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SHENYANG BEIBO ELECTRONIC TECHNOLOGY CO.,LTD.

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【科普】什么是MEMS？4步图解MEMS芯片制造
来源: | 作者:beibo | 发布时间: 2021-10-09 | 889 次浏览 | 分享到:
MEMS是Micro Electro Mechanical Systems（微机电系统）的缩写，具有微小的立体结构（三维结构），是处理各种输入、输出信号的系统的统称。

是利用微细加工技术，将机械零零件、电子电路、传感器、执行机构集成在一块电路板上的高附加值元件。

1、赛微电子 （代工）

赛微电子2015年在深交所创业板上市，重点发展MEMS工艺开发与晶圆制造业务，积极布局GaN材料与器件业务，目前的主要产品及业务包括MEMS芯片的工艺开发及晶圆制造、GaN外延材料生长与器件设计。

赛微电子在2016年全资收购瑞典MEMS芯片制造商SilexMicrosystemsAB，提供压力、惯性、红外、微镜、光开关、硅麦克风等多种MEMS工艺开发及晶圆制造的服务。

根据半导体市场研究机构Yole Development统计的2020年数据，Silex Microsystems AB 在全球MEMS纯晶圆代工排名中位居第一，全球MEMS芯片代工市场（不包含IDM厂商自身制造部分的统计）的占有率约为8%。

同年，引入战略股东北京集成电路制造和装备股权投资基金，在北京启动建设“8英寸MEMS国际代工线建设项目”。

2021年6月北京8英寸MEMS产线（北京FAB3）一期建成生产，目前处于产能爬坡阶段，每月生产5000片，预计到2021年底可生产每月1万片。FAB3二三期工程正在进行，全部投产后，预计FAB3总产能达3万片每月。

2、中芯集成电路制造（绍兴）（代工）


2018年3月由中芯国际、绍兴市政府、盛洋集团共同出资设立中芯集成电路制造（绍兴）有限公司。同年5月，总投资58.8亿元的中芯集成电路制造（绍兴）项目开工奠基，该项目用地207.6亩，新建14.65万平米的厂房，建设一条集成电路8寸芯片制造生产线和一条模组封装生产线。

中芯国际的MEMS方案主要集中在MEMS麦克风、加速度计、陀螺仪、压力、显微镜、超声波传感器、射频器件。

中芯集成一期规划10万片8英寸晶圆月产能。于2020年1月正式投产，5年内持续投资近60亿人民币建设达产，形成芯片年出货51万片和模组年出货19.95亿颗的产业规模，规模化量产麦克风、惯性、射频、MOSFET以及IGBT等产品的芯片和模组，实现年销售收入达40亿人民币，税收4.1亿元，净利2亿元。

2020年第四季度一期产能扩产至每月4万片晶圆，近期其成功完成晶圆设备链调试，8英寸晶圆月产能增至7万片，良品率达99%。

3、上海先进半导体（代工）


上海先进半导体前身是1988年中荷合资的上海飞利浦半导体公司，经过多次改制后，2019年被上海积塔半导体吸收合并，改制为上海先进半导体制造有限公司。

先进半导体由传统模拟芯片代工厂转型MEMS代工， 目前有5英寸、6英寸、8英寸晶圆生产线，MEMS生产线可以代工的器件包括：三轴陀螺 仪、加速度计、生物MEMS芯片、光学MEMS、RFMEMS、微流体开关、压力传感器等，可被广泛应用于消费电子、医疗电子以及汽车电子等领域。

目前，该MEMS生产平台拥有世界最先进的深槽刻蚀、键合、硅片边缘修整等设备，设计月产量可达3000片。


4、华润微电子（IDM&代工）


华润微电子是2002年华润集团收购华晶集团改组而成，总部位于无锡，拥有3条6英寸线，其中MEMS产线是国内规模最大的与CMOS生产线兼容的MEMS传感器量产生产线，具有国内领先水平的 MEMS 表面和体硅加工技术，用于制造压力、硅麦克风、光电、温湿度等MEMS传感器。

华润微电子8吋MEMS的3000片/月产能扩充已经完成，并投入使用。光电及MEMS麦克风工艺平台从6英寸升级到8英寸，实现批量生产，产品性能及良率水平优秀；整体提升了其MEMS工艺技术水平和竞争能力。

5、华虹宏力（代工）


华虹由原上海华虹NEC电子有限公司和上海宏力半导体制造有限公司合并而成，自建设中国大陆第一条8英寸（200mm）集成电路生产线起步，华虹宏力在上海金桥和张江共有三座8英寸晶圆厂（华虹一厂、二厂及三厂），月产能约18万片。

