正在擴大使用MEMS的壓力、加速度等傳感器。
傳統(tǒng)半導體廠商對MEMS的思考
傳統(tǒng)半導體廠商增加MEMS生產(chǎn)和太陽能硅片的生產(chǎn)是未來做大、做好、做強的革命性選擇，產(chǎn)品多樣化和加強企業(yè)的應變能力是做贏的有力措施。
傳統(tǒng)半導體廠商的4” 、5” 生產(chǎn)線正面臨淘汰，即使用來生產(chǎn)LDO也只有非常低的利潤，如將其中一部分轉(zhuǎn)而生產(chǎn)MEMS則可獲較高的利潤。
4” 線上的每一個圓晶片可生產(chǎn)合格的MEMS壓力傳感器Die 5-6K個，每個Die出售后可獲成本7-10倍的毛利。
轉(zhuǎn)產(chǎn)MEMS改動工藝不大、新增輔助設備有限，投資少、效益高，當然新的工藝需要學習、熟練和磨合，轉(zhuǎn)產(chǎn)需要時間，不會一蹴而就。
MEMS芯片與IC芯片整合、封裝在一起是集成電路技術發(fā)展的新趨勢，也是傳統(tǒng)IC廠商的新機遇，企業(yè)只有做新才能獲取更多的利潤。GE的NPX2 TPMS傳感器是NovaSenso的壓力/加速度Die +PHILIPS的MCU（PCH7970）Die，英飛凌(Infineon）的SP30 TPMS傳感器是SensoNor的壓力/加速度Die +PHILIPS的MCU（PCH7970）Die。將MEMS Die和ASIC Die封裝在一個芯片內(nèi)在當今已經(jīng)是一種成熟的技術。
汽車用MEMS壓力傳感器芯片市場
全球MEMS芯片行業(yè)目前呈專業(yè)壟斷的現(xiàn)狀，據(jù)國外資料分析，其中車用壓力傳感器芯片市場被GE Novasensor占據(jù)41%以上。但是要不了多久，中國的份額一定會擴大。
網(wǎng)上2002—2008年全球及中國車用MEMS壓力傳感器芯片（Die）銷售預測如圖1所示。需求量呈線性增長趨勢。
國內(nèi)MEMS芯片（Die）供應商主要有：上海微系統(tǒng)所、沈陽儀表所、電子部13研究所、北京微電子所等，目前形成生產(chǎn)的主要是MEMS壓力傳感器芯片（Die）。據(jù)有關部門調(diào)研國內(nèi)幾家主要生產(chǎn)廠家與美國GE公司車用MEMS壓力傳感器Die的成本、批量售價如表1所示。由此可見MEMS的毛利是相當高的。


圖1 2002—2008年車用MEMS壓力傳感器芯片（Die）銷售預測


表1 國內(nèi)外車用MEMS壓力芯片供應商情況對比
MEMS壓力傳感器Die的典型產(chǎn)品如P592，它是用MEMS技術在硅片上刻融一硅杯形成一壓力腔，在其杯底制作一個以電阻應變計為四個橋臂的惠斯頓電橋。其電原理圖和Die上的硅電路如圖2。MEMS壓力傳感器Die 實物如圖3，邦定在PCB板上如圖4，邦定在壓力傳感器腔內(nèi)如圖5，圖6是工業(yè)用壓力變送器MEMS Die局部圖。