MEMS的最大優(yōu)勢(shì)是可以利用微電子技術(shù)將傳感器、執(zhí)行器和處理電路集成在一起構(gòu)成單片集成傳感器或系統(tǒng),更可以實(shí)現(xiàn)傳感器芯片的大規(guī)模批量制造,已廣泛用于信息、汽車、消費(fèi)、工控等領(lǐng)域,并成為國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的戰(zhàn)略制高點(diǎn)。
今年以來(lái),我國(guó)包括代工業(yè)務(wù)在內(nèi)的芯片產(chǎn)業(yè)面臨著前所未有的市場(chǎng)挑戰(zhàn),同時(shí)也迎來(lái)了更大的發(fā)展機(jī)遇,傳感器作為信息感知的基礎(chǔ)芯片也是如此。面對(duì)可能存在的供應(yīng)鏈風(fēng)險(xiǎn),國(guó)內(nèi)企業(yè)開(kāi)始著手構(gòu)建穩(wěn)定的國(guó)內(nèi)供應(yīng)鏈,改變傳感器受制于人的被動(dòng)局面。
我們一定要抓住國(guó)產(chǎn)傳感器需求迫切的機(jī)遇,采取必要的措施,大力推進(jìn)我國(guó)MEMS傳感器的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展,提升傳感器芯片的自主創(chuàng)新能力。
MEMS傳感器具有個(gè)性化、分散化特點(diǎn)
集成電路發(fā)展迅速的原因是標(biāo)準(zhǔn)化,晶體管是其核心,制造圍繞標(biāo)準(zhǔn)單元晶體管進(jìn)行,產(chǎn)品是即插即用的標(biāo)準(zhǔn)集成電路,技術(shù)發(fā)展可通過(guò)摩爾定律清晰預(yù)測(cè)。令人遺憾的是,MEMS傳感器的特點(diǎn)是個(gè)性化的:一是沒(méi)有像晶體管那樣功能強(qiáng)大的標(biāo)準(zhǔn)單元,制造呈現(xiàn)個(gè)性化;二是沒(méi)有像CPU和存儲(chǔ)器市場(chǎng)那么大的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品,產(chǎn)品呈現(xiàn)個(gè)性化。因此,其發(fā)展速度遠(yuǎn)低于業(yè)界的預(yù)測(cè)。
盡管MEMS傳感器個(gè)性化特點(diǎn)影響了其發(fā)展速度,但卻有利于我國(guó)實(shí)現(xiàn)跨越發(fā)展。主要體現(xiàn)在兩方面:一是制造個(gè)性化還沒(méi)有形成通用制造流程,技術(shù)更新?lián)Q代緩慢,對(duì)工藝設(shè)備要求遠(yuǎn)低于集成電路的要求,有利于我國(guó)實(shí)現(xiàn)制造突破;二是產(chǎn)品個(gè)性化帶來(lái)的是細(xì)分市場(chǎng),產(chǎn)品形態(tài)與客戶高度關(guān)聯(lián),單一公司難以壟斷,有利于我國(guó)發(fā)揮本土優(yōu)勢(shì)實(shí)現(xiàn)應(yīng)用突破。
設(shè)立以產(chǎn)業(yè)化為導(dǎo)向的MEMS傳感器專項(xiàng)
我國(guó)還沒(méi)有為傳感器專門制訂過(guò)科技計(jì)劃,盡管在許多國(guó)家科技計(jì)劃中包含傳感器的內(nèi)容,但基本都屬于從屬地位,沒(méi)有得到足夠的重視,發(fā)展速度遠(yuǎn)不盡如人意,使得國(guó)內(nèi)市場(chǎng)一直被國(guó)外產(chǎn)品壟斷。另一方面,國(guó)產(chǎn)傳感器的落后也使得國(guó)內(nèi)用戶大多不選用國(guó)貨,進(jìn)一步拉大了國(guó)產(chǎn)傳感器與國(guó)外產(chǎn)品差距,造成了產(chǎn)品越?jīng)]人用越不行的惡性循環(huán)。目前的國(guó)際芯片供應(yīng)鏈形勢(shì),給許多國(guó)內(nèi)傳感器用戶帶來(lái)了空前的危機(jī)感,有了構(gòu)建國(guó)內(nèi)穩(wěn)定供應(yīng)鏈的迫切需求。
