- MEMS（含傳感器）行業(yè)情況
- 來源：思瀚產業(yè)研究院 發(fā)表于 2023/4/18
（1）MEMS 技術
MEMS（全稱 Micro Electromechanical System）即微機電系統(tǒng)，是一種利用集成電路（IC）制造技術和微結構加工技術把微傳感器、微執(zhí)行器等制造在一塊或者多塊芯片上的微型集成系統(tǒng)，其尺寸約為幾毫米乃至更小，其內部結構一般在微米甚至納米量級，是一個獨立的智能系統(tǒng)。MEMS 是一個多學科交叉的前沿性研究領域，涉及了物理學、半導體、光學、電子工程、化學、材料工程、機械工程、醫(yī)學、信息工程及生物工程等多種學科和工程技術。
MEMS 技術被譽為 21 世紀具有革命性的新技術，早可追溯到 1987 年美國，當年伯克利加州大學發(fā)明的微馬達被認為是 MEMS 技術的開端。1993 年ADI 公司的微加速度計產品大批量應用于汽車防撞氣囊，MEMS 正式走入產業(yè)化階段。
20 世紀 90 年代 MEMS 技術快速發(fā)展，圍繞深槽蝕刻技術發(fā)展出多種加工工藝，微鏡、噴墨打印頭等 MEMS 產品不斷涌現(xiàn)。2007 年以后，以智能手機為代表的消費電子產品大量應用 MEMS 傳感器，慣性傳感器、磁力計、光學MEMS、射頻 MEMS 等應運而生。近年來，物聯(lián)網的發(fā)展不斷推動 MEMS 技術進步，MEMS 集成化、智能化是未來發(fā)展趨勢。
（2）MEMS 傳感器
MEMS 傳感器即運用了 MEMS 技術的傳感器。與傳統(tǒng)傳感器相比，MEMS傳感器具有體積小、重量輕、集成度高、智能化、低成本、功耗低、可大規(guī)模生產等優(yōu)點，MEMS 內部一般在微米甚至納米級別，使得它可以完成某些傳統(tǒng)機械傳感器所不能實現(xiàn)的功能。
MEMS 傳感器由傳感器、信息處理單元、執(zhí)行器和通訊/接口單元等組成。其輸入信號通過傳感器轉換為電信號，經過信號處理（模擬的或/和數字的）后，由執(zhí)行器與外界產生作用。每一個微系統(tǒng)可以采用數字或模擬信號（電、光、磁等物理量）與其他的微系統(tǒng)進行通信。
資料來源：賽迪顧問
MEMS 傳感器產業(yè)主要環(huán)節(jié)包括設計研發(fā)、生產制造、封裝測試、系統(tǒng)應用。
在封裝方面，相較于普通 IC 封裝，MEMS 傳感器產品的封裝更龐大、更復雜、更困難。首先，相較于普通 IC 較為溫和的工作環(huán)境，MEMS 傳感器常處于高壓力、強振動、高溫度、高濕度等惡劣環(huán)境之中，因此要求封裝結構與封裝材料能適應各種復雜的工作環(huán)境，對封裝技術要求較高。
其次，由于 MEMS 傳感器需要感知外部世界，在封裝過程中需要提供讓芯片敏感區(qū)與外界環(huán)境交互作用的通道，因此相較于普通 IC 的封裝，MEMS 封裝還需保證芯片敏感區(qū)與外界環(huán)境充分交互作用。同時，MEMS 封裝還需要保護芯片敏感區(qū)不因兩者間的交互作用產生性能惡化，保持其性能穩(wěn)定。由于上述兩點需同時滿足，這對封裝技術而言是一個挑戰(zhàn)。
此外，由于 MEMS 制造工藝的多樣性、結構的復雜性以及應用環(huán)境的多樣性，使得 MEMS 封裝技術難以像普通芯片封裝技術一樣實現(xiàn)規(guī)范化與標準化，無法采用統(tǒng)一的封裝形式與封裝工藝，因此對封裝技術提出了更高要求。
在測試方面，與傳統(tǒng) IC 不同，MEMS 傳感器產品的非標準化特性明顯，即使同類型傳感器的測試方法、測試設備也可能存在差異，因此具備更高的測試難度。綜上，在 MEMS 傳感器產品的量產化過程中，封裝與測試是重要的環(huán)節(jié)，其所占的成本比重已經越來越大。根據賽迪顧問統(tǒng)計，封裝測試的成本往往占據產品成本的大半，甚至超過 70%。
編輯：曾婉甜
來源：思瀚產業(yè)研究院 高華科技
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