我国拥有众多国家基金(如863、973、电子发展基金、核高技术基金等)支持的科研院所和大学,培养了众多MEMS专业人才,涉及MEMS基础研究的各个方面(材料、工艺) 、器件、可靠性、封装等),可以满足基础研发的需要。
在产业基础方面:我国MEMS产业可以在现有半导体产业的基础上完善和发展,适当投资一些专有设备,不需要重复建设。 这不仅可以解决半导体行业产能落后的问题,也为相当多的现有半导体企业开辟了新的机遇。 发展空间大,可以在较短的时间内实现MEMS产业的更大发展。 就芯片加工而言,大量的4、6、8英寸硅片代工厂为我国MEMS产业的发展奠定了良好的产业基础。 但美国早已将中低端硅片生产转移到中国。 不存在这样完整的、层次化的处理体系。 这是中国独特的MEMS产业发展优势。 具体来说,与不断缩小特征尺寸的半导体不同,MEMS产品不需要在一定的尺寸范围内不断缩小。 这意味着中国所谓的半导体“落后产能”可以在MEMS产业中大放异彩。 例如,4英寸硅片代工厂在半导体行业已不再具有竞争力,但非常适合MEMS行业发展“小批量、多品种”高附加值的高端产品。 6英寸硅片代工适合大量分立MEMS器件的开发,而8英寸硅片代工更适合集成MEMS器件的开发。 就产品封装而言,目前国内存在大量技术相对落后的半导体封装厂。 经过稍加改造,这些封装厂非常适合开发MEMS封装技术。
行业特点:与半导体行业的黄金“摩尔定律”不同,MEMS的黄金定律是“一条产品线,一种制造工艺”。 对于半导体来说,制造“脑细胞”的过程是一样的,因此可以不断复制。 对于MEMS来说,制作眼睛的工艺很难制作鼻子,制作鼻子的工艺也很难制作耳朵。 目前MEMS制造工艺的非标准化决定了目前没有一家公司覆盖整个市场并形成垄断。 这为中国MEMS企业留下了足够的战略发展空间。
近年来随着MEMS市场的兴起,全球几家最大的半导体代工厂(如台机电、联电)都开始介入MEMS行业。 此外,国内一些主要半导体代工厂也开始进军MEMS代工行业。 在工业领域,如中芯国际、上海先进半导体等,这为国内MEMS芯片制造提供了良好的生产平台。
虽然我国MEMS产业面临良好的发展机遇,但不可忽视的是,与国外MEMS产业相比,目前国内MEMS产业发展存在以下问题:
缺乏MEMS产业链支撑。 我国发展MEMS产业,必须像半导体产业一样,建立从器件模型、仿真工具、制造加工到封装测试的完整产业链支撑。 虽然目前国内MEMS产业链发展具备良好的产业基础,但由于代工厂、封装厂对新兴的MEMS产业不熟悉,尚未开展相关MEMS业务。 此外,代工厂和封装厂也缺乏相关技术来源。 上述因素导致我国MEMS产业链建设基本处于空白状态。
缺乏高端研发人才。 与欧美发达国家相比,我国研发水平较低,基础研究相对滞后。 我们还缺乏经验丰富的本土MEMS工程师,使得产业化变得更加困难。
由于没有MEMS产业的产业积累,国内一些科研院所普遍还处于探索状态,基本上专注于小批量制造某些不计成本满足特定用途的特殊MEMS传感器,例如国防应用。
由于上述发展障碍,国内外MEMS技术差距越来越大。 目前国内大多数MEMS企业的技术能力只能达到压力传感器的初级水平。 目前只有苏州敏芯微电子科技有限公司(以下简称“敏芯”)在技术难度较大的硅麦克风领域取得了突破。 能力达到国际先进水平。 相比之下,国外企业在微型投影仪、单片相机、微型燃料电池、硅振荡器等技术难度较高的领域不断取得突破。
如果不及时对国内MEMS产业给予支持,MEMS产业很可能步半导体产业的后尘,陷入低竞争力、低回报的恶性循环。 具体来说,MEMS作为一项新兴技术,研发周期长,资金投入巨大。 如果中国不能及时跟上国外研发的步伐,随着时间的推移,即使未来中国掌握了某些核心技术,也可能再次陷入知识产权的陷阱。 与高通垄断CDMA市场的情况类似,在一些大型MEMS市场,国外大公司实际上已经形成了技术和知识产权的垄断。 例如,德州仪器公司垄断了DLP(数字投影仪)市场,惠普等公司则垄断了该市场。 喷墨打印头市场等。
综上所述,国内MEMS产业虽然面临巨大的发展机遇,但也存在不容忽视的问题。 那么中国应该如何发展自己的MEMS产业呢? 对此,结合民信多年的实践经验,建议政府在以下方面进行突破:
首先,要全局观、科学规划全产业链。 以民信发展中遇到的问题为例。 在产品研发的初期,初创公司需要有一个好的研发平台,而初创公司单独搭建这个平台是不可能的。 民芯的策略是与中科院纳米技术研究所合作,借用其平台进行研发。 因此,开发面向全社会的公共研发平台对于MEMS产业的发展尤为重要。 敏信完成产品研发后,面临着产业链资源整合的问题。 敏鑫的策略是将整个技术转移给代工厂,委托他们代工制造。 从民芯发展过程中遇到的困难可以看出,MEMS要想顺利实现产业化,政府应该主动出击,打造“MEMS初创企业-公共研发平台-代工厂-封装工厂”的整体产业链。 分段规划模式让产业链各环节的企业通过政府推动在早期建立战略合作关系。
二是给予专项资金支持,提高利用效率。 如上所述,国内MEMS产业发展具有良好的产业基础,也面临着千载难逢的市场机遇。 如何打破国外MEMS企业的技术垄断,是中国MEMS产业能否成功突围的关键。 目前,集成电路产业已获得国家大量资金支持,如“核高技术基金”等重大项目,而MEMS传感器作为传感器网络的核心环节,理应得到大力支持。 来自国家的支持。 政府财政支持要改变“体制内流通”和“小而广”的模式,选择全社会技术领先企业给予重点支持。 在产业链不成熟的时候,敏芯坚持对整个MEMS产业链的各个环节进行研发。 为推动产业链融合,闽芯积极与产业链其他环节的战略合作伙伴分享研发成果。 例如,敏芯研发的MEMS麦克风工艺成果转让给中芯国际,封装工艺则转让给传统麦克风厂商,协助其技术和产品升级,研发费用全部由自己筹集。 大量的研发费用给敏芯带来了较大的负担,也制约了其他产品线的研发。 因此,希望政府能够对体制外能够带动MEMS产业技术进步、具有研发优势的企业给予重点支持,从而提高专项资金的使用效率。