委外制造需求增溫 MEMS代工商業(yè)模式加速成形

由于微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)元件的開發(fā)須與制造端緊密配合，因此目前市場(chǎng)多由同時(shí)具備生產(chǎn)廠房的整合元件制造商(IDM)主導(dǎo)。不過(guò)，為進(jìn)一步降低成本并加快產(chǎn)品上市，MEMS元件設(shè)計(jì)商委外制造的需求已逐漸增溫，促使MEMS代工商業(yè)模式加速成形。

盡管自有晶圓廠可以帶來(lái)許多好處，例如可更好地控制生產(chǎn)力和智慧財(cái)產(chǎn)(IP)，但它有一個(gè)主要缺陷--成本，因此刺激了許多公司選用第三方代工廠。例如應(yīng)美盛(InvenSense)就是一家純正的無(wú)晶圓廠MEMS公司，而實(shí)力強(qiáng)勁的亞德諾(ADI)則采用混合形式，選擇內(nèi)部和外部代工廠制造慣性感測(cè)器產(chǎn)品的模式。

除了可以節(jié)約成本，還有諸多其他原因促使這些公司選擇與第三方MEMS代工廠合作，例如他們想要驗(yàn)證一項(xiàng)設(shè)計(jì)、獲得已驗(yàn)證設(shè)計(jì)的原型，或者大批量生產(chǎn)一種MEMS元件。不過(guò)，選擇一家MEMS代工廠并非易事。

純MEMS代工廠，例如Silex Microsystems、Micralyne、 Teledyne DALSA、亞太優(yōu)勢(shì)(Asia Pacific Microsystems)、Innovative Micro Technology (IMT)和Tronics不提供設(shè)計(jì)服務(wù)，但提供量產(chǎn)。部分自有代工廠則提供另一種選擇模式，他們?cè)诰A生產(chǎn)力過(guò)剩時(shí)為外部客戶制造MEMS元件。

MEMS委外考量多

像A.M. Fitzgerald & Associates、Nanoshift和SVTC這樣的公司則專注于設(shè)計(jì)和快速成型，同時(shí)還會(huì)與客戶進(jìn)行磋商，找到理想的合作代工廠。A.M. Fitzgerald & Associates負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)、分析和制造工作的Carolyn White博士解釋，在IC世界，你可以在18個(gè)月內(nèi)制造出一款元件交給客戶，但在MEMS世界，這是不可能的。就算已經(jīng)有原型(和成熟的制程)，選擇合作代工廠并將制程投產(chǎn)仍然需要時(shí)間。代工廠首先進(jìn)行原型初次生產(chǎn)，然后進(jìn)行試生產(chǎn)，最終才能投入量產(chǎn)。這個(gè)過(guò)程至少需要一年半。采用無(wú)晶圓廠方式生產(chǎn)一款新器件，總的產(chǎn)品上市時(shí)間可能長(zhǎng)達(dá)五年，成本高達(dá)1,000萬(wàn)美元，也因此MEMS業(yè)者難以抉擇是否使用代工廠。

White表示，有合適經(jīng)驗(yàn)的合作代工廠有助于公司克服常見的技術(shù)和后勤困難，例如耦合物理場(chǎng)、運(yùn)動(dòng)部件、環(huán)境接觸和測(cè)試與封裝等方面的困難。White還提到MEMS還有一些設(shè)計(jì)難題是代工廠無(wú)法獨(dú)力解決的。目前幾乎沒有正式標(biāo)準(zhǔn)，工具種類繁多，也沒有用于現(xiàn)有模擬程式套件的具體代工廠設(shè)計(jì)規(guī)則，因此公司須要提供優(yōu)秀的設(shè)計(jì)和制程工程師全程與代工廠合作。

亞德諾高級(jí)主管工程師Rob O’Reilly解釋，亞德諾是采用“智慧型分區(qū)制造”。不僅進(jìn)行單晶片設(shè)計(jì)--占汽車類產(chǎn)品的75%；另外，也進(jìn)行封裝級(jí)多晶片式設(shè)計(jì)。要贏得頭號(hào)大客戶，亞德諾需要高品質(zhì)、高產(chǎn)量和快速周轉(zhuǎn)，所以該公司決定ASIC中不用感測(cè)器，并選擇混合形式制造MEMS元件。亞德諾與臺(tái)積電合作開發(fā)出一條亞德諾專用的6寸制程穩(wěn)定生產(chǎn)線，并用“秘制醬料”完成了這款元件。

O’Reilly承認(rèn)，單一方案無(wú)法因應(yīng)所有需求，所以汽車產(chǎn)業(yè)無(wú)晶圓廠或輕晶圓廠轉(zhuǎn)型時(shí)機(jī)未到。因此，亞德諾使用其自有晶圓廠制造汽車MEMS產(chǎn)品。

