測(cè)試&技術(shù)提高 - 物聯(lián)網(wǎng)給MEMS帶來(lái)新商機(jī) 為何芯片商卻很謹(jǐn)慎？

　　測(cè)試

　　測(cè)試MEMS器件需要不同的方法，因?yàn)橛行㎝EMS芯片包含可動(dòng)作的機(jī)械器件，測(cè)試時(shí)需要搖動(dòng)器件來(lái)測(cè)試移動(dòng)范圍與結(jié)構(gòu)的一致性，但是這種測(cè)試各自有相應(yīng)的問(wèn)題，例如成本。

　　“用大型ATE設(shè)備測(cè)試成本敏感型MEMS器件有點(diǎn)像大炮打蚊子，并不適合，”NI首席市場(chǎng)開(kāi)發(fā)經(jīng)理 Joey Tun說(shuō)，“不過(guò)現(xiàn)在已經(jīng)有一點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)化的趨勢(shì)，每一個(gè)半導(dǎo)體公司都把MEMS當(dāng)作重要的IP資產(chǎn)，并開(kāi)發(fā)自己的測(cè)試方案。與傳統(tǒng)測(cè)試方法完全不同，需要很多垂直領(lǐng)域的知識(shí)?！?/p>

　　Tun表示僅MEMS封裝本身就可能會(huì)需要線性加速測(cè)試或旋轉(zhuǎn)測(cè)試，當(dāng)然芯片公司可以基于公開(kāi)平臺(tái)來(lái)定制化自己的測(cè)試需求。

　　“用戶決定MEMS器件如何測(cè)試，”他說(shuō)，“例如，汽車(chē)級(jí)產(chǎn)品就對(duì)測(cè)試要求嚴(yán)格得多?，F(xiàn)在，測(cè)試成本占了MEMS產(chǎn)品的成本的30%至50%。雖然測(cè)試成本有下降的趨勢(shì)，但物理世界還是給測(cè)試造成了很多麻煩。物理刺激（physical stimulus）有其本身的不確定性，需要微調(diào)和校正，但如果真對(duì)物理刺激進(jìn)行微調(diào)，還是非?；〞r(shí)間的?！?/p>

　　技術(shù)提高

　　為滿足新一代射頻濾波器與壓電式MEMS（用于噴墨打印機(jī)）的需求，人們開(kāi)始把鈧和摻雜氮化鋁等新材料引入到MEMS中，因此微調(diào)和測(cè)試在MEMS產(chǎn)業(yè)中變得越來(lái)越普遍。

　　“噴墨打印機(jī)最開(kāi)始采用溶劑型墨水，現(xiàn)在采用臘型（wax-based）墨水，”應(yīng)用材料的Rosa說(shuō)，“要讓臘在100℃融化，才能?chē)娚涑鋈?。但是要噴射更粘稠的材料，需要采用一個(gè)能輸出高壓力的致動(dòng)器（actuator），壓電致動(dòng)器就是可輸出這種高壓力的器件?！?/p>

　　Rosa表示在射頻濾波器與指紋識(shí)別傳感器中，采用鈧材料的情況越來(lái)越普遍，這些器件中鈧的濃度在5%到40%左右，每5%的濃度相當(dāng)于1分貝信噪比?！吧漕l濾波器的頻率響應(yīng)曲線基本是個(gè)鐘形，鈧材料可以讓頻響曲線的兩邊更為陡峭，所以提高了信噪比。”

　　目前為止，幾乎所有的MEMS都是由8英寸晶圓產(chǎn)線制造的。不過(guò)由于汽車(chē)電子與物聯(lián)網(wǎng)需求的不斷攀升，導(dǎo)致8英寸產(chǎn)線利用率極高，晶圓代工廠開(kāi)始考慮能否用12英寸晶圓制造MEMS，是否可行還要看是否12英寸MEMS有足夠的利潤(rùn)率以保證投資能夠收回來(lái)。

　　“在MEMS制造中，工藝尺寸縮小與流程復(fù)用很多時(shí)候并不適用，因?yàn)槠涫欠菢?biāo)準(zhǔn)化的，”聯(lián)電的Ng說(shuō)，“在一些特殊應(yīng)用方面我們成功了，出貨量大，也有規(guī)模經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。但是有些MEMS器件的生產(chǎn)制造還存在不少挑戰(zhàn)，它們體積很小，用量又不多。由于芯片面積小，所以每個(gè)月用到的晶圓數(shù)量不大?！?/p>

　　然而，8英寸晶圓存在一些局限。用8英寸晶圓制造的陀螺儀放不下大側(cè)壁（sidewall），采用12英寸晶圓就可以解決這個(gè)問(wèn)題。Rosa表示，因?yàn)楝F(xiàn)在把ASIC（專用集成電路，很多是12英寸工藝）和MEMS芯片放在一起加工的情況越來(lái)越多，因此把兩片12英寸晶圓綁定在一起越來(lái)越簡(jiǎn)單，成本也越來(lái)越低。

　　“ASIC正在變得越來(lái)越復(fù)雜，開(kāi)發(fā)人員在努力把更多的功能集成到一顆芯片上，”Rosa說(shuō)，“在MEMS行業(yè)我們看到三個(gè)趨勢(shì)：驅(qū)動(dòng)器件的新器件、現(xiàn)有器件的新應(yīng)用以及持續(xù)的價(jià)格下跌。MEMS公司必須在價(jià)格策略方面更具創(chuàng)意?！?/p>

　　這些更具創(chuàng)意的策略包括晶圓綁定、將ASIC和MEMS封在一個(gè)先進(jìn)封裝里面，或者直接用CMOS工藝制造MEMS，從而將ASIC與MEMS封裝成單顆芯片。

　　結(jié)論

　　毫無(wú)疑問(wèn)，MEMS在很多市場(chǎng)扮演越來(lái)越重要的角色。壓力和運(yùn)動(dòng)傳感器是物聯(lián)網(wǎng)和聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的關(guān)鍵部件，MEMS是一項(xiàng)核心技術(shù)。

　　但由于MEMS產(chǎn)品的價(jià)格下跌無(wú)法阻止，未來(lái)幾年整個(gè)MEMS市場(chǎng)規(guī)?？赡芡诂F(xiàn)在的水平。除非通過(guò)足夠多的并購(gòu)使得市場(chǎng)上只剩巨頭玩家，或者開(kāi)發(fā)出新的需求使得供不應(yīng)求，這樣才有可能保證足夠高的投資回報(bào)率，并讓MEMS企業(yè)有資金投入到新技術(shù)與新工藝的開(kāi)發(fā)。

　　至少現(xiàn)在來(lái)看，很多公司仍然在權(quán)衡將來(lái)的策略，這些公司仍然在設(shè)計(jì)制造大量的MEMS芯片，但是未來(lái)幾年會(huì)怎樣，誰(shuí)也說(shuō)不清。