在8英寸制造平台上，华虹实现MEMS器件与标准CMOS工艺及生产线的全兼容。已流片的产品包括磁力计、加速度计、压力传感器等。

6、浙江芯动科技（代工）

浙江芯动科技有限公司位于浙江省嘉兴市，是一家专注高端MEMS代工并拥有自主知识产权的生产加工企业，是纳杰微电子旗下公司。

芯动科技拥有先进的6英寸MEMS芯片产业化生产线，工艺能力涵盖MEMS芯片生产全过程，生产压力、加速度计、陀螺仪，光镜和生物医学等MEMS传感器芯片产品。

 芯动科技目前已投入1亿多用于产线的建设，计划联合资本方在未来2-3年投入5亿元人民币继续完善制造基地的相关设备设施。该基地目前建筑面积为3000平方米，是中国最先进的MEMS器件加工平台之一，具备芯片制造、封装测试等一系列的能力。

7、睿创微纳（IDM）


睿创微纳总部位于山东烟台，是从事专用集成电路、红外热像芯片及MEMS传感器设计与制造的企业。

睿创微纳的8英寸MEMS晶圆生产线由公司与代工厂共建，已量产，月产能1500片晶圆。

2020年7月，与烟台开发区签署协议，建设一条8英寸MEMS工艺线和一条化合物半导体工艺线。其中，化合物半导体芯片工艺线面向半导体激光器、光电探测器、微波器件以及功率器件；MEMS工艺线面向高端光学MEMS器件、RF MEMS器件和惯性MEMS传感器等。

8、罕王微电子（IDM&代工）


罕王微电子是一家以MEMS传感器设计及制造生产为核心的高科技中美合资企业，总部位于辽宁省沈抚新区，系罕王集团控股子公司。

罕王微电子2016年收购美信旗下MEMS传感器业务，2018年建成国内首条8英寸纯MEMS规模化量产线，工艺能力涵盖MEMS芯片生产全流程，设计晶圆产能36万片/年。生产传感器包括：陀螺仪、IMU惯性测量单元、射频RF-MEMS及加速度、温度、湿度、压力、应力传感器等。


9、河北美泰（IDM）


中国电子科技集团第十三研究所全资子公司，2015年中电十三所的“6英寸SOI MEMS标准加工技术及在高性能MEMS 器件中的应用”通过科技部组织的专家验收。

6英寸SOI MEMS标准工艺和封装技术用于MEMS陀螺仪、加速度计、振动传感器、碰撞传感器、MEMS光开关、VOA及压力传感器等高性能MEMS器件的批量加工，美泰科技6英寸产线月产能达到1万片。


10、厦门西人马（IDM）


西人马（FATRI）是一家芯片IDM公司，旗下西人马联合测控（泉州）科技有限公司（FATRI UTC）成立于2017年，是西人马MEMS高端传感器和芯片制造基地，占地70亩，建筑面积20000㎡，具有6000㎡的超净车间和先进微纳米研究实验室，配备8英寸向下兼容6英寸的MEMS智能传感器芯片产线和中国先进的MEMS器件加工平台。

西人马19年11月获得朗润基金数千万A轮融资，20年一季度获得A+轮的1亿元人民币融资，今年3月获B轮融资，发展迅速，西人马已经成为国内MEMS领域IDM芯片公司的鳌头，红外和压力传感器每日产量可以达到几十万颗。

11、广州奥松电子（IDM&代工）



奥松电子成立于2003年，专注于MEMS半导体工艺技术，是国内率先应用MEMS半导体工艺技术生产传感器芯片的高新技术企业，也是广东省MEMS领域集研发、设计、制造、封装测试、终端应用为一体的MEMS智能传感器全产业链（简称IDM）企业。

2019年奥松电子斥巨资打造MEMS半导体芯片生产线，一期工程净化车间总面积约2500平方米，配置湿法清洗区、百级洁净度光刻区、千级洁净度镀膜区、千级洁净度刻蚀区、千级洁净度离子注入区及参观通道等。

2020年9月，广州奥松电子有限公司6英寸MEMS半导体传感器芯片生产线正式投入运营，成功量产出温湿度、流量、气体、差压、风速等传感器芯片。

奥松电子MEMS半导体生产线一期工程为500纳米MEMS半导体工艺制程，生产设备约占整个投资规模的70%。根据规划，2021年二期工程将建成350纳米制程工艺MEMS半导体生产线；2022年三期工程将建成180纳米制程工艺MEMS半导体生产线；总项目全部建成投产后，每月流片规模将达到4万片，