因此,應(yīng)該搶抓機(jī)遇,針對(duì)MEMS傳感器的特點(diǎn),盡快設(shè)立以產(chǎn)業(yè)化為導(dǎo)向的MEMS傳感器專項(xiàng),全力構(gòu)建MEMS傳感器制造體系,扶植有特色的MEMS傳感器企業(yè)做大做強(qiáng),提升國(guó)產(chǎn)傳感器的市場(chǎng)占有率,提升傳感器芯片自主能力,改變嚴(yán)重受制于人的局面。
二次開(kāi)發(fā)集成電路產(chǎn)線構(gòu)建MEMS傳感器制造體系
MEMS傳感器制造從本質(zhì)上講是基于微電子技術(shù),但與集成電路又有很大不同,因此,不能直接將常規(guī)集成電路產(chǎn)線用來(lái)制造傳感器芯片。集成電路芯片制造的核心是晶體管,制造工藝為平面工藝,關(guān)注的主要是電性能。
MEMS傳感器芯片制造的核心是微機(jī)械結(jié)構(gòu),需要進(jìn)行三維微機(jī)械結(jié)構(gòu)加工,除了要關(guān)注電性能外,更要關(guān)注機(jī)械和力學(xué)等性能。而且,微機(jī)械結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)個(gè)性化,還沒(méi)有一種像晶體管那樣功能強(qiáng)大的標(biāo)準(zhǔn)微機(jī)械結(jié)構(gòu)。不過(guò)微機(jī)械結(jié)構(gòu)的尺寸一般都在微米量級(jí),對(duì)工藝設(shè)備的要求遠(yuǎn)低于集成電路,通常的集成電路產(chǎn)線經(jīng)過(guò)二次工藝開(kāi)發(fā),都能滿足MEMS傳感器的制造需求。
因此,可通過(guò)MEMS傳感器專項(xiàng)支持,選擇合適的集成電路產(chǎn)線,進(jìn)行二次工藝開(kāi)發(fā),打造出適應(yīng)MEMS傳感器個(gè)性化制造需求的量產(chǎn)線。
由于MEMS傳感器芯片需求量遠(yuǎn)小于集成電路芯片,而且轉(zhuǎn)產(chǎn)MEMS傳感器芯片投入大,為提高集成電路芯片廠轉(zhuǎn)產(chǎn)MEMS傳感器芯片的積極性,應(yīng)對(duì)MEMS傳感器芯片量產(chǎn)線給予資金支持和稅收優(yōu)惠。同時(shí),選擇合適科研機(jī)構(gòu),建立MEMS傳感器芯片研發(fā)平臺(tái),用于MEMS傳感器前期開(kāi)發(fā)樣品研制,建立MEMS傳感器中試平臺(tái),用于MEMS傳感器產(chǎn)品開(kāi)發(fā)量產(chǎn)工藝驗(yàn)證,全力構(gòu)建出我國(guó)MEMS傳感器制造體系。
發(fā)揮本土優(yōu)勢(shì)做大做強(qiáng)企業(yè)
MEMS傳感器呈現(xiàn)出小批量多品種的個(gè)性化特色,不同的傳感器產(chǎn)品形態(tài)有明顯的不同,即使是同一種傳感器,使用場(chǎng)合不同其產(chǎn)品形態(tài)也有明顯的不同。例如,僅汽車壓力傳感器就有進(jìn)氣壓力傳感器、機(jī)油壓力傳感器、剎車壓力傳感器、變速箱壓力傳感器、燃油箱蒸汽壓力傳感器、高壓共軌壓力傳感器等,其產(chǎn)品形態(tài)與應(yīng)用場(chǎng)合密切相關(guān),是典型的用戶關(guān)聯(lián)產(chǎn)品。
用戶關(guān)聯(lián)產(chǎn)品的市場(chǎng)營(yíng)銷需要與用戶密切互動(dòng),這可充分發(fā)揮本土企業(yè)與用戶溝通便利、進(jìn)行定制半定制保姆式服務(wù)等優(yōu)勢(shì),使本土企業(yè)在與國(guó)外公司競(jìng)爭(zhēng)中處于有利地位。
因此,MEMS傳感器專項(xiàng)可選擇一些用戶關(guān)聯(lián)度高、市場(chǎng)規(guī)模大和存在供應(yīng)鏈風(fēng)險(xiǎn)的產(chǎn)品,如汽車傳感器、儀器儀表傳感器和量大面廣的消費(fèi)傳感器等,扶植有優(yōu)勢(shì)的MEMS傳感器企業(yè)進(jìn)行產(chǎn)品研發(fā),在MEMS傳感器量產(chǎn)線實(shí)現(xiàn)量產(chǎn),提高國(guó)產(chǎn)傳感器的市場(chǎng)占有率,做大做強(qiáng)本土MEMS傳感器企業(yè)。
