MEMS制造：MEMS產(chǎn)業(yè)的絆腳石還是鋪路石？

MEMS產(chǎn)業(yè)增長(zhǎng)潛力巨大，而MEMS制造是產(chǎn)業(yè)持續(xù)發(fā)展的瓶頸還是將潛力兌現(xiàn)成現(xiàn)實(shí)的關(guān)鍵路徑?據(jù)麥姆斯咨詢報(bào)道，漫長(zhǎng)的開發(fā)周期、繁多的制造平臺(tái)、研發(fā)期間的用量少帶來的高報(bào)價(jià)是阻礙新產(chǎn)品快速研發(fā)的主要絆腳石。了解MEMS制造的特殊特性，清楚眾多生態(tài)系統(tǒng)的選擇，將有助于您在面臨挑戰(zhàn)時(shí)發(fā)展路線清晰，從而更快速地開發(fā)出具有特色的新產(chǎn)品。

MEMS器件種類繁多，要求不一。一種器件就是一套工藝流程，這是MEMS制造面臨巨大挑戰(zhàn)的根結(jié)所在。雖然單一的方法不適合所有公司，但利用不同公司專業(yè)知識(shí)形成生態(tài)系統(tǒng)是解決這些挑戰(zhàn)的最佳途徑之一。然而，整合生態(tài)系統(tǒng)是有困難的，因?yàn)檎麄€(gè)供應(yīng)鏈涉及多個(gè)合作伙伴，只有當(dāng)供應(yīng)鏈的所有成員都遵循相同的基本設(shè)計(jì)規(guī)則和共同的頂層技術(shù)發(fā)展路線時(shí)，這套生態(tài)系統(tǒng)才能奏效。由于建立共同規(guī)則需要時(shí)間和精力，許多大中型企業(yè)更傾向于不計(jì)成本地打造自己的供應(yīng)鏈。相比之下，新興企業(yè)無法支持對(duì)新設(shè)備的大量資金投入，不可避免地會(huì)發(fā)現(xiàn)擁有所有設(shè)備以及各種各樣MEMS工藝的代工廠是更具吸引力的選擇。當(dāng)您踏上一個(gè)MEMS制造之旅時(shí)，您該如何做抉擇以保持領(lǐng)先地位呢?

尋找合適的生態(tài)系統(tǒng)合作成員

在MEMS制造中，可選擇的技術(shù)很多，工藝集成很困難。各家的獨(dú)門絕技是保證按時(shí)完成特殊產(chǎn)品開發(fā)的關(guān)鍵。如果您不能建立供應(yīng)鏈，您必須找到與您的技術(shù)相匹配并互補(bǔ)的生態(tài)系統(tǒng)合作伙伴(如下表)。

生態(tài)系統(tǒng)選擇與企業(yè)專長(zhǎng)相關(guān)：1 =完美匹配，2 =匹配，3=較匹配

您還必須了解您的公司對(duì)最終產(chǎn)品或生態(tài)系統(tǒng)中的其他伙伴的附加值。最重要的是，合作伙伴之間必須相互信任。缺乏相互信任將導(dǎo)致信息共享和知識(shí)積累不足，從而引發(fā)問題解決速度慢和/或造成開發(fā)周期時(shí)間過長(zhǎng)。

選項(xiàng)1：擁有完整供應(yīng)鏈

雖然很少有公司能夠支持選項(xiàng)1——擁有整條供應(yīng)鏈(如博世或意法半導(dǎo)體)，但好處確實(shí)很多：所有專有技術(shù)都由公司擁有，知識(shí)產(chǎn)權(quán)容易被保護(hù)，供應(yīng)鏈管理更簡(jiǎn)單。然而，這個(gè)模式需要對(duì)設(shè)備投入巨額資金。長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，供應(yīng)鏈的每一個(gè)環(huán)節(jié)上都要付出巨大的努力和金錢才能保持技術(shù)上的競(jìng)爭(zhēng)力。

選項(xiàng)2：外包ASIC

您可能會(huì)選擇只外包ASIC (專用集成電路)制造，也可能包括ASIC設(shè)計(jì)和組裝等，而其他供應(yīng)鏈則相對(duì)完整。這個(gè)選項(xiàng)需要公司在MEMS技術(shù)方面有專業(yè)優(yōu)勢(shì)，能從MEMS制造工藝控制中獲益，進(jìn)而從無晶圓廠(fabless)模式的限制中解脫出來。這個(gè)選項(xiàng)還能確保比自有代工廠擁有更多的知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)。

雖然選項(xiàng)2的缺點(diǎn)與擁有完整供應(yīng)鏈的模式相似，但可以通過外包MEMS芯片制造供應(yīng)鏈的一部分，或?qū)⒁恍╅_發(fā)任務(wù)外包晶圓供應(yīng)商，這些晶圓供應(yīng)商能夠在晶圓上完成嵌入式結(jié)構(gòu)和/或多層晶圓堆棧封裝。外包將縮短流程，即使需求量增長(zhǎng)也無需增加資金投入。第三種外包方式是將難度很大或不兼容的步驟外包。這樣做的好處很多，比如獲得更好的材料，包括特殊聚合物，這些聚合物通常比硅更貴;再比如貴金屬(黃金或鉑)，其薄膜沉積過程可能引發(fā)沾污問題。

選項(xiàng)3-4：代工廠模式

雖然更多的公司仍然擁有完整供應(yīng)鏈或?qū)SIC外包，而不會(huì)外包給MEMS代工廠，但外包給MEMS代工廠的解決方案對(duì)有成本意識(shí)的公司仍不失為好選項(xiàng)。如果您無法負(fù)擔(dān)新設(shè)備、先進(jìn)材料的大量資金投入，或者因產(chǎn)品生命周期短而需要迅速擴(kuò)大規(guī)模，那么您可以嘗試下選擇代工廠模式。有兩種主要模式：外包給純MEMS代工廠(選項(xiàng)3)和外包MEMS制造和設(shè)計(jì)給MEMS代工廠(選項(xiàng)4)。選項(xiàng)3不提供設(shè)計(jì)服務(wù)，代工廠本身也不具備設(shè)計(jì)能力。對(duì)于有MEMS設(shè)計(jì)能力的公司，如果沒有MEMS生產(chǎn)線，選項(xiàng)3是不錯(cuò)的選擇。然而，如果您的公司缺乏對(duì)MEMS設(shè)計(jì)的深入了解，選項(xiàng)4會(huì)給您設(shè)計(jì)支持，也可能提供知識(shí)產(chǎn)權(quán)。

操作員正在對(duì)硅片進(jìn)行檢驗(yàn)，以確保符合客戶的質(zhì)量和性能規(guī)范

選項(xiàng)5：采購(gòu)現(xiàn)成的MEMS芯片

選項(xiàng)5是購(gòu)買現(xiàn)成的MEMS芯片，作為組件構(gòu)成的基礎(chǔ)。如果貴公司在價(jià)值鏈中具有很高的價(jià)值或者有系統(tǒng)級(jí)的專業(yè)知識(shí)，這是一個(gè)可靠的選擇。

在未來，MEMS生態(tài)系統(tǒng)的參與者將通過提供設(shè)計(jì)庫(kù)開發(fā)和MEMS工藝設(shè)計(jì)套件的支持組合而獲勝，跟當(dāng)前IC行業(yè)的規(guī)則相同。這種獲勝的方法將大大縮短MEMS產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期——從概念到過程開發(fā)和成品完成，并最終將改變MEMS制造業(yè)的游戲規(guī)則。