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物聯(lián)網(wǎng)亟需MEMS傳感器創(chuàng)新

作者: 時間:2015-07-13 來源:eettaiwan 收藏
編者按:目前物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展最大的阻礙就是MEMS和感測器技術(shù),如果期望利用物聯(lián)網(wǎng)驅(qū)動下一輪的電子產(chǎn)業(yè)成長,在很大程度上必須依賴其技術(shù)的創(chuàng)新。

  電子產(chǎn)業(yè)迫切需要新的微機(jī)電系統(tǒng)()來推動感測器和(IoT)的發(fā)展。根據(jù)業(yè)界分析師表示,如果期望利用驅(qū)動下一輪的電子產(chǎn)業(yè)成長,在很大程度上必須依賴和感測器技術(shù),才能使所有的智慧物件與現(xiàn)實世界進(jìn)行互動。但從實現(xiàn)新的設(shè)計到量產(chǎn),可能要花很長的時間以及高昂的代價,才能滿足市場的期待——除非電子產(chǎn)業(yè)能夠找到加速MEMS開發(fā)之路。

本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/277105.htm

  采用現(xiàn)有MEMS元件的新應(yīng)用正以12%的年成長率推動MEMS市場進(jìn)展。然而,Yole D?veloppement執(zhí)行長兼總裁Jean-Christophe Eloy表示,除非業(yè)界能夠找到如何順利將機(jī)械元件轉(zhuǎn)換為矽晶的方法,否則要加速突破性新產(chǎn)品量產(chǎn)的困難度,可能減緩未來的MEMS市場成長。

  MEMS完全創(chuàng)新產(chǎn)品缺席逾十年

  透過在更多應(yīng)用中更廣泛地采納成熟的MEMS元件,可望讓這種更小體積、更高性能且更低成本的漸進(jìn)式元件創(chuàng)新,持續(xù)刺激感測器及其所實現(xiàn)的系統(tǒng)邁向強(qiáng)勁成長。去年在MEMS領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)最快速成長的要算是安華高科技(Avago Technologies)和Qorvo(原Triquint),這是因為LTE的廣泛普及對于多模手機(jī)所用的體聲波(BAW)濾波器帶來了很大的需求。同樣地,更多應(yīng)用對于MEMS麥克風(fēng)和慣性感測器的強(qiáng)勁需求,有助于推動更多的感測器供應(yīng)商進(jìn)軍2-3億年營收范圍的行列。

  “這真的很重要,因為現(xiàn)在有多家公司都有潛力發(fā)展成為10億美元的公司,”Eloy指出。

  然而,僅采用現(xiàn)有元件類型的新應(yīng)用要維持110億美元業(yè)務(wù)的兩位數(shù)成長,在時間上可能無法長久?!疤魬?zhàn)之一在于最近完全創(chuàng)新的產(chǎn)品還是2003年時樓氏電子(Knowles)開發(fā)的MEMS麥克風(fēng)?!盓loy表示,“從那以后,都只是在整合度、更好的封裝等方面帶來漸進(jìn)式創(chuàng)新。雖然這些也是非常重要的創(chuàng)新,但不是突破性的新產(chǎn)品。我們?nèi)栽诘却齅EMS開關(guān)、自動對焦和揚聲器等產(chǎn)品完全過渡到大量生產(chǎn)階段。”

  半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)已經(jīng)找到可在競爭前的研究領(lǐng)域展開合作的方式了,而且已經(jīng)有了發(fā)展良好的商用基礎(chǔ)架構(gòu)來支持持續(xù)的成長,他表示?!癕EMS產(chǎn)業(yè)需要一些變革發(fā)生,以便簡化與加速設(shè)計過程,并盡快投入量產(chǎn)?!?/p>



  根據(jù)Yole的資料顯示,2014年全球MEMS營收達(dá)111億美元。

  “隨著到處都需要感測器來實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)、情境感知,尤其是對于新型生化與生醫(yī)感測器的新興需求,我認(rèn)為MEMS產(chǎn)業(yè)的發(fā)展的確才剛剛開始,”矽谷投資業(yè)者Band of Angels SIG委員會主席Kurt Petersen表示?!皟r格將繼續(xù)下滑,但目前開發(fā)中的新型感測機(jī)制將大幅提高精度,”對于發(fā)展中的壓電麥克風(fēng)、超音波手勢辨識以及新的慣性技術(shù)帶來巨大的潛在影響——以更高10倍的精確度大幅改善導(dǎo)航資訊。

