MEMS產(chǎn)業(yè)鏈
MEMS沒有一個(gè)固定成型的標(biāo)準(zhǔn)化的生產(chǎn)工藝流程，每一款MEMS都針對(duì)下游特定的應(yīng)用場(chǎng)合，因而有獨(dú)特的設(shè)計(jì)和對(duì)應(yīng)的封裝形式，千差萬(wàn)別。
MEMS和傳統(tǒng)的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)有著巨大的不同，她是微型機(jī)械加工工藝和半導(dǎo)體工藝的結(jié)合。MEMS傳感器本身一般是個(gè)比較復(fù)雜的微型物理機(jī)械結(jié)構(gòu)，并沒有PN結(jié)。但同時(shí)單個(gè)MEMS一般都會(huì)集成ASIC芯片并植在硅晶圓片上，再封裝測(cè)試和切割，后道工藝流程又類似傳統(tǒng)COMS工藝流程。
因此MEMS性能的提升很大程度上不會(huì)過分依賴于硅晶圓制程工藝的升級(jí)，而更傾向于根據(jù)下游應(yīng)用需求定制設(shè)計(jì)、對(duì)微型機(jī)械結(jié)構(gòu)的優(yōu)化、對(duì)不同材料的選擇，實(shí)現(xiàn)每一款傳感器的獨(dú)特功能，因此也不存在傳統(tǒng)半導(dǎo)體工藝晶圓廠不同世代的制程工藝升級(jí)路線圖（ROAD MAP）。
IC制程工藝更接近于2D平面VSMEMS3維立體堆疊
典型的MEMS系統(tǒng)如圖所示，由傳感器、信息處理單元、執(zhí)行器和通訊/接口單元等組成。其輸入是物理信號(hào)，通過傳感器轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，經(jīng)過信號(hào)處理（模擬的和/或數(shù)字的）后，由執(zhí)行器與外界作用。
每一個(gè)微系統(tǒng)可以采用數(shù)字或模擬信號(hào)（電、光、磁等物理量）與其它微系統(tǒng)進(jìn)行通信。MEMS將電子系統(tǒng)與周圍環(huán)境有機(jī)結(jié)合在一起，微傳感器接收運(yùn)動(dòng)、光、熱、聲、磁等自然界信號(hào)，信號(hào)再被轉(zhuǎn)換成電子系統(tǒng)能夠識(shí)別、處理的電信號(hào)，部分MEMS器件可通過微執(zhí)行器實(shí)現(xiàn)對(duì)外部介質(zhì)的操作功能。
傳感器工作原理
MEMS產(chǎn)業(yè)鏈類似于傳統(tǒng)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)，主要包括了四大部分：前端fabless設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)、ODM代工晶圓廠生產(chǎn)環(huán)節(jié)、封裝測(cè)試到下游最終應(yīng)用的四大環(huán)節(jié)。
MEMS產(chǎn)業(yè)鏈劃分
全球前十名MEMS廠商主要包括博世、意法半導(dǎo)體、惠普、德州儀器、佳能、InvenSense、Avago和Qorvo、樓氏電子、松下等等。其中BOSCH因?yàn)槠湓谄囯娮雍拖M(fèi)電子的雙重布局，牢牢占據(jù)著行業(yè)的第一的位置，其營(yíng)收約占五大公司合計(jì)營(yíng)收的三分之一。
大部分MEMS行業(yè)的主要廠商是以Fabless為主，例如樓氏、HP、佳能等。同時(shí)，平行的也有IDM廠商垂直參與到整條產(chǎn)業(yè)鏈的各個(gè)環(huán)節(jié)，比如Bosch、ST等都建有自己的晶元代工生產(chǎn)線。
全球主要MEMS廠商的生產(chǎn)模式定位
基于之前闡述的MEMS本身區(qū)別于傳統(tǒng)IC產(chǎn)業(yè)特征，我們認(rèn)為行業(yè)的核心門檻在于兩點(diǎn)：設(shè)計(jì)理念和封測(cè)工藝。
前者不僅僅包括對(duì)傳統(tǒng)IC設(shè)計(jì)的理解，更需要包括多學(xué)科的綜和，例如微觀材料學(xué)、力學(xué)、化學(xué)等等。原因是因?yàn)閮?nèi)部涉及機(jī)械結(jié)構(gòu)，空腔，和不同的應(yīng)用場(chǎng)景，如導(dǎo)航，光學(xué)，物理傳感等。可以展開細(xì)說。
后者，因?yàn)閱蝹€(gè)MEMS被設(shè)計(jì)出來的使用用途、使用環(huán)境、實(shí)現(xiàn)目的不同，對(duì)封裝有著各種完全不同的要求。比如對(duì)硅麥有防水和不防水區(qū)分，光學(xué)血氧濃度傳感器需要穿孔和空腔安裝透鏡，氣壓傳感器需要向外界敞開不能密封等等。在整個(gè)MEMS生產(chǎn)中，封測(cè)的成本占比達(dá)到35%-60%以上。
MEMS成本結(jié)構(gòu)拆分