MEMS設(shè)備市場穩(wěn)步成長 多種MEMS制程嶄露頭角

市場研究機構(gòu)Yole Developpement的最新報告指出，僅管微機電系統(tǒng)（MEMS）產(chǎn)業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化尚未落實，各大公司仍致力于讓自己的技術(shù)平臺最佳化；這方面的制程革新也將驅(qū)動 MEMS 設(shè)備及材料在2012到2018年間達(dá)到7%的年復(fù)合成長率。

制程革新將點燃MEMS的設(shè)備與材料市場，Yole Developpement預(yù)期 MEMS相關(guān)制造設(shè)備市場將在接下來五年內(nèi)，以5.2%的年復(fù)合成長率從2012年的3億7，800萬美元，在2018年成長至5億1，000萬美元以上；值得注意的是，Yole Developpement預(yù)期MEMS的設(shè)備市場的循環(huán)周期模式將與主流IC設(shè)備市場相當(dāng)。

而在接下來五年，MEMS材料與相關(guān)的消耗品之需求將以10.5%的年復(fù)合成長率，從2012年的1億3，600萬美元成長到2018年的2億4，800萬美元以上。

全球MEMS設(shè)備與材料需求 （單位：百萬美元）

目前，MEMS的制造仍相當(dāng)多元且欠缺標(biāo)準(zhǔn)化；仍采用Yole Developpement所形容的一種產(chǎn)品，一套制程規(guī)則。其實MEMS的歷史與一般IC產(chǎn)業(yè)不同，且其技術(shù)藍(lán)圖也與半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)有所不同。因此，以完全不同制造方式制作相同MEMS裝置的業(yè)者處處可見，有時還甚至來自同一家公司（例如，CMOS MEMS及混合途徑方法都可用于慣性感測器或麥克風(fēng)）。

然而，當(dāng)MEMS與前代產(chǎn)品相比成為可快速攻入市場的商品化產(chǎn)品時，任何能夠加速商業(yè)化流程的事宜也都會廣受歡迎。MEMS的封裝正朝向與前端制程不同的方向演進(jìn)，且Yole Developpement已經(jīng)注意到，封裝標(biāo)準(zhǔn)化對于支援產(chǎn)量大幅成長的產(chǎn)品出貨之重要性將會提高，而與MEMS與感測器內(nèi)容相關(guān)的整體成本將會降低（例如，制造商之間的麥克風(fēng)封裝方式大都相同）。此外，這份報告也顯示在前端制程方面，各大公司都正在發(fā)展針對不同MEMS裝置的獨家技術(shù)平臺。

MEMS的前端制造發(fā)展趨勢

（來源：Yole Developpement，2013年2月；圖表顯示新MEMS制程采用的時間表。箭頭左側(cè)表示技術(shù)的開始采用時間--例如，DRIE是從96年時開始運用于Bosch慣性MEMS--Yole Developpement預(yù)測在未來將可看到越來越多創(chuàng)新的MEMS制程：TSV、微影步進(jìn)機、薄晶圓的暫時性接合、室溫接合）

Yole Developpement的報告中，也揭示當(dāng)MEMS從制程技術(shù)性的競爭移轉(zhuǎn)到功能及系統(tǒng)性的競爭時，就有必要采用標(biāo)準(zhǔn)途徑來降低封裝尺寸及成本。目前，MEMS代工廠仍處于制程技術(shù)性的競爭階段，且必須以更廣泛的制程技術(shù)來因應(yīng)新的MEMS設(shè)計及結(jié)構(gòu)。

這種技術(shù)途徑與通常只專注于單一類型MEMS設(shè)計的無晶圓廠公司是不同的，該種公司的主要任務(wù)是找到最有經(jīng)驗與可靠的代工伙伴來說服客戶自己的強項所在；同時，整合元件大廠（IDM）則通常是仰賴已制式化運作的MEMS制程來制造其產(chǎn)品（如ST的THELMA）。由于總是必須面對MEMS制造技術(shù)前景的最前線變革，故代工廠的挑戰(zhàn)也往往是最大的。

Yole Developpement的MEMS的前端制造發(fā)展趨勢報告也清楚點出了主要的前端制造技術(shù)改革；例如，芯片尺寸封裝（CSP）技術(shù)中的硅穿孔（TSV）也正逐漸滲透到MEMS產(chǎn)業(yè)。在此方面，該機構(gòu)分析了意法半導(dǎo)體（STMicroelectronics）自家工廠采用TSV來接合MEMS芯片與主機板的獨家方法。

ST的方法免除焊墊（bond pad）的需求，將之以使用氣隙蝕刻（etched-out air gaps）絕緣的多晶硅通孔來取代；采用其基礎(chǔ)MEMS制程，但規(guī)模約十倍大。根據(jù)ST的報告，減少了20%~30%的芯片尺寸，可抵銷采用TSV制程微增的成本，使得總成本反而降低。