簡要介紹全球MEMS代工廠

隨著物聯(lián)網和5G時代的到來，應用端對MEMS器件的需求量越來越大。來自Yole的統(tǒng)計數據顯示，大部分增長將來自于5G和其他應用的RF MEMS銷售額的增加，有市場研究公司估計，2023年，僅RF MEMS市場規(guī)模就將達到150億美元。

RF MEMS市場將在2018~2023年期間以17.5％的CAGR速度增長。RF MEMS的激增是源于市場向5G的轉移及其帶來的無線電頻帶數量的增加，以及對RF開關和濾波器的需求的增加。

圖：從2017年到2023年，RF MEMS和其他MEMS的市場規(guī)模（資料來源：Yole Developpement）。

有這樣的應用需求，使得MEMS制造，特別是代工市場越來越火爆。

MEMS代工主要有兩種類型：IDM廠商提供的MEMS代工，以及獨立代工廠提供的MEMS代工。其中，獨立的代工廠包括集成電路代工廠和純MEMS代工廠。

近幾年，F(xiàn)abless模式的MEMS器件提供商發(fā)展迅速，獨立的MEMS代工廠也在努力尋求標準化的工藝，以減少制造時間并降低成本，從而提升規(guī)模經濟效益。這些使得獨立的MEMS代工廠快速成長，但目前IDM代工仍處于市場領導地位。

目前，提供MEMS代工的IDM廠商主要有意法半導體、索尼、德州儀器等；臺積電是全球最大的晶圓代工廠，其MEMS代工業(yè)務也排在行業(yè)前列。全球領先的純MEMS代工廠有Silex Microsystems、Teledyne DALSA、Asia Paci?c Microsystems、X-FAB 、Innovative Micro Technology等。國內的中芯國際、華虹宏力、上海先進半導體也有生產MEMS的能力。

下面，我們就來梳理一下業(yè)內主要的MEMS代工廠商，其中既包括IDM，也包括獨立代工廠。

Silex Microsystems AB

Silex Microsystems AB（瑞典Jarfalla）是一家純MEMS代工廠，在純MEMS代工廠中排名第二。香港投資控股公司GAE Ltd.于2015年7月13日收購了Silex 98％的股份，前股東CapMan，Priveq，Northzone和Startupfactory同意了出售其在該公司的所有股份。因此，GAE已獲得對Silex的實際控制權，而GAE的背后則是來自中國的耐威科技，獲得對Silex的控股后，耐威科技在北京建設了MEMS晶圓代工廠，以擴大該公司的產能。

Silex在Jarfalla擁有6英寸和8英寸晶圓廠，并在瑞典投資1200萬美元進行了升級。Silex的優(yōu)勢在于使用其自有的硅通孔（TSV）技術，Silex還使用鋯鈦酸鉛作為壓電材料，用于能量收集等新型應用。

Silex在中國的代工廠主要運行200毫米MEMS晶圓，計劃是在2019年第一季度開始投入生產。

Silex的研發(fā)和小規(guī)模生產將繼續(xù)在瑞典Jarfalla進行，而大批量生產將轉移到北京。Silex表示，Jarfalla還將獲得額外投資，其中，5000萬美元用于增加設備和潔凈室，以擴大產能。

Silex原本擁有160名員工，年銷售額超過5000萬美元。Silex表示，預計中國的業(yè)務將需要類似規(guī)模的員工隊伍。

STMicroelectronics NV

意法半導體（ST）是IDM企業(yè)，也全球最大的MEMS代工廠，2017年的MEMS代工年收入為1.74億美元，高于2016年的1.6億美元。然而，值得注意的是，ST在2012年的MEMS代工銷售額為2.03億美元，2011年為2.446億美元。該公司可能會利用其額外的產能作為緩沖，這些剩余產能將隨著其自身對MEMS制造的需求增加而減少。

Teledyne DALSA

前身為DALSA Corporation，是一家加拿大公司，專門設計和制造專業(yè)電子成像組件（圖像傳感器，相機，圖像采集卡，成像軟件），以及專業(yè)半導體制造（MEMS，高壓ASIC）。Teledyne DALSA是Teledyne Imaging集團的一部分，Teledyne成像集團是Teledyne旗下的成像公司。

目前，Teledyne DALSA是全球最大的純MEMS代工廠。

羅姆

羅姆（ROHM）擅長利用薄膜壓電元件的MEMS工藝，基于其子公司LAPIS Semiconductor Miyazaki建立的制造工藝，可提供針對各種市場和應用而優(yōu)化的壓電MEMS。

ROHM的MEMS工藝利用薄膜壓電元件提供的主要優(yōu)點包括：綜合生產系統(tǒng)中，可實現(xiàn)高質量和靈活的產品制造和控制；使用6英寸和8英寸晶圓；全天候運行可加速開發(fā)，同時實現(xiàn)早期生產啟動。