完善我國(guó)MEMS傳感器產(chǎn)業(yè)鏈
MEMS傳感器的產(chǎn)業(yè)鏈包括用戶、產(chǎn)品公司和制造體系。由于MEMS傳感器的個(gè)性化特點(diǎn),其產(chǎn)品開(kāi)發(fā)必須與用戶密切結(jié)合,用戶是其產(chǎn)業(yè)鏈中的一個(gè)重要環(huán)節(jié);產(chǎn)品公司根據(jù)用戶需求,進(jìn)行MEMS傳感器產(chǎn)品開(kāi)發(fā);由于MEMS傳感器的制造涉及芯片加工,工藝線投入大,一般產(chǎn)品公司可通過(guò)共享來(lái)完成。這三個(gè)環(huán)節(jié)密切聯(lián)系在一起,產(chǎn)品公司可實(shí)現(xiàn)MEMS傳感器的大規(guī)模銷售。
因此,通過(guò)MEMS傳感器專項(xiàng)的實(shí)施,可將我國(guó)MEMS傳感器的大用戶、有優(yōu)勢(shì)的MEMS傳感器產(chǎn)品公司和研發(fā)量產(chǎn)線組織在一起,針對(duì)大用戶的產(chǎn)品需求,進(jìn)行相應(yīng)的產(chǎn)品研發(fā)和應(yīng)用驗(yàn)證,并在集成電路產(chǎn)線進(jìn)行二次工藝開(kāi)發(fā),實(shí)現(xiàn)傳感器大規(guī)模量產(chǎn),打造出我國(guó)MEMS傳感器產(chǎn)業(yè)鏈,提升國(guó)產(chǎn)傳感器的市場(chǎng)占有率,解決傳感器芯片受制于人的問(wèn)題。
MEMS傳感器的產(chǎn)業(yè)化離不開(kāi)集成電路企業(yè)的參與,2010年我國(guó)有集成電路企業(yè)開(kāi)始參與MEMS制造。產(chǎn)業(yè)鏈上下游開(kāi)展產(chǎn)學(xué)研用合作,進(jìn)行了打造MEMS傳感器產(chǎn)業(yè)鏈的初步嘗試,建立了用戶、產(chǎn)品公司和量產(chǎn)線的有機(jī)聯(lián)系,取得了好的效果。目前在無(wú)錫華潤(rùn)上華科技有限公司建立的MEMS傳感器量產(chǎn)線,代工產(chǎn)品涉及汽車壓力傳感器、麥克風(fēng)和紅外傳感器等產(chǎn)品,代工客戶數(shù)超過(guò)30家,客戶包括主板上市企業(yè)和科創(chuàng)板上市企業(yè),客戶MEMS麥克風(fēng)的市場(chǎng)份額處在世界前幾位,支持了一批MEMS產(chǎn)品公司的發(fā)展。
特別是疫情發(fā)生后,無(wú)錫華潤(rùn)上華科技有限公司參加了工信部組織的紅外額溫槍聯(lián)合會(huì)戰(zhàn),不到3個(gè)月的時(shí)間為抗擊疫情提供了超過(guò)3700萬(wàn)只紅外傳感器芯片,有的代工客戶還是國(guó)務(wù)院應(yīng)對(duì)新型冠狀病毒肺炎疫情聯(lián)防聯(lián)控機(jī)制(醫(yī)療物資保障組)重點(diǎn)防控物資任務(wù)調(diào)撥單位,建立的量產(chǎn)線在抗擊新冠肺炎疫情的關(guān)鍵時(shí)刻發(fā)揮了重要作用。
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存儲(chǔ)器
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傳感器芯片
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MEMS傳感器
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原文標(biāo)題:是時(shí)候關(guān)注一下我國(guó)MEMS傳感器產(chǎn)業(yè)化的問(wèn)題了
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