中国的MEMS行业发展现状

　　为什么我国的MEMS行业这么落后?原因是很多的，当然，首先第一条就是我们比别人发展的晚，ADI从1987年开始MEMS的研发，1991年开始MEMS传感器的量产，BOSCH也从1995年开始MEMS传感器的量产;而我们上世纪90年代才刚开始集成电路的产业化，中芯国际是2000年才成立的，2010年前后才开始MEMS行业的发展。

　　除了起步晚的原因，我想如下几点也在制约我国MEMS产业的发展：

　　(1)跨学科培养体制

　　MEMS虽然侧重于超精密机械加工，但它涉及微电子、材料、力学、化学、机械学诸多学科领域，它的学科面涵盖微尺度下的力、电、光、磁、声、表面等物理、化学、机械学的各分支。举例而言，如果要设计MEMS麦克风去取代传统的驻极体麦克风，需要设计MEMS音腔，这是声学的范畴;需要设计振膜，这是材料学的范畴;当然，还需要懂微电子学去把MEMS麦克风设计出来，并了解微电子加工工艺，知道如何设计才能更好更快成本更低的加工出来。同样，设计MEMS执行器要懂马达驱动，设计MEMS光学器件要懂光学，设计气味传感器要懂化学等等。简而言之，MEMS产品团队需要跨多个学科的复合型人才，但我国目前的分学科培养体制很难培养出大量优秀的复合型人才。

　　(2)充足的研发线支持

　　MEMS产品与一般的集成电路产品不同，因为涉及到复杂的微机械结构，且没有一般集成电路设计中成熟的第三方EDA工具可以使用来做仿真，现实中需要设计和生产工艺紧密结合，制造端已有的工艺路线在很大程度上决定了MEMS芯片的设计路线，而MEMS芯片的设计路线又需要对制造端的工艺模块进行重组和调试， 以实现芯片所需达到的功能和可靠性要求，否则设计出来的MEMS结构很可能无法在现有的半导体加工工艺下达到量产或者保证高良率。此外，不同传感器类型拥有不同机械特性，使得一种工艺路线只能对应一种传感器。因此，MEMS芯片的研发企业必须同时进行芯片和工艺的研发，在晶圆代工厂缺乏成熟工艺的情况下，需要与代工厂共同开发工艺，或是对代工厂的工艺模块进行重新组合和调试，因此 MEMS芯片研发和量产的难度相对较高，所需时间也较长。

　　一般来说，MEMS芯片设计者以DOE (Design of Engineering)的形式去晶圆厂投片，拿回样品测试，根据测试结果修正自己的架构设计或材料设计等，然后再去投DOE，往往要几个来回之后才能得到令人满意的设计结果。期间如果不能得到晶圆厂的大力配合，DOE的时间和质量都不能令人满意，会大大拖慢开发的周期和产品迭代的进度。尤其在目前我国半导体市场火爆的情况下，国内的晶圆厂基本都处在满产状态，这时候再腾出一部分产能去支持MEMS设计公司的DOE流片更是难上加难，也让MEMS设计公司新产品开发的日子越来越难。

　　MEMS actuator的结构由众多梳齿状电容和悬臂梁构成，加工工艺非常复杂，但由于种种原因，一开始和晶圆代工厂的合作不是特别顺利，生产工艺的开发比较缓慢，要3个多月的时间才能得到一版DOE的样品，且质量不能得到保证，一年下来设计人员没能有几次机会修改MEMS架构的设计，使得公司的研发进度大大低于预期。

　　产品开发近期取得了飞速进展。

　　因此，如果可以不依靠规模化量产的晶圆代工厂，有专门为研发而设计的中试线，那将必然加快研发的进度和产品的迭代，对我国MEMS产业的进步有着至关重要的作用。不少有远见卓识的产业从业者已经在积极的进行中试线的部署，苏州纳米所的中试线，上海微系统所的中试线，杭州临安青山湖的MEMS中试线等，这些都是非常好的布局，必然会对本土的MEMS设计公司起到非常大的助力作用。

　　(3)本土化的MEMS供应链

　　毋庸置疑，集成电路产业是要靠整个供应链的发展才能起飞的，我国近20年来芯片设计行业的飞速发展也正是因为中芯国际、华宏宏力、长电科技、通富微电、华天等供应链公司的成长和壮大。同样的道理，我国MEMS产业要想得到长足的发展，在我国本土必须有非常强大和成熟的本土供应链做支撑才可以，而这个正是我国MEMS产业的软肋所在。中国MEMS产业在2010年前后才逐渐起步，过去很长一段时间，国内缺乏系统、完整的MEMS生产体系，无法为本土的MEMS设计公司提供供应链支持，成为制约中国MEMS产业发展的最大障碍。

　　MEMS技术若想在中国形成一个产业，成熟的中国本土供应链将是必不可少的基石，也是对我国MEMS产业奋起直追国外竞争者最强有力的支撑。