  Peterson認(rèn)為真正有用的穿戴裝置尚未被開發(fā)出來,但對于其未來的發(fā)展表示樂觀。最有發(fā)展前景的是現(xiàn)正開發(fā)中的新一類生化感測器,例如新創(chuàng)公司Profusa的可植入式葡萄糖感測器,外部光學(xué)裝置讀取,它利用一種可調(diào)式感測器平臺,在人體內(nèi)偵測化學(xué)藥物。

  除了更好的生化和生醫(yī)感測器以外,能量采集器是另一個機(jī)會?!澳芰坎杉鲗兊萌遮呏匾驗槲锫?lián)網(wǎng)將為其提供一個巨大的市場,”他說。

  MEMS新平臺推動成長

  為了能以市場要求的最快上市時間與低成本,將這些新式的MEMS元件投入量產(chǎn),推動半導(dǎo)體業(yè)開發(fā)出一些新的方法。

  “過去客戶求助于我們時通常要求采用他們自己的獨特制程,但現(xiàn)在有越來越多的客戶要求我們盡可能使用標(biāo)準(zhǔn)平臺,只需少量修改即可,”Teledyne Dalsa公司MEMS代工廠執(zhí)行副總裁兼總經(jīng)理Claude Jean表示?!耙豢町a(chǎn)品采用一種制程的傳統(tǒng)做法還沒有被完全淘汰,但越來越多的客戶傾向于利用成熟的平臺來開發(fā)產(chǎn)品,”他補(bǔ)充道。

  Dalsa公司正為慣性感測器、微測輻射熱計、光學(xué)MEMS和壓電元件提供更廣泛的不同平臺,并盡可能地擴(kuò)展自家的設(shè)計和測試支援業(yè)務(wù)。

  新平臺技術(shù)也來自研發(fā)實驗室。法國原子能署電子暨資訊技術(shù)實驗室(CEA-Leti)的目標(biāo)在于與代工廠合作,將其壓阻式MEMS平臺投入生產(chǎn)以提供給更多客戶。這種技術(shù)在移動的物質(zhì)利用>10?m的厚層,而將<500nm的超薄層用于邊緣的壓阻式元件,然后透過壓縮或拉緊改變電阻來檢測其運動。

  “這種技術(shù)為緊密地整合多個感測器提供了替代性方法,可以協(xié)助像系統(tǒng)或CMOS制造商等缺少自有技術(shù)的新公司很快地開發(fā)出產(chǎn)品來?!盋EA-Leti北美策略合作夥伴副總裁Hughes Metras并指出,CEA-Leti已經(jīng)與首家取得授權(quán)的業(yè)者Tronics迅速地將其六自由度慣性感測器推向市場了。

  如今,這些基本技術(shù)的成熟還意味著MEMS市場開始從一些基于共同利益的合作中尋找優(yōu)勢,特別是在一些設(shè)備要求或測試操作等方面。目前在測量慣性感測器性能方面還沒有被廣泛接受的標(biāo)準(zhǔn),也沒有像ITRS路線圖那樣為設(shè)備制造商定義未來需求的手段,Teledyne Dalsa的Jean指出。

  “目前在MEMS市場所要求的成本和可用的先進(jìn)CMOS設(shè)備之間存在著巨大的差距?!彼J(rèn)為,“不過,相較于為先進(jìn)CMOS開發(fā)的制程,這還需要更簡單且更低成本的TSV制程等技術(shù)支援。”

  Teledyne Dalsa目前正與Alchimer合作開發(fā)低成本的濕式銅制程后鉆孔(Via-Last) MEMS TSV途徑。Teledyne DALSA的Via-Last技術(shù)采用銅鉆孔,并利用Alchimer的低溫電化學(xué)制程,形成具有5微米直徑x100微米深完美填充的穿孔,并利用銅再分布層和鎳/金UBM連接到外部。但該制程目前僅適用200mm晶圓,因此,“我們需要MEMS制造商和設(shè)備與材料供應(yīng)商之間展開更加密切的合作,共同開發(fā)出更低成本的方法來推動創(chuàng)新進(jìn)展?!彼硎尽?/p>

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