SEMI在2019年發布的報告《2018至2023MEMS及傳感器產能報告（MEMS & Sensors Fab Report to 2023）》中指出，受到通信、運輸、醫療、移動、工業和其他物聯網應用需求驅動，2018年到2023年，全球MEMS和傳感器製造產能預計將增長25％。報告預測到2023年，MEMS代工廠將佔所有MEMS和傳感器產線的46％。
文︱蘇嵐 李嬌陽
圖 | 網絡
MEMS的英文全稱是Micro-Electro-Mechanical System，即微機電系統，它的尺寸通常在幾毫米乃至更小，它是一個獨立的智能系統。MEMS是目前備受關注的技術之一，它也是一種典型的多學科交叉的前沿性研究技術，涉及多種學科領域，如電子、機械、材料、製造、物理、化學、生物以及信息與自動控制等，它被認為是構建物聯網基礎物理感知層傳感器的最主要選擇之一。
那MEMS有哪些優點讓它備受關注呢？首先當然是微型化，MEMS器件的體積都具有體積小，重量輕，慣性小，耗能低，諧振頻率高等特點，這些特點對於許多領域的應用，尤其是物聯網領域的應用和發展至關重要。
第二個是集成化，可以把多個具有不同功能、不同敏感方向或制動方向的傳感器集成於一體，形成微傳感器陣列，也可以把多種功能的器件集成在一起，形成更為複雜的微系統，為傳感器和微電子器件的集成製造出具有更高可靠性和穩定性的MEMS產品。
還有一個重要的特點就是MEMS可以批量化生產，採用矽微加工工藝在一片矽片上可同時製造上千個MEMS裝置或完整的MEMS器件，這可以大大降低成本。
MEMS與CMOS的關聯
提起MEMS，總會聯想到CMOS。CMOS是標準半導體製造工藝，而MEMS模塊中很多會用到CMOS器件，從某種程度上而言，MEMS可以看作是CMOS的擴展，但兩者也有很大區別。
MEMS與CMOS的根本區別在於：MEMS是帶活動部件的三維器件，而CMOS則是二維器件。因此，雖然它們在刻蝕和沉積等許多製程工藝是相似的，但MEMS在失效機理等方面更獨特。例如，由於CMOS器件沒有活動部件，因此它不需要釋放工藝，而MEMS器件需要在熱、靜電、磁場等驅動下執行動作，當活動部件「粘」在器件表面上導致設備故障時，就會產生靜摩擦，而CMOS沒有此類問題。所以CMOS封裝相對簡單，但MEMS則非常複雜，不能採用CMOS的傳統方法進行封裝，通常需要定製化。
需要在一些如熱驅動、靜電驅動、磁驅動下執行動作，不能採用CMOS傳統方法進行封裝
一家MEMS設備公司人員在談到MEMS和CMOS的區別時表示：「CMOS器件是在矽材料上逐層製作而成。雖然蝕刻和沉積是標準工藝，但它們主要使用光刻和等離子蝕刻在裸片上創建圖案。而MEMS則是採用體矽加工工藝嵌入到矽中，或通過表面微加工技術在矽的頂部形成。」在生物和醫療領域，很多都採用玻璃和塑料而非矽片來作為MEMS基底從而降低成本。
MEMS市場狀況
SEMI在2019年發布的報告《2018至2023MEMS及傳感器產能報告（MEMS & Sensors Fab Report to 2023）》中指出，受到通信、運輸、醫療、移動、工業和其他物聯網應用需求驅動，2018年到2023年，全球MEMS和傳感器製造產能預計將增長25％。報告預測到2023年，MEMS代工廠將佔所有MEMS和傳感器產線的46％。
根據法國諮詢公司Yole曾公布的MEMS廠商銷售額前30名排行榜中，博通和博世名列前兩名，日本廠商如TDK、松下等也在MEMS領域表現出色。中國有兩家廠商入圍Yole榜單，分別為歌爾股份（Goertek）和瑞聲科技（AAC）。而耐威科技通過收購Silex Microsystems AB公司後在MEMS代工領域處於領先的位置。敏芯微電子在矽麥領也域取得不錯進展，近期正在謀求科創板上市，不過敏芯與歌爾之間因市場競爭而起的糾紛也是最近的行業熱點話題。
雖然近幾年中國在MEMS領域的投入不斷增加，但中國和國外的技術和產品差距還是相當大的。中國在MEMS應用的內部開發方面也落後其它國家。尤其，目前中國還面臨美國對於半導體設備等方面的制裁，勢必進一步延緩MEMS技術的研發和製造的腳步，同時其它國家還在不斷推進對MEMS技術和設備的研究和發展，多方面的不利因素都會影響我們迎頭趕上的速度。
尤其，MEMS產業發展速度非常快，需要更強的創新力，而且大多數MEMS器件都是專用的，市場規模不像CMOS器件有那樣大的體量，因此，技術是關鍵，在加大生產投資的同時，也需要專注對MEMS技術的研發，只有真正在技術上持續投入，才有可能縮小與先進國家之間的差距。
總結
隨著物聯網和5G時代來臨，對於MEMS器件的需求量肯定會越來越大。有市場研究公司估計，2023年僅RF MEMS市場規模就將達到150億美元。這是一個誘人的蛋糕，但首先得有足夠的實力才能共享市場紅利。在目前複雜的市場形勢下，專注技術研發才是制勝之道，投機取巧或可以一時在市場上賺到錢，但一直投機總會把市場份額都送出去。
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