MEMS 在加拿大有著悠久的歷史，可以說是該國半導體領域的一大亮點。但如果該行業想要成為全球領導者，就需要更多的商業化和制造能力。

雖然加拿大距離大規模半導體制造還有很長的路要走，但MEMS是一種簡單得多的技術，只需要適度的制造設施。雖然 MEMS 可能不是加拿大半導體行業的前沿，但悠久的歷史意味著，成熟的公司已經積累了大量的專業知識，初創公司和大學研究機構也在不斷創新。

加拿大無法跟上更廣泛的半導體行業的發展，這可以說是該國發展MEMS 能力的原因。

CMC Microsystems 總裁兼首席執行官 Gord Harling 在接受 EE Times 采訪時表示：“20 世紀 80 年代和 90 年代，大學實驗室無法跟上半導體投資的步伐，因此他們被迫尋找他們能負擔得起的新技術。幸運的是，硅光子學和微機電系統并不像其他半導體一樣遵循縮小設計規則的趨勢。”

阿爾伯塔大學的?nanoFAB 是一個集中式開放式研發設施，專門從事微納米級制造和表征，其中包括濕法處理通道。（來源：阿爾伯塔大學）

MEMS制造挑戰較少

Harling說，這些實驗室擁有的大部分半導體設備都非常適合，不需要經常更換。“MEMS 和光子學更多地與智力、巧妙的設計和處理有關，而不是與資本設備有關，”Harling說。“MEMS 的難點在于，該工藝往往針對每種設計進行優化，因此很難獲得大批量生產的好處，除非你挑選你的客戶。”

MEMS是加拿大半導體計劃中被認定為具有戰略意義的關鍵領域之一。最近獲得資助的 FABrIC 計劃包括承諾創建基準或平臺流程，人們可以使用這些流程來創建 MEMS 或光子學設計。Harling 表示，這不是一個完美的解決方案，但足以向投資者或潛在客戶展示最小可行產品。他說，一旦產品開始進入批量生產，開發該產品的公司就可以直接與工廠合作，優化其設計和工藝。

通過 FABrIC 計劃，CMC Microsystems 正在與加拿大埃德蒙頓的 Applied Nanotools、渥太華的光子制造中心、布羅蒙特的 C2MI 和 Teledyne、3IT、4D 實驗室等合作，開發具有流程描述或流程設計套件 (PDK)、設計示例、培訓和其他工具的平臺流程。

Harling表示，CMC 每年在 MEMS 領域制造 80 或 90 個原型，在光子學領域制造約 180 個原型。“這遠遠超過其他國家，我們擁有出色的技術基礎。”

盡管加拿大在微機電系統領域擁有強大的技術基礎和悠久的學術研發歷史，但其創新可能并未獲得充分的贊譽，因為其技術最終往往被用于國外開發的應用。

溫莎大學（該校是微機電系統 MEMS 研究實驗室所在地）教授 Sazzadur Chowdhury 表示，加拿大在 MEMS 方面的研究活動大部分都是與美國公司合作進行的。專利通常在美國申請，這意味著很難估計加拿大 MEMS 技術在蘋果 iPhone 等商業電子產品中的實際應用量。他指出，根據加拿大統計局的數據，過去二十年來，加拿大電氣工程領域的專利數量急劇下降。

加拿大MEMS需要更多投資

進行研發的成本很高，Chowdhury 指出，加拿大最大的 MEMS 公司 Teledyne Technologies 的 MEMS 代工廠位于魁北克省的 Bromont，但它并不是一家加拿大公司。（該公司在艾伯塔省埃德蒙頓的工廠是其于 2019 年 9 月收購加拿大 MEM 先驅 Microlayne 的結果。）

Chowdhury 補充道，加拿大在 MEMS 和半導體方面的投資與美國相比相形見絀。“將 CHIPS 法案的 520 億美元與加拿大在同一時期的 2.4 億美元進行比較。這說明了一切！”他補充說，歐盟目前有《歐洲芯片法案》。

Chowdhury表示，加拿大如果要發展包括 MEM 在內的半導體能力，就需要有自己的《CHIP 法案》，MEM 具有廣泛的用途，包括電動汽車、衛星、手機、電視和微波爐。

他說，加拿大大學需要更多資金來支持研究，并為其提供必要的設備以及商業化能力。“我們需要擁有自己的商業化生態系統或商業化網絡，”Chowdhury說。“商業化網絡不存在。他們必須在加拿大開展所有的微電子活動。”

曼尼托巴大學普萊斯工程學院教授道格拉斯·布坎南也表達了同樣的看法。他說，大學正在努力想辦法讓工程師和商人走到一起，但目前加拿大大學進行的大部分研究成果都被加拿大以外的國家采用——其中大部分被美國采用，因為美國就在加拿大隔壁。

他說，專注于 MEMS 對加拿大來說是有意義的，因為加拿大永遠無法進行 CMOS 或 DRAM 級制造，因為成本太高了。“我們不會很快在這里生產 DRAM。資本投資高達數百億美元。”

Buchanan 補充說，MEMS的尺度在微米級，而不是納米級。“就尺寸而言，兩者相差了三個數量級，”他說。“這樣做更容易，因此成本也更低。”

需要更多初創企業

布坎南曾在沃森實驗室工作了 16 年，與來自世界各地的人共事，包括諾貝爾物理學獎獲得者。他說，加拿大大學的研發水平與世界任何地方一樣好。“加拿大大學的研究是一流的。但事實是，我們沒有足夠的人愿意創建一家初創公司并嘗試讓事情起步，”他說。“這是一種不同的思維方式。”

加拿大確實有一些衍生活動。MEMS Vision 是蒙特利爾麥吉爾大學的衍生公司，總部位于該市，并在埃及設有設計中心，總員工人數超過 50 人，運營時間約為 15 年。

該公司的重點是環境傳感器和超聲波傳感器。MEMS Vision 首席產品經理 Hani Tawfik 在接受 EE Times 采訪時表示，該公司設計 MEMS 和集成電路，并將于 2025 年或 2026 年初推出首款此類細顆粒傳感器。

他說，該公司已經開發了一系列從零開始開發的 MEMS 工藝。MEMS Vision 最初專注于 IP 開發，并于 2019 年發布了其首款傳感器。

MEMS Vision 的產品組合包括濕度和溫度傳感器，例如其 MVH4000 系列傳感器。（來源：MEMS Vision） Tawfik表示，MEMS Vision 將繼續與麥吉爾大學和魁北克大學合作，這兩所大學為原型設備提供潔凈室和制造設備。“與大學的合作非常有幫助。”

他說，這種潔凈室生態系統是加拿大 MEMS 行業的優勢之一，因為 MEMS 具有高度定制性。“如果你沒有潔凈室來創新你正在構建的工藝，那么你將很難制造出具有競爭力的設備。”

Tawfik表示，加拿大還擁有大量受過良好教育的人才。“這對加拿大來說是一個很大的優勢。”他說，盡管通過加拿大半導體委員會等舉措，情況正在得到改善，但該國缺乏的是整個行業的合作。

Tawfik 補充說，加拿大還需要更強大的制造能力，因為像 MEMS Vision 這樣的公司經常出國到東南亞進行制造

總體而言，加拿大的 MEMS 需要更多投資才能與世界其他國家競爭。Tawfik表示，如果加拿大想成為北美 MEMS 領導者，就需要利用這些地緣政治變化。“現在有這樣的機會，但需要投資。” 審核編輯 黃宇