臺積電

臺積電（TSMC）于2011年推出了全球首款傳感器SoC工藝技術。該技術通過整合臺積電的CMOS和晶圓堆疊技術，制造單片MEMS。

TSMC傳感器SoC技術的范圍從0.5μm到0.11μm，支持G-Sensors，陀螺儀，MEMS麥克風，壓力表，微流體和生物基因芯片等應用。

臺積電于2016年推出全球首款Si柱式WLCSP（晶圓級芯片級封裝）技術。該技術可應用于客戶的CMOS-MEMS運動傳感器SoC設計，創(chuàng)造了世界上最小的封裝尺寸，小至1.1mm×1.3mm，僅相當于傳統(tǒng)尺寸的五分之一。

臺積電于2017年成立了Piezo技術試驗線，可幫助客戶設計和開發(fā)用于醫(yī)療和健康應用的微型揚聲器、麥克風、超聲波傳感器和各種類型的執(zhí)行器。壓電技術是MEMS的一個新領域，具有很大的發(fā)展?jié)摿?。新型壓電薄膜材料已經過預先定性，因此客戶可以專注于產品設計和架構，以實現(xiàn)最佳的產品上市時間。

X-Fab

德國的X-Fab總部設在愛爾福特，主要代工生產模擬和混合信號集成電路，以及高壓應用MEMS解決方案。

X-Fab在2017年的銷售額為5.82億美元，2016年的銷售額為5.13億美元。

2011年，X-FAB集團收購了MEMS Foundry Itzehoe GmbH的股份，該公司是弗勞恩霍夫硅技術研究所（ISIT）的衍生公司。這成為X-FAB 在Itzehoe 的專用MEMS代工廠。

索尼

索尼半導體利用其在MEMS和半導體加工制造方面的豐富經驗，提供廣泛的MEMS Foundry服務。服務內容主要包括：晶圓工藝開發(fā)（開發(fā)，工程樣品，從低到高的批量生產）；可用流程包括批量工藝（包括SOI），表面工藝和半導體工藝。

APM（ASIA PACIFIC MICROSYSTEMS）

自2001年成立以來，亞太微系統(tǒng)公司（APM）一直致力于MEMS組件的開發(fā)和生產。早期，APM作為MEMS器件的集成器件制造商運營，特別強調壓力傳感器和光學元件的產品開發(fā)。自2007年以來，憑借其在MEMS方面的生產和專業(yè)知識，以及豐富經驗，該公司的業(yè)務重點轉為純粹的MEMS代工，通過擴展更先進的MEMS組件的開發(fā)來發(fā)展業(yè)務。APM目前擁有一個6英寸晶圓廠，擁有專用的微機械加工工具以及完整的MEMS加工能力。

幾十年來，APM在開發(fā)各種MEMS器件方面積累了豐富的經驗，包括傳感器、執(zhí)行器和微型元件。由于MEMS器件處理涉及高度定制，該公司建立了各種定制平臺，以滿足客戶的獨特需求。此外，通過多年的經驗，APM提出了一個新的產品引入流程：APM生產引進流程（APIP），系統(tǒng)地指導每個客戶的MEMS開發(fā)工作，逐步有效地實現(xiàn)商業(yè)化生產。

IMT

Innovative Micro Technology（IMT）成立于2000年1月，是復雜MEMS技術和平臺解決方案提供商，提供從設計和開發(fā)到原型設計和批量生產的全面交鑰匙服務。

IMT的全自動MEMS生產工廠可以滿足客戶對6英寸和8英寸的批量需求。與CMOS工廠不同，其優(yōu)勢在于金屬、聚合物和其他材料的靈活性，以及硅、SOI、玻璃（熔融石英、石英、硼硅酸鹽）和III-V基板的經驗。

IMT還在不斷開發(fā)下一代MEMS和工藝技術，并建立了一個平臺和模塊庫，使客戶能夠以更低的開發(fā)周期有效地進入市場。

Philips Innovation Services

飛利浦創(chuàng)新服務部（Philips Innovation Services）是Koninklijke Philips NV（荷蘭阿姆斯特丹）的一部分，其在荷蘭埃因霍溫運營著一座MEMS晶圓代工廠。

雖然飛利浦將半導體業(yè)務分拆形成恩智浦半導體公司后退出了半導體制造業(yè)，但其依然保留著位于荷蘭埃因霍溫的晶圓代工廠。

該晶圓廠隨后被用于在內部和外部提供MEMS和微裝配服務。在2,650平方米的潔凈室中雇用了大約140人，其中大約70人從事MEMS工作，70人從事微型裝配。該團隊可以為MEMS工藝開發(fā)以及MEMS制造和原型制作提供幫助。

