前言:
優(yōu)秀的MEMS代工廠,會為企業(yè)、高校、科研機構(gòu)帶去時間和成本的節(jié)約,從而加快產(chǎn)品的開發(fā)和投入市場的速度。
近年來,隨著MEMS技術(shù)的發(fā)展和市場需求的逐漸興起,MEMS 標準化的程度大大發(fā)展,平臺化基礎(chǔ)正在形成,越來越多的MEMS產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)鏈垂直分工。
全球主流MEMS代工類型
①純MEMS代工:該類代工企業(yè)不提供任何設(shè)計服務(wù),企業(yè)根據(jù)客戶提供的 MEMS 芯片設(shè)計方案,進行工藝制程開發(fā)以及代工生產(chǎn)服務(wù)。代表企業(yè)有公司、TeledyneDalsa、IMT 等。
②IDM企業(yè)代工:由于晶圓制造、封裝和測試的生產(chǎn)線建設(shè)均需要巨額資金投入,因此 IDM 模式對企業(yè)的研發(fā)力量、資金實力和市場影響力都有極高的要求。
在滿足自身晶圓制造需求后,IDM 企業(yè)會將剩余的產(chǎn)能外包出去,提供 MEMS代工服務(wù)。
采用 IDM 代工模式的企業(yè)均為全球芯片行業(yè)巨頭,主要代表為博世(Bosch)、意法半導(dǎo)體(STMicro)、德州儀器(TI)等企業(yè)。
③傳統(tǒng)集成電路MEMS代工:傳統(tǒng)集成電路(主要為 CMOS)代工企業(yè)以原有的 CMOS 產(chǎn)線為基礎(chǔ),嵌套部分特殊的生產(chǎn) MEMS 工藝技術(shù),將舊產(chǎn)線轉(zhuǎn)化為 MEMS 代工線。
由于批量生產(chǎn)能力突出,傳統(tǒng)集成電路企業(yè)往往會集中向出貨量較高的消費電子領(lǐng)域的MEMS 產(chǎn)品提供代工,該類代工企業(yè)以臺積電(TSMC)、Global Foundries 等為代表。
國際MEMS代工產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀
從趨勢上看,全球MEMS代工業(yè)務(wù),尤其是純MEMS代工業(yè)務(wù)將會快速擴張;從結(jié)構(gòu)上看,純MEMS代工業(yè)務(wù)在MEMS代工業(yè)務(wù)中所占比重將逐步升高。
其中IDM廠商垂直參與到整條產(chǎn)業(yè)鏈的各個環(huán)節(jié),比如Bosch、ST、TI 等巨頭都擁有自己的代工廠。
從結(jié)構(gòu)上看,純MEMS代工業(yè)務(wù)在MEMS代工業(yè)務(wù)中所占比重將逐步升高。
根據(jù)Yole Development的預(yù)計,2019年全球EMS 代工業(yè)務(wù)市場規(guī)模將達到16.68億美元,純MEMS代工業(yè)務(wù)市場規(guī)模則將超過突破11 億美元,約占66%。
國際產(chǎn)業(yè)影響國內(nèi)代工趨勢
隨著MEMS產(chǎn)業(yè)的大規(guī)模發(fā)展,各環(huán)節(jié)開始出現(xiàn)分工的趨勢。其中,樓氏電子、InvenSense等Fabless廠商已經(jīng)躋身全球MEMS領(lǐng)域前30大廠商。
盡管目前過半的MEMS業(yè)務(wù)仍然掌握在IDM企業(yè)中,但MEMS生產(chǎn)大批量、標準化后使得MEMS產(chǎn)業(yè)專業(yè)化分工將成為趨勢。
由于MEMS傳感器在消費端的應(yīng)用已經(jīng)由高端市場逐步擴散到一些低端手機、可穿戴式設(shè)備。
國內(nèi)MEMS傳感器市場的起步和發(fā)展與中國3C產(chǎn)品(包括計算機、通信和消費類電子產(chǎn)品)及汽車電子產(chǎn)品保持快速增長、全球電子整機產(chǎn)業(yè)向中國轉(zhuǎn)移密切相關(guān)。
如今,我國MEMS傳感器產(chǎn)品在精度和敏感度等性能指標上與國外存在巨大差距,應(yīng)用范圍也多局限于傳統(tǒng)領(lǐng)域。
中高檔傳感器產(chǎn)品絕大部分從國外進口,90%的芯片依賴國外。
目前,中國MEMS產(chǎn)業(yè)尚處于起步階段。目前,具有一定知名度和出貨量的本土MEMS企業(yè)仍然屈指可數(shù),逐鹿中國市場的主要競爭者仍以跨國企業(yè)為主。
國內(nèi)MEMS公司由于與國際大公司的技術(shù)差距,未來會集中攻克低端消費MEMS領(lǐng)域,在這些要求不高的領(lǐng)域還是有很強的竟?fàn)幜Α?/p>
國內(nèi) MEMS 代工制造以 6 英寸和 8 英寸產(chǎn)線為主,封裝測試環(huán)節(jié)是強項,應(yīng)用領(lǐng)域正從手機、汽車走向 VR/AR、物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域。
伴隨中國MEMS傳感器行業(yè)的進一步專業(yè)化,中國本土封裝測試代工廠將逐漸完善。
代工制造是中國MEMS產(chǎn)業(yè)重要特點。MEMS工藝也在逐步標準化、兼容化,且MEMS與IC比體量小得多,IDM模式投入巨大、運營難度大,對公司綜合實力要求高,大部分MEMS企業(yè)其實更適合代工模式。
國際主要代工企業(yè)及發(fā)展現(xiàn)狀