亞德諾的MEMS制造混合形式使其左右逢源。既可與純代工廠合作生產(chǎn)大批量產(chǎn)品，又可依靠自有晶圓廠滿足汽車市場(chǎng)需求。

開始搜尋MEMS代工廠

對(duì)一家MEMS公司而言，選擇合適的代工廠是一項(xiàng)重大決策，因此微機(jī)電系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟(MEMS Industry Group, MIG)為促進(jìn)全球市場(chǎng)MEMS的交易，率先與成員公司共同制定了“MEMS代工廠合作指南”，為MEMS公司尋找代工廠服務(wù)的每一步都提供了指導(dǎo)。

微機(jī)電系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟還創(chuàng)建了MEMS市場(chǎng)線上公共入口網(wǎng)站，用以幫助MEMS公司搜尋包括代工廠在內(nèi)的潛在業(yè)務(wù)合作夥伴；該網(wǎng)站將公司進(jìn)行分類，并提供各個(gè)公司的介紹和聯(lián)絡(luò)資訊，MEMS業(yè)者可以提交非正式問題，也可以提出正式的需求建議書，簡(jiǎn)化和代工廠交涉過(guò)程。

開始搜尋MEMS代工廠合作夥伴前，須要了解一些基礎(chǔ)知識(shí)，包括傳統(tǒng)IC制造和MEMS制造的不同。主要區(qū)別在于MEMS代工廠通常專注于一個(gè)特定的應(yīng)用領(lǐng)域。從定義上來(lái)說(shuō)，MEMS技術(shù)涵蓋各類應(yīng)用的一系列微器件。即使采用的基本材料和工具與IC產(chǎn)品相同，但每種應(yīng)用的制程均大相逕庭，因此沒有一家代工廠既擁有專門技術(shù)，又能低成本、高效率地進(jìn)行批量生產(chǎn)。了解這一點(diǎn)，就能縮小潛在候選代工廠的范圍。

下一個(gè)要求是完成一份自我評(píng)估清單，確定自己是否具備了與代工廠合作的條件。需要考慮的因素包括應(yīng)用和市場(chǎng)預(yù)測(cè)、封裝型式和整合要求、成本預(yù)算、產(chǎn)量預(yù)測(cè)、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、產(chǎn)品生命周期評(píng)估、設(shè)計(jì)和制造因素以及制程。

向代工廠提出問題

一旦確定你的產(chǎn)品適合制造，就可以聯(lián)絡(luò)潛在的合作代工廠。還需要明白一點(diǎn)：有些資訊要提前告知代工廠，包括產(chǎn)品的成熟程度。另一方面，還要隨時(shí)提出問題，例如：晶圓廠所在位置、智慧財(cái)產(chǎn)(IP)的保護(hù)方式、原型生產(chǎn)成本(不包括晶圓和光罩)、產(chǎn)品開發(fā)成本(包括單片晶圓成本)。其他重要問題應(yīng)側(cè)重設(shè)計(jì)套件/設(shè)計(jì)支援、CMOS相容性、晶圓廠傳輸流程、開發(fā)靈活性和晶圓廠的財(cái)務(wù)保障/利潤(rùn)率。

在你確定代工廠是否適合自己時(shí)，代工廠也在對(duì)您進(jìn)行考察，這是一個(gè)雙向選擇。代工廠需要的不是只能帶來(lái)短期利潤(rùn)的客戶。選擇客戶時(shí)，他們考量多個(gè)因素。例如：潛在客戶在MEMS方面的專門技術(shù)、企業(yè)文化的相似性、所制造產(chǎn)品的市場(chǎng)潛力、產(chǎn)品的成熟程度(以及客戶對(duì)此的看法)、客戶需求與晶圓廠生產(chǎn)力是否匹配、智慧財(cái)產(chǎn)權(quán)預(yù)期，以及建立長(zhǎng)期合作關(guān)系的愿望。

做出正確選擇

一旦找到符合的對(duì)象，切記良好的溝通十分關(guān)鍵。 IMT業(yè)務(wù)開發(fā)副總裁Craig Trautman認(rèn)為，MEMS公司與代工廠必然需要密切合作。IMT是一家代工廠，有些客戶“住在”這里。IMT為他們免費(fèi)提供辦公場(chǎng)所，因?yàn)槲覀冇泻芏嗳蝿?wù)著實(shí)困難?？蛻舯仨毰c我們合作，有時(shí)甚至需要他們親自動(dòng)手，才能確保一切順利。 當(dāng)被問及代工廠如何讓現(xiàn)場(chǎng)客戶確信他們的智慧財(cái)產(chǎn)受到嚴(yán)格保護(hù)時(shí)，Trautman說(shuō)，我們的目標(biāo)是效仿瑞士，做到嚴(yán)格保密，否則我們的業(yè)務(wù)模式就會(huì)失敗。因此，保護(hù)客戶的智慧財(cái)產(chǎn)是取得成功合作關(guān)系的關(guān)鍵所在。對(duì)于雙方來(lái)說(shuō)，均是如此。