在現(xiàn)代3D IC封裝技術(shù)的發(fā)展中，我們經(jīng)常見(jiàn)到多種芯片技術(shù)的融合，如邏輯芯片、存儲(chǔ)芯片、射頻芯片以及MEMS芯片的集成。MEMS，即微機(jī)電系統(tǒng)（Micro-Electro-Mechanical Systems），在消費(fèi)電子、汽車、醫(yī)療和航天航空等眾多領(lǐng)域，展示了其廣泛而重要的應(yīng)用。簡(jiǎn)而言之，MEMS利用微納加工技術(shù)在硅片上制造出極其微小的電子機(jī)械系統(tǒng)，這些系統(tǒng)可以精確達(dá)到微米或納米級(jí)別。盡管它們微小至極，但其功能卻至關(guān)重要，能夠有效地將外界環(huán)境中的物理或化學(xué)信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)外界信息的感知與處理。這種獨(dú)特的功能，使得MEMS芯片在各個(gè)行業(yè)中成為不可或缺的重要組成部分，引領(lǐng)著科技的不斷前進(jìn)與創(chuàng)新。

MEMS是集成電氣和機(jī)械組件的微尺度器件，它們與半導(dǎo)體元件的集成適用于廣泛的應(yīng)用，從而實(shí)現(xiàn)了技術(shù)進(jìn)步和性能的提高。MEMS芯片的主要用途是什么呢？它們最常見(jiàn)的應(yīng)用就是作為傳感器，MEMS傳感器可以檢測(cè)溫度，壓力，光強(qiáng)度，濕度加速度和聲音等各種物理量，并將這些信息轉(zhuǎn)化成為電信號(hào)，以便我們對(duì)環(huán)境條件能夠進(jìn)行監(jiān)測(cè)，這有點(diǎn)類似于人體的感官系統(tǒng)，就像我們的耳朵,皮膚,鼻子等器官一樣，幫助我們感知周圍的世界。比如壓力傳感器就像我們的皮膚，可以感受到壓力，化學(xué)傳感器就像我們的鼻子，能夠聞到味道。加速度計(jì),陀螺儀和磁傳感器芯片就像我們的小腦，幫助我們感知方向和加速度等，MEMS芯片也是以晶圓為載體做出來(lái)的，但是卻分不清MEMS芯片與IC芯片的制作工藝有什么區(qū)別。

首先MEMS芯片的線寬從1毫米到1微米，像IC芯片那樣，追求28納米、14納米超細(xì)的線寬，因此很多MEMS晶圓廠的設(shè)備，很多都是存儲(chǔ)廠邏輯廠淘汰下來(lái)的二手設(shè)備，另外MEMS晶圓廠在無(wú)塵間的潔凈等級(jí)、自動(dòng)化程度等方面，又比12寸IC晶圓廠稍微寬松一些，其次MEMS芯片的種類非常豐富，特點(diǎn)是12寸IC芯片無(wú)法比擬的，不僅包括各種傳感器，還有微型泵、微型馬達(dá)等各種機(jī)械結(jié)構(gòu)，這就意味著很難做到標(biāo)準(zhǔn)化工藝，每一種MEMS芯片的制造都有其獨(dú)特要求，正因?yàn)樵O(shè)計(jì)種類多，MEMS芯片的工藝制程增加了許多IC制程沒(méi)有的工藝，例如用深反應(yīng)離子刻蝕DRIE，來(lái)做深溝槽和復(fù)雜的3D結(jié)構(gòu)，有些深度甚至可以達(dá)到幾百微米，這個(gè)深度在IC制程中是不可想象的，另外晶圓鍵合工藝，濕法刻蝕工藝，貼干膜工藝，微流體工藝，電鍍工藝等，在IC制程中也不常見(jiàn)，因此兩者的制作方式和應(yīng)用領(lǐng)域都有很大的不同。

2023 年，MEMS 行業(yè)規(guī)模降至 1460 萬(wàn)美元（同比下降 3%），主要原因是消費(fèi)電子產(chǎn)品和經(jīng)濟(jì)周期的低迷。盡管今年對(duì)于 MEMS 行業(yè)來(lái)說(shuō)相對(duì)艱難，但我們預(yù)計(jì)市場(chǎng)將在 2024 年再次增長(zhǎng)。事實(shí)上，2024 年的出貨量將接近 340 億臺(tái)（同比 9%），總收入達(dá)到 156 億美元。就長(zhǎng)期增長(zhǎng)而言，我們看到 MEMS 設(shè)備的吸引力不斷增長(zhǎng)，這主要受到所有終端市場(chǎng)的大趨勢(shì)的推動(dòng)——消費(fèi)電子設(shè)備的傳感器化、汽車的自動(dòng)駕駛和舒適性、工業(yè) 4.0、人工智能的出現(xiàn)等。