①Silex Microsystems AB是一家純MEMS代工廠,在純MEMS代工廠中排名第二。Silex在瑞典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。
其優(yōu)勢在于擁有目前業(yè)界最先進的硅通孔絕緣層工藝和制造平臺,研發(fā)出包括深反應(yīng)離子刻蝕等在內(nèi)的六十余項MEMS核心專利,以上專利為實現(xiàn)功能化晶圓級封裝和3D集成提供了關(guān)鍵工藝。
②意法半導(dǎo)體(ST)是IDM企業(yè),也是全球最大的MEMS代工廠,不僅提供車載、工業(yè)、民用等方面的MEMS產(chǎn)品,作為全球最大的MEMS Foundry,也為其他公司代工生產(chǎn)MEMS。
③Teledyne Dalsa作為純MEMS代工企業(yè)的代表之一,分別擁有一條6英寸及8英寸MEMS生產(chǎn)線,該公司制造經(jīng)驗豐富, 擁有量產(chǎn)實踐,其產(chǎn)品組成主要包括圖像傳感器及微鏡,與Silex產(chǎn)品存在部分重疊。
④IMT為美國排名第一的純代工廠,主要為無晶圓廠提供MEMS工藝開發(fā)及制造服務(wù),代工業(yè)務(wù)覆蓋生物醫(yī)療、工業(yè)、光學(xué)、軍事、RF開關(guān)和磁力計等多個領(lǐng)域,其中生物醫(yī)療是其最大收入來源。
⑤Tronics從成立之初單純提供代工服務(wù)逐漸向產(chǎn)業(yè)鏈上游延伸,形成目前“代工+IDM”的全服務(wù)經(jīng)營模式。在法國擁有一條6英寸MEMS生產(chǎn)線,在美國擁有一條6英寸MEMS生產(chǎn)線和一條8英寸MEMS生產(chǎn)線,美國工廠產(chǎn)能可達為6萬片/年。
⑦臺積電是全球第一家,以及最大的專業(yè)集成電路制造服務(wù)(晶圓代工)企業(yè),也是全球最大的傳統(tǒng)代工廠代工MEMS模式工廠。
⑧TowerJazz提供世界級的MEMS代工解決方案,其在全球的6英寸,8英寸和12英寸制造工廠中,具有150mm和200mm的MEMS制造能力,并具有快速實施量產(chǎn)和逐步擴大量產(chǎn)規(guī)模的能力。
⑨世界先進(Globalfoundries)以2.36億美元收購了格芯新加坡8英寸廠,包含廠房、廠務(wù)設(shè)施、機器設(shè)備與MEMS IP等業(yè)務(wù),該廠的核心業(yè)務(wù)就是MEMS代工。
中國主要的MEMS代工廠商
中芯國際從2008年進入MEMS產(chǎn)業(yè),目前國內(nèi)排名第一的MEMS代工廠。并與Silicon Labs合作開發(fā)的CMEMS技術(shù),把MEMS架構(gòu)直接構(gòu)建于標準CMOS晶圓上,從而實現(xiàn)“CMOS+MEMS”單芯片解決放纜。
上海先進:由傳統(tǒng)模擬芯片代工廠轉(zhuǎn)型MEMS代工,在MEMS(微機電系統(tǒng))代工領(lǐng)域取得重大進展,在打造國內(nèi)MEMS工藝生產(chǎn)平臺的同時,首條MEMS工藝生產(chǎn)線已進入量產(chǎn)。
罕王微電子作為國際一流的專注于MEMS傳感器IDM制造商之一,擁有先進的8英寸MEMS芯片產(chǎn)業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)線,工藝能力涵蓋MEMS芯片生產(chǎn)全流程。今年2月其8英寸MEMS芯片后端制造生產(chǎn)線順利啟動生產(chǎn)。
華潤微的MEMS產(chǎn)線是國內(nèi)規(guī)模最大的與CMOS生產(chǎn)線兼容的MEMS傳感器量產(chǎn)生產(chǎn)線,并已自主研發(fā)多套具有國內(nèi)領(lǐng)先水平的 MEMS 表面和體硅加工技術(shù),用于制造壓力、硅麥克風(fēng)、光電、溫濕度等MEMS傳感器。
華虹宏力在8英寸CMOS-MEMS制造平臺上,成功實現(xiàn)了MEMS器件與標準CMOS工藝及生產(chǎn)線的全兼容,已流片的產(chǎn)品包括磁力計、加速度計、壓力傳感器等。
賽微電子公司控股子公司近日投資建設(shè)的“8英寸MEMS國際代工線建設(shè)項目”正式通線投產(chǎn)運行,產(chǎn)能為1萬片/月。這也標志著北京首條商業(yè)量產(chǎn)、全球業(yè)界最先進的8英寸MEMS芯片生產(chǎn)線進入實際生產(chǎn)階段。
結(jié)尾:全球MEMS產(chǎn)業(yè)鏈競爭加劇
全球范圍內(nèi),MEMS產(chǎn)能主要集中在歐美等發(fā)達國家,目前國際主要 MEMS 代工廠商之間市場份額差距不大,且市場整體集中度較低,因此競爭較為激烈。
國內(nèi)目前尚未出現(xiàn)擁有持續(xù)量產(chǎn)實踐的 MEMS制造企業(yè),但國內(nèi)市場需求巨大,政策及產(chǎn)業(yè)合力助推 MEMS全產(chǎn)業(yè)鏈布局。
未來產(chǎn)能將部分向國內(nèi)轉(zhuǎn)移,預(yù)計短期內(nèi)國內(nèi)MEMS 市場將處于弱競爭洼地,隨著國內(nèi) MEMS 產(chǎn)業(yè)的發(fā)展與成熟,未來國內(nèi)MEMS 企業(yè)間摩擦將日益加劇。
責(zé)任編輯:PSY
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