2021年8月，奥松电子官网宣布对外开放MEMS芯片代工业务，包括设备共享、技术支持、企业孵化等服务。

2021年4月奥松电子控股的全资子公司——奥松半导体（珠海）有限公司，将在珠海高新技术产业开发区建设8英寸先进MEMS特色半导体IDM产业基地项目。该项目建成后，将成为国内先进的MEMS芯片及智能传感器产业集群，提高MEMS芯片的代工和量产能力。


12、诺思微系统（IDM）


诺思微系统位于天津，是一家无线设备射频前端MEMS滤波芯片服务商，其产品主要采用薄膜体声波谐振器(FBAR)技术以及硅衬底的微机电系统(MEMS)制造技术，同时为无线射频滤波器、双工器、和多工器等提供解决方案。  

诺思微已投产一条6英寸MEMS晶圆生产线和一条4英寸工艺研发线。厂房和研发中心总占地面积2.7万平方米。

2021年3月，国家重点研发计划“制造基础技术与关键部件”重点专项项目“硅基MEMS压电薄膜及器件关键技术与平台”的项目在诺思微系统启动，针对5G/6G无线通讯、物联网等对射频滤波器、智能传感器提出新的技术要求，对实现晶圆级硅基MEMS压电器件的大规模生产、摆脱我国目前关键MEMS压电器件受制于人的局面，有重要意义。

2021年8月完成4亿元融资，预计在一年内全面加速产能释放，达年产20亿颗滤波器芯片的产能规模。


13、多维科技（IDM&代工）


成立于2010年，总部在江苏张家港，建设有完整的第四代磁传感技术——隧道磁电阻（TMR）的磁性感应芯片产线。

多维科技的磁传感器晶圆代工厂拥有6英寸和8英寸MEMS晶圆产线，提供完整的磁传感器（AMR / GMR / TMR）开发及晶圆制造服务（包括设计、制造和测试），年产10亿个TMR磁传感器。

2021年5月多维科技获4亿元融资，将用于对现有产线进行升级，能够进一步强化“自研、自产、技术领先”的核心竞争力。

4、湖南启泰传感科技（IDM）


2006年成立，总部在湖南浏阳。启泰传感以王国秋教授为首的科研团队攻克了异质膜关键工艺与技术，建设国内第一条金属基薄膜力敏芯片——MEMS压敏传感芯片生产线，是世界上少数几家具有金属溅射薄膜压敏芯片规模化生产能力的公司之一。


2019年8月该生产线实现批量生产，年产压敏传感芯片50万颗，至2021年一期工程顺利完工投产，用地面积35亩，建设总用地面积2万多平米，传感器芯片年生产能力可达600万颗，传感器封装200万支，年产值可达10亿元。

二期项目正在进行，预计完工后，传感器芯片产能将达2000万颗，传感器封装1000万支，年产值可达50亿元。

15、高德红外（IDM）


高德红外创立于1999年，总部位于武汉，拥有8 英寸 0.25um 批产型 MEMS 生产线，是目前国内唯一一条自主可控且具备批产能力的非制冷红外焦平面探测器生产线，已实现从 120×90 到 1280×1024 从低到高各类面阵规格产品型号批产能力。

高德红外目前已拥有3条8英寸红外探测器产线，据2021年8月消息，年底将有新产线投产，并提高3~4倍产能。


16、武汉衍熙微器件（IDM）


武汉衍熙微器件拥有全国第一条8寸体声波（BAW）量产线，具有先进的光刻、薄膜、蚀刻以及封装设备，并建立创新自主开发的产品生产流程。该产线主要产品有MEMS滤波器、双工器等。

2018年，武汉衍熙微器件进行项目扩建，一期为租赁现有厂房5600平方米，建设3600平方米的无尘室车间；二期计划建设约10000平方米的无尘室车间，用于扩大生产。


17、杭州士兰微电子（IDM）

杭州士兰微1997年成立，是国内规模最大的集成电路芯片设计与制造一体（IDM）的企业之一。

自2010年开始，士兰微电子投入大量资金，通过对加速度传感器、地磁传感器、压力传感器等一系列传感器产品的开发，在6吋、8吋芯片生产线上实现了批量制造能力，并建立自己的MEMS封测生产线，初步走通了系列传感器的IDM发展之路，已申请相关发明专利百余项。

目前士兰微MEMS传感器产品系列丰富，有：MEMS加速度计、三轴AMR磁传感器、六轴惯性传感器、高性能MEMS麦克风、数字三合一传感器、心率传感器、高性能气压压力传感器等。