飛利浦的MEMS代工廠能夠處理從Ag到Zn的材料，包括CMOS禁止材料、合金、電介質和聚合物，如Parylene，并且可以將它們放置在各種基板上，包括硅、化合物半導體和玻璃。

該廠可以生產各種類型的MEMS設備，特別是在印刷和醫(yī)療電子應用中生產微流體設備方面成績斐然。該集團還提供各種晶圓鍵合技術，包括專有的粘接技術，MEMS-last CMOS晶圓集成和后端工藝，如微裝配和MEMS器件測試。

Micralyne

Micralyne是MEMS和微加工產品獨立開發(fā)商和制造商，服務于傳感器應用，Micralyne是MEMS傳感器和其它差異化應用微結構產品的主要供應商，這些應用包括物聯(lián)網器件、植入醫(yī)療器械以及光通訊產品等。

Micralyne總部位于加拿大亞伯達埃德蒙頓，憑借豐富的開發(fā)和制造經驗，Micralyne為滿足客戶的智能化和交互性需求，生產了很多復雜的MEMS器件。2015年1月，Micralyne被FTC科技收購。

TowerJazz

TowerJazz提供大批量MEMS制造解決方案，支持高端加速度計、陀螺儀、振蕩器、電源管理控制器、音頻傳感器和執(zhí)行器、射頻MEMS調諧器、紅外像素陣列傳感器以及驅動器等應用。

TowerJazz的MEMS功能針對消費類成像、安全、汽車、工業(yè)和軍事應用中的傳感器設備的移動無線、紅外測量的高性能天線調諧和切換。

TowerJazz在全球的6英寸，8英寸和12英寸制造工廠中，將新技術從創(chuàng)意轉化為批量生產，擁有超過15年的大批量MEMS制造能力。

Globalfoundries

MEMS是Globalfoundries（格芯）的一項業(yè)務，但近些年其銷售額逐漸下降。

就在前些天，世界先進以2.36億美元收購了格芯新加坡8吋廠，包含廠房、廠務設施、機器設備與 MEMS IP等業(yè)務，該廠現(xiàn)有月產能約 3.5 萬片 8 吋晶圓。該廠的核心業(yè)務就是MEMS 代工。

Globalfoundries首席執(zhí)行官Tom Caulfield在一份聲明中表示：“此次交易是我們全球制造業(yè)務簡化戰(zhàn)略的一部分，并將我們在新加坡的業(yè)務重點放在我們擁有明顯差異化的技術上，例如RF，嵌入式存儲器和高級模擬功能。通過利用我們在伍德蘭茲的gigafab設施的規(guī)模，將我們在新加坡的200毫米業(yè)務整合，將有助于降低我們的運營成本?！?/p>

可見，Globalfoundries正在逐漸弱化其MEMS代工業(yè)務。

Tronics Microsystems

Tronics Microsystems成立于1997年，是TDK溫度和壓力傳感器業(yè)務集團的一個部門，也是納米和微系統(tǒng)領域的技術領先廠商。針對電子設備日益小型化的高增長市場，該公司提供定制和標準產品，特別是工業(yè)、航空、安全和醫(yī)療市場。

Tronics在使用特殊金屬、敏感DRIE、晶圓級封裝、納米壓印、玻璃加工、SOI等工業(yè)化復雜MEMS方面擁有豐富的經驗。該公司在法國格勒諾布爾和美國德克薩斯州達拉斯擁有兩家晶圓廠，工藝組合非常廣泛，可滿足小批量高性能器件和大批量消費類芯片需求。

Tronics在許多不同應用中開發(fā)和生產MEMS器件方面擁有豐富經驗，包括：BioMEMS、高性能慣性MEMS、RF MEMS開關、微鏡、熱敏打印頭、醫(yī)療設備MEMS等。

Semefab

MEMS代工是Semefab的最大業(yè)務版塊。隨著傳感器的使用在各行各業(yè)變得越來越普遍，從車輛到一般安全，運動服裝到健康監(jiān)測，白色家電和消費品，再到節(jié)能住宅和工作場所，都會用到MEMS技術。

Semefab生產各種MEMS傳感器，可為全球許多OEM提供代工服務。產品包括氣體流量傳感器，基于質量流量原理的客戶定制技術，薄膜上帶有微加熱器和溫度傳感器；氣體濃度傳感器，采用定制技術，可實現(xiàn)基于特定氣體的電阻變化；應變計，使用專用材料的壓電效應定制技術。此外，還有液體粘度傳感器和血液分析傳感器等。

Semefab有一系列的專有技術，如Micro Hot Plate，可創(chuàng)建適用于氣體光譜測定的寬帶紅外（IR）光源；熱電堆，用于非接觸溫度檢測；呼吸傳感器，易于佩戴，用于監(jiān)測呼吸狀況，睡眠呼吸暫停等。