自前我國(guó)的高端MEMS傳感器產(chǎn)業(yè)，與歐美日相比還存在較大差距，中國(guó)傳感器芯片進(jìn)口率高達(dá)90%以上，國(guó)內(nèi)企業(yè)基本集中在產(chǎn)業(yè)鏈的中下游，具有自主芯片設(shè)計(jì)的能力的企業(yè)比較少，核心技術(shù)嚴(yán)重滯后于發(fā)達(dá)國(guó)家。在國(guó)內(nèi)，大多數(shù)傳感器廠商采用的是無(wú)晶圓廠fabless模式，真正擁有自己晶圓廠的IDM模式公司非常少且規(guī)模較小，雖然國(guó)內(nèi)已經(jīng)有不少晶圓代廠，能夠生產(chǎn)MEMS傳感器芯片，硬件條件也接近國(guó)際水平，但在工藝技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)方面仍然無(wú)法達(dá)到國(guó)外大廠大批量產(chǎn)生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)。因此許多本土的設(shè)計(jì)公司，更傾向與海外成熟的代工廠合作。

常見(jiàn)的MEMS傳感器有慣性傳感器、MEMS麥克風(fēng)、溫濕度傳感器、陀螺儀，加速度、壓力傳感器、氣體傳感器等。其中，溫度傳感器（Temperature Sensor）是一種用于測(cè)量和監(jiān)測(cè)環(huán)境或物體的溫度的設(shè)備，它能夠?qū)囟茸兓D(zhuǎn)化為電信號(hào)或數(shù)字信號(hào)輸出，以供進(jìn)一步處理、顯示或記錄。溫度傳感器在各種應(yīng)用中廣泛使用，包括氣象監(jiān)測(cè)、工業(yè)自動(dòng)化、電子設(shè)備、醫(yī)療保健、汽車和消費(fèi)電子等領(lǐng)域。溫度傳感器市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)將從 2023 年的 82.8 億美元增長(zhǎng)到 2028 年的112.3億美元，在預(yù)測(cè)期間（2023-2028 年）的復(fù)合年增長(zhǎng)率為6.28%。

深圳市華芯邦科技有限公司的蘇州研發(fā)團(tuán)隊(duì)八年來(lái)聚焦在設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、測(cè)試及代工基于第四代金屬氧化物半導(dǎo)體的高精度MEMS溫度傳感器芯片上，主要從事MEMS 溫度傳感器裸片、溫度傳感器芯片、溫度傳感器模組的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售，并持續(xù)構(gòu)建“端-邊-云”的物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)體系，未來(lái)將主要應(yīng)用于家電、通訊及工業(yè)控制領(lǐng)域，同時(shí)也逐漸在汽車、醫(yī)療等領(lǐng)域擴(kuò)大應(yīng)用。 華芯邦科技致力于前沿科技的推動(dòng)，其最新推出的新型納米材料展現(xiàn)出非凡的優(yōu)勢(shì)，所生產(chǎn)的溫度傳感器芯片，通過(guò)完美融合熱電阻與IC溫度傳感器的優(yōu)勢(shì)，成為了一種創(chuàng)新的MEMS溫度傳感技術(shù)。這種芯片不僅在測(cè)溫精度方面卓爾不群，而且在小封裝設(shè)計(jì)上實(shí)現(xiàn)了更加緊湊和高效的性能表現(xiàn)。不僅如此，其低成本的特點(diǎn)使得廣泛應(yīng)用成為可能，為各類工業(yè)和商業(yè)領(lǐng)域帶來(lái)了革命性的改變。相比于傳統(tǒng)的溫度傳感器，展示了未來(lái)科技發(fā)展的無(wú)限潛力，無(wú)疑是一個(gè)令人矚目的選擇。其公司目前已搭建高精度MEMS溫度傳感器的生產(chǎn)、封測(cè)線，從納米材料合成到晶圓級(jí)摻雜再到封裝測(cè)試均可在一條產(chǎn)線上完成，實(shí)現(xiàn)了完全自主的IDM生產(chǎn)制造模式。

公司目前已搭建具有極高精度的MEMS溫度傳感器生產(chǎn)和封測(cè)線，產(chǎn)線從納米材料的合成開始，到晶圓級(jí)摻雜，再到最終的封裝和測(cè)試，所有工藝都可以在同一條產(chǎn)線上完成。使得我們實(shí)現(xiàn)了完全自主的IDM生產(chǎn)制造模式，在這條產(chǎn)線上無(wú)論是材料的高精度控制，還是針對(duì)于晶圓的細(xì)致?lián)诫s工藝，以至于最后封裝測(cè)試環(huán)節(jié)的嚴(yán)格把關(guān)都體現(xiàn)華芯邦科技的高技術(shù)水準(zhǔn)和嚴(yán)格的質(zhì)量管理體系。

審核編輯 黃宇