MEMS蓬勃发展 我国应跟紧步伐

MEMS技术运用开始于上世纪70年代末期的欧美等国家，用于以蚀刻硅片结构制作压力 传感器 、电容式感应移动质量加速计和定位陀螺仪。上世纪90年代起，围绕着PC和信息技术，微光学器件成为MEMS运用的主要领域。本世纪初，随着工艺技术的不断完善与创新，面向射频无源元件，在硅片上制作的音频、生物和神经元探针，以及所谓的“片上实验室”生化药品开发系统和微型药品输送系统的静态和移动器件，开始广泛启用MEMS工艺技术。我国在科研方面与国际几乎同步，但产业化技术工艺和应用与国际相比，具有近10年的差距。

由于MEMS技术工艺具有较大的分散性和差异性，其运用方式不同，使得产品设计、材料、加工、系统集成、封装、测试等都面临诸多复杂问题。例如，CMOS和MEMS集成问题，MEMS器件大批量、低成本、高可靠性的工业化生产问题，封装工艺的标准化问题，适应性较广泛、稳定、成品率和可靠性较高的工艺流程问题，封装设计和工艺规范模块化问题等等，都是MEMS技术发展过程中亟待解决的问题。

此外，商业模式也是制约技术发展的重要因素。成本压力增大，产业基础薄弱，投资力度不足，市场集中度不高，难于形成整体性运行与服务的商业模式，迫使应用领域和技术选择离散型较大，工艺划分清晰导致技术差异较大，难以发挥专业化、规模化效益，很难真正成为一种可以服务于多个垂直市场的规模商业化模式。很多IC企业希望进入MEMS领域，但缺乏专业技术和人才，技术往往都在大专院校和科研机构，缺乏成果转化与商业开发。

市场需求增加推动产业规模扩大

随着电子产品在医疗、家庭、汽车、环境和安防系统等领域得到应用，同时在日常生活中更加普及，MEMS产业对新型封装技术和封装材料的需求变得愈加迫切。

产品规模化生产中的协同设计、低成本材料和高可靠性互连技术方面的创新，以及产业化、个性化的创新型封装解决方案也显得至关重要。

据国际权威机构统计，2011年全球MEMS器件销售额突破80亿美元，比2010年的71亿美元约增长12.8%。不同的MEMS应用领域增长速度有快有慢，凸显器件的应用领域更加多样化，也越来越广泛。其中，汽车传感器、消费与移动MEMS领域产品销售额增长远远大于平均增长速度。工业、航空和医疗等高附加值传感器产品销售额增长大于30%，并且未来5年内还将会持续保持一定的增长速度。这将促使许多MEMS厂商在看好不断增长的高端市场同时，着手调研其他市场，拓展其他相关应用领域，扩大产业规模，追求稳定的增长和可观的经济效益。

封装工艺多样化技术发展趋于成熟

由于半导体 集成电路 工艺对MEMS形成了较大的支持，使得以单晶硅Si、Si02、SiN、SOI等为主要材料，在纳米到毫米量级制作电子和机械元器件，成为微电子系统集成发展的新方向。与IC芯片不同，MEMS封装一般要与外界接触，需要满足适应特殊情况的信号界面、外壳、内腔、可靠性、降低成本等要求。因此，划片、烧结、互连、密封等工艺都需要特殊的处理方法。而IC恰好相反，其封装是采用裹椁式的密封隔离来保护芯片的。

在不同的产品中，MEMS封装通常采用多种技术结合，如高密度封装、大腔体管壳与气密封装、晶片键合、芯片的隔离与通道、倒装芯片、热学加工、柔性化凸点、准密封封装等技术。在材料选用上大多采用陶瓷、金属、铸模塑料，以及陶瓷与金属、陶瓷与玻璃、金属与玻璃等结合的方式来满足对特殊界面和外壳性能的要求。这些技术的运用已经基本趋于成熟。

另从国外发展趋势看，MEMS封装类别几乎都沿用标准IC封装结构形式，力求使其更规范化、标准化，以便于低成本和规模化生产。

产业集中度提升促进商业化模式创新

众所周知，MEMS涉及技术和应用领域广泛而复杂，难以形成一种统一的标准模式，但需要对每种应用确定一种标准封装及其发展方向。比如在电路工艺制作、测试和封装结构上力求实现规范化和标准化。行业机构已着手制定封装和制造工艺的标准化工作。

在基础研究领域，正在尝试商业化模式，引入风险投资参与具体产品的基础技术研发，拉近和缩小与平面工艺的差距与距离，降低生产难度，逐步形成通用工艺技术平台。同时，引导和吸引传统半导体制造商参与MEMS工艺产品研发和生产，特别是参与到医疗、安防、汽车和环境领域中(力敏、磁敏、光敏传感器和生物医学的各种执行器等需求大、价值高，是具有良好经济效益的高端产品)，以促进MEMS产业的良性发展。

总而言之，MEMS是当今国际共同关注的重大科技前沿技术，已不同程度地被广泛应用于基础元器件产品结构和工艺过程中，成为基础产品创新的技术平台。该技术的应用，使得创新功能与结构的产品不断涌现，发挥了无可比拟的作用。从敏感元件到通信器件、移动通信前端的RF、微流体系统等，无一不存在MEMS技术，诞生出新型微型 开关 、衰减器、耦合器、连接器以及电容器、电感器、谐振器、滤波器、移相器、天线等关键元器件;在微流体系统中有微泵、微阀、微混合器、微流体传感器等一大批新型元器件，大大提升了应用系统的在线测控水平。

国际MEMS产业正处在蓬勃发展时期，产业链和价值链正趋于稳定与成熟。国内企业在科研方面已跻身世界前列，在部分领域有了一些成果，例如传感器，光开关、RF、微流体系统、小型化结构创新类产品等可以形成小批量生产或多种原理性样品。但从总体水平上看，与国外存在一定的差距，主要体现在产业化工艺水平上。需要在工艺技术研究、装备投入、产业化模式创新、基础产业链的完善、高端人才的集中与培养等方面更进一步加强，同时，应集中资源，创立国家MEMS技术工程研究中心，选择一些应用量大、面广的产品作为技术发展和市场切人点，形成科研-产品-产业的完整规划和协调发展，不断创新工艺技术和产品以满足市场需求，寻求与探索商业模式与规律，构建并形成市场引导下的完整产业链，用扎实的基础来迎接和面对MEMS技术发展中存在的机遇和挑战。