2021年7月30日，士兰微发出资产重组公告，引入国家集成电路产业投资基金股份有限公司，募集11亿元。


18、苏州固锝（IDM）


苏州固锝成立于1990年，是国内二极管龙头企业，旗下子公司明锐光电、明皜传感、艾特曼电子等涉足MEMS传感器IDM业务。

2010年固锝收购明锐光电，明锐光电主要从事MEMS-CMOS三维集成制造平台技术及八寸晶圆级封装技术及产线和产品研发。

2011年成立明皜传感，从事微机电传感器芯片和器件的工艺开发、设计。2021年8月，明皜传感获小米投资，注册资本由 6443.64 万元人民币增加至 7085.19 万元人民币，增幅为 9.96%。

2012年成立艾特曼电子，主要从事晶圆级MEMS器件封装工艺及相关核心技术的开发并提供代工服务，服务领域涵盖消费类电子产品、汽车电子、工业控制、家电领域惯性传感器（加速度计、陀螺仪）以及红外传感器等。

2021年6月，苏州固锝与华景传感合资成立华锝半导体，愿景是将华景传感的MEMS麦克风芯片设计技术与苏州固锝的封测技术及生产经验相结合，逐步实现MEMS麦克风在高端领域的进口替代。

同月，华锝MEMS声学传感器及射频滤波器封测项目落户苏州。项目一期产线将建立符合华为体系标准的MEMS声学传感器的封测基地，主要客户有小米、科大讯飞等；二期将引入国内首创MEMS麦克风及射频滤波器的WLP晶圆级封装产线，该晶圆级封装为芯片流片工艺最后一道关键工艺，华锝将拥有自主晶圆级封装相关自主技术知识产权。


19、苏州纳米城（中试线）


苏州纳米城6英寸MEMS中试线由苏州纳米科技发展有限公司（苏州工业园区政府出资）建设，是江苏省“十二五”重大科技平台项目。

苏州6英寸微纳机电制造（MEMS）中试线采用市场化、全开放的运作模式，主要开展MEMS产品工艺研发、MEMS加工、部分封装测试、专利运营、设备租赁、超净场地租赁、工艺技术培训等十多项专业服务，目前已成功导入压力传感器、微镜传感器、微流体传感器等产品


20、淄博高新区6英寸中试线


该产线由清华大学、淄博高新区MEMS研究院和国高(淄博)微系统科技有限公司共同完成。

是国内首条硅基4/6英寸兼容MEMS中试代工平台，超净规模国内一流；配备了国际一流设备的中试代工线，中试生产能力可达月产传感器十万只，产品的测试环境也居国内先进水平。

21、中科院微电子所（中试线）

2016年由中科院微电子所设立的MEMS研发平台，其8英寸MEMS中试线工艺稳定性达到98%；针对三轴重力加速度计、基于氧化钒的红外图像传感器、医用CT中X-ray探测、基于薄膜体声波滤波器（FBAR）、MEMS红外探测器等产品。

22、上海微技术工研院（中试线）


2017年，上海微技术工业研究院（以下简称“工研院”）构建的国内首条，全球领先，兼容CMOS的8英寸研发中试线正式投入运营，月产量将达到3000件。

该产线部署了MEMS、硅光子、RF、硅基III-V族、3D集成、MR磁传感、功率及生物等相关工艺和量测设备。作为国内第一条先进8英寸研发中试线，SITRI的8英寸研发中试线不仅可承担产品研发、小批量生产、技术培训、设备验证等服务，有助于提升研发的成功率。

今年6月，上海微技术工研院宣布将8英寸线每年四分之一的总机时资助给上海大学，用于微电子学院教学实践，为期5年。

23、中科院上海微系统所（研发平台）


中国科学院上海微系统所现有的MEMS技术平台由微系统加工平台和微系统封装平台两部分组成，分别位于上海微系统所漕河泾园区内主楼的一层和二层净化间内。

整个平台拥有100多台套先进的大中型设备，总价值达1.1亿元，可以完成从微芯片制造、芯片封装、器件测试、微系统集成等成套工艺，为微系统研究提供有力的技术保障。


结语

这几年爆发的中美贸易纠纷，以及新冠疫情影响，让深处电子行业的各家厂商饱受半导体芯片技术“卡脖子”之苦，缺“芯”浪潮绵绵不绝。

如果国产厂家拥有自主知识产权，那么产能就不会这么受制于人。随着国产精神的觉醒，大量资本的涌入，相信接下来中国MEMS产线将会越开越多！


 

声明：本文内容摘录自网上一些行业信息整理，图片也保留原出图作者信息，目的是交流传播行业的发展状况，促进半导体行业水平快速提高，如有作者觉得内容有侵权嫌疑，来电告知，可以删除。谢谢原作者的创作的劳动付出！

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