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国内MEMs产业发展概况

供稿人:杜渐  供稿时间:2010-1-5   关键字:微系统  微机电系统  微机械  MEMs  

微机电系统(MEMs),又被称为微机械或微系统,是微电子与机械工程等多学科融合的一种新兴技术。MEMs主要由微型传感器、执行器和相应的处理电路等三部分构成。它可以采集外部运动、光、声、热、磁等自然界信号,由微传感器转换成电信号,经过微处理单元处理后,由微执行器执行动作,实行与外部环境“互动”。近年来,随着MEMs技术的逐步成熟,其在消费电子领域的应用进一步拓展,国内MEMs产业也进入快速起步阶段。

(1)企业、相关研发机构集中在北京、山西、江苏等省市
北京、陕西和江苏是国内MEMs研发机构、企业最集中的省市,此外上海、重庆、山东、河北、辽宁和广东等也有一定的研发实力和产业化基础。
 
北京地区的高校和研究所众多,科研实力雄厚,清华大学从上世纪80年代就开始从事MEMs相关的研究,是国内最早开展这方面研究的机构,而且当地的政府和有关高校对于MEMs科技研究的产业化也给与大力支持。陕西省教育、科研和工业实力在西部地区排名前列,同时还是我国重要的航空研发和制造基地,这些都成为其发展MEMs的有利条件。江苏整体科技和工业水平均较高,各级政府部门对于高新技术发展支持力度很大,目前苏州市正在着力打造苏州工业园区生物纳米科技园,希望使其成为生物科技的创新平台;无锡市积极建设中国微纳国际创新园,并将微纳米产业作为重点发展对象。重庆科研院校为数不少,工业基础好,有多家老牌的仪器仪表企业,政府亦十分关注MEMs产业的发展并作出了很多努力。
(2)产品门类少,且多以中低端为主
目前,国内MEMs产品门类依然相对较少,主要还是以惯性器件和压力传感器为主,而且多是中低端产品,创新性强的新器件、新系统鲜有出现。
 
国内压力传感器相关研究起步较早,在国内生产单位众多。如:宝鸡秦明传感器有限公司,其研发部门前身为宝鸡传感器研究所,是国内最早开展微压力传感器研究的单位之一,而江苏的昆山双桥传感器测控技术有限公司也是由原宝鸡传感器研究所技术人员创办。国内压力传感器发展迅速也与市场的巨大需求分不开,其广泛用于工业领域的测试控制、医疗领域、汽车领域。
 
惯性传感器是国内MEMs产业另一项重要产品。北京、河北、陕西、上海均有进行惯性MEMs研发和生产的单位,其中陕西省的研发和产业化能力相对较强,陕西有众多从事惯性MEMs研发的企业,例如西安中星测控有限公司等。这与陕西省是国内重要的航空研发/生产基地,有众多航空设计制造企业有关,如中国航空工业集团公司第一飞机设计研究院、西安飞机工业(集团)有限责任公司和陕西飞机工业(集团)有限公司等。目前国内的惯性MEMs在性价比和精度、量程等方面还需提高。
 
声学传感器方面,主要有两家企业:位于山东的歌尔声学股份有限公司和苏州敏芯微电子技术有限公司。歌尔声学致力于电声行业微型电声元器件和消费类电声产品的研发和制造,主要产品包括微型麦克风、微型扬声器/受话器等;苏州敏芯为归国留学人员创立,目前主要产品是微型硅麦克风芯片。
 
MEMs地震检波器在矿产勘探等方面应用广泛,目前国内威海双丰电子集团有限公司和西安思坦地震技术有限公司致力于这方面的研究,两家公司目前已发展了多类产品并应用。
 
生物医疗领域也有数家企业具有相当实力。博奥生物有限公司已经研发出了多种生物芯片及芯片实验室,在国内外均有较高的知名度;重庆金山科技(集团)有限公司的拳头产品是基于MEMs技术的胶囊内窥镜和硅微型泵,其中胶囊内窥镜项目技术达到国际领先。
 
而在MEMs加工设备方面,北京七星华创电子股份有限公司研发实力为国内最强,其隶属于七星华电科技集团,历史可以追溯到原700厂、706厂、707厂、718厂、797厂、798厂六家国家骨干电子企业;另一家知名设备企业是创威纳科技有限公司,其主要技术人员曾在中国科学院微电子中心、清华大学等单位。
(3)研发主要依托高校和研究机构
总体来说,目前国内的MEMs的研发大多依托高校、研究结构。上述两类机构不但承担了相当新产品及制造工艺的开发,而且部分机构还提供小批量的试制生产业务,如中科院上海微系统与信息技术研究所(SIMIT)就一直提供MEMs元器件OEM服务。即便是走向产业化的MEMs企业也与高校和研究所有着千丝万缕的联系,这使得我国MEMs产业一直未能形成足够的规模。
 
国内主要MEMs企业及其技术来源
企业名称
技术来源
北京青鸟元芯
以“北京大学微电子学研究院”和“微米/纳米加工技术国家级重点实验室”为技术依托。
博奥生物
以清华大学、中国医学科学院等科研单位为技术依托,是生物芯片北京国家工程研究中心
西安维纳信息测控有限公司
以西安交通大学为技术依托
上海芯敏微系统技术有限公司
以中科院上海微系统所传感技术国家重点实验室
沈阳汇博实业公司
以沈阳仪器仪表工艺研究所为依托
北京创威纳科技有限公司
主要技术人员曾在中国科学院微电子中心、清华大学等单位长期从事半导体设备及工艺研究工作
歌尔声学股份有限公司
与中科院声学所、北京邮电大学等国内外多家知名高校和科研机构有长期的战略合作伙伴关系
七星华创
前身是国家骨干电子企业
宝鸡秦明传感器有限公司
以中国第一个传感器专业研究所——宝鸡传感器研究所为其研究开发中心
昆山双桥传感器有限公司
其总经理为原宝鸡传感器研究所所长
重庆金山科技(集团)有限公司
自主研发
苏州敏芯微电子技术有限公司
海外归国人员创业
无锡美新半导体
母公司美国美新公司(Mensic)
深迪半导体(上海)有限公司
海外归国人员创业
(4)国内的芯片制造、封装代工企业积极布局MEMs代工生产
目前,国内的芯片制造、封装代工企业也开始积极布局MEMs代工领域,有望进一步推动国内MEMs产业化进程。中芯国际已经开始利用天津工厂的200mm芯片生产线开展MEMs代工业务,但目前只限于针对特定用户提供生产线MEMs制造工艺清单,全套制造工艺仍需由客户开发、提供。这也使得中国企业在大批量生产MEMs元件时,仍主要利用海外的MEMs代工企业,比如:美新半导体(无锡)当前就委托台积电代工元器件。此外,在封装领域,国内主要的半导体封装测试厂等长电、晶方也已开始涉足MEMs封装业务。
(5)国家大力支持MEMs产业发展
在上世纪90年代后,国家就通过MEMs基础研究项目、863计划、973计划支持MEMs相关领域的研发活动,并提出2011年是国内MEMs企业达到40家之上,成为全球最大的MEMs传感器及MEMs致动器市场的计划。此外,在国家发展改革委、工业和信息化部联合编制了《电子信息产业技术进步和技术改造投资方向》也将MEMs相关内容列为了电子信息产业技术进步的方向。
 
我国MEMs主要政策措施及计划
 
 
参考文献:
 
 
 

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