原创 “外来和尚”能否念好中国MEMS产业升级这本经？

 2014-10-27 15:29  571 6 8 分类: 消费电子

美国最大的专业微机电系统(MEMS)代工制造商Innovative Micro Technology(IMT)日前宣布，公司已与总部位于中国无锡的中国物联网研究发展中心(CIT-China)签署了谅解备忘录，正式结为长期战略合作伙伴，共同拓展中国MEMS传感器产业链的资源整合。

了解IMT的人可能并不多。根据该公司全球销售副总裁Paul Pickering的介绍，IMT 在美国加州圣巴巴拉市拥有约30,000平方英尺的100级超净室，拥有一批在磁学、微反射镜、微流体、传感器、晶圆级封装、硅通孔及平面光波电路方面的优秀科学家和工程师。13年来，除了全面的MEMS代工制造服务，IMT还在面型/体型MEMS器件、静电和电磁致动器、双稳态器件、微流体器件和阀调、金属填充型硅通孔(TSV)、晶圆级封装等领域积累了大量的应用经验。

“目前，来自中国的代工业务占IMT全球业务的5%。我们希望通过此次与 CIT-China的合作，能够更多的了解中国市场，在不久的未来将这一比例提升至20%-25%。”Paul Pickering说，一般代工企业会对产品数量设定下限，但IMT不会这么做，即便一两颗MEMS器件的订单也会受理，从而给小型科研机构的生产测试带来极大便利。

MEMS产业近年来在中国消费电子、汽车工业、工业控制乃至生物医学、航空航天等领域扮演着越来越重要的角色。但在CIT-China智能传感器工程中心颜苑看来，相比国际先进水平，中国MEMS产业在基础理论研究，尤其是在设计、制造等方面仍然存在较大差距。利用IMT所提供的MEMS产品开放式代工服务，中国MEMS设计企业能够足不出户的将设计交给专业代工企业，减少寻找合作伙伴的时间，极大增强国内整个MEMS产业链的商业化能力。

当前，中国主要的MEMS产业研发中心集中在上海和江苏两地。作为此次合作的中方代表，CIT-China拥有包括MEMS设计与制造、SIP封装、通讯系统与芯片设计测试/验证/分析、物联网软件开发评测、应用系统验证评测、物联网知识产权和中小企业创新服务在内的七大公共技术服务平台。用户不但可以在线实时看到各个平台的使用情况，在线下单，还可以在系统根据代工厂的业务规模及服务情况分配订单业务后，实时跟踪业务处理情况。

IMT来中国念经的资本

硅通孔(TSV)技术

硅通孔是未来MEMS器件实现大型3D封装的关键促成因素。凭借TSV技术，用户可降低路由复杂性、提高集成度和电气性能，缩小所占空间，这在射频领域尤其关键。目前，IMT已能够生产每片晶圆带140,000个密封金属填充型硅通孔的产品。

IMT 的铜制硅通孔技术的规格：

• 每个通孔的直流电阻低于0.01欧姆

• 频率为6GHz 时，插入损耗为-0.01dB：

• 直径为15µm，深度为50µm

• 直径为50µm，深度为250µm

MEMS 硅插入器

MEMS 硅插入器是用于3D集成和晶圆级封装的多层印刷电路板的下一步计划，可在极小的空间内实现电气连接，包含了复杂的电气路径和修改路径，并依次与额外组件甚至整个系统相连接。据称通过额外印刷电路板，可将线路长度和所占空间缩小10倍。

高密封性晶圆级封装(WLP)

晶圆级封装(WLP)已从MEMS设计和制造方面的特点变成了基本要求。随着技术要求的融合，将不同工艺技术和模块整合至晶圆级单个器件内现已变得司空见惯。目前，IMT超过80%的项目均采用晶圆级封装，有些项目的集成和小型化所需的晶圆多达5片。这其中的关键技术能力包括：

1. 采用硅、玻璃、石英、金属等材料及其他材料制造这些器件，且通常会融入和搭配其他技术模块(如TSV)来简化路由和向外界发送信号。

2. 晶圆级封装(包括针对需要高真空封装的应用进行次毫乇级真空晶圆级封装)的气密性达 99%以上。

3. 在需要将4-5片晶圆叠合在一起的多个生产项目中均采用晶圆级封装技术。

NanoSorter罕见细胞分选平台

IMT的细胞分选系统采用多种材料集反射和折射光学系统、3D微流体和高速电磁驱动装置于由4片晶圆堆叠而成的晶圆叠层之中。

1. 致动器和泵—生产运行速度最快的 MEMS 致动器(在15毫秒内从0到1.4m/sec再到0，行程为22µm)

2. 采用3D微流体和4片晶圆(晶圆级叠合)

3. 高速、大规模并行分选可实现癌症、自身免疫治疗和辐射暴露的高纯度细胞疗法

Cenfire射频开关平台

CenFire平台提供高性能MEMS开关的快速构建，可自定义配置用于单刀单掷开关(SPST)、单刀多掷开关(SP4T)等，并具备高性能4极MEMS继电器(针对直流)—6GHz及更高工作频率范围

微流体技术平台

微流体是IMT生命科学部的“基础”技术，从给药到细胞分选及净化到细胞合成、再到超分辨率粒子表征等项目，所有项目均采用微流体技术。流体的精度控制和处理通过独立运行组件或集成为一个系统运行的组件而实现。这些组件包括：

• 通过机械方式或非机械方式激活的主动和/或被动阀(簧片阀、闸阀等)。

• 致动器用作泵机械装置使流体在系统中流动。工作方式：电磁、压电、静电及热能。

• 复杂的3D微通道可采用多个晶圆创建3D歧管结构制成。

• 用于流体精确应用和分配的微喷嘴

作为全球最大的电子产品生产基地，中国虽然消耗了全球四分之一的MEMS器件，但真正来自中国本土MEMS厂商的比例却很低。对他们来说，如何快速的从单纯概念设计转移到大批量生产上来，是其面临的巨大挑战之一。此番CIT-China与IMT采取的“开放式心态”+“开放式代工”模式，能在多大程度上加速这一进程，我们将拭目以待。

mems