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乘传感网东风，攀MEMS产业高峰

发展传感网将对中国未来国际政治经济地位产生重大影响

2008年随着全球经济危机的爆发，美国多年来通过金融及科技手段建立的不合理的世界经济旧秩序终于倒塌。在新的国际经济秩序建立过程中，中国能否顺利实现经济发展模式的转变，将直接决定中国未来在国际社会中所处的政治经济地位。

过去几十年里，美国一方面通过金融手段控制世界资源，另一方面则通过高科技不断提高生产效率，从而用高生产效率的产品来进一步换取发展中国家廉价的低生产效率资源。与美国的发展途径不同，中国过去十几年GDP的发展主要依靠三驾马车：出口、投资与消费。其中出口大部分来自于廉价资源的输送（人力资源、土地、生产资料等），所以才有“几亿条牛仔裤换取一架飞机”的心酸GDP。投资则主要来自于国家财政收入的增加而带来的投入，其中国家财政收入的增加在很大程度上来自于透支未来土地资源之收益。而消费在GDP中的比重在发展过程中却不断降低。

中国要摆脱被发达国家剥削资源的状态，就一定要进行产业结构调整，占领科学技术的制高点，提高生产效率来换取别国低生产效率资源，进而摆脱被发达国家剥削的现状。目前，中国过去十年依仗的房地产业更多的提高了很多行业的产能（如钢铁、水泥等），而没有大幅度提高生产效率，只是透支和消耗将来资源，并不具备可持续性。因此，中国需要培育一个类似于美国当年“星球大战计划”的国家经济发展引擎，以带动国家整体科技水平的发展和生产效率提高，并替代目前的房地产业，帮助中国实现经济发展模式的转变。

在这样的历史背景下，温家宝总理在无锡考察时，高瞻远瞩地提出“传感网”这一信息化国家策略。传感网被认为是继计算机、互联网和移动通信之后的新一轮信息技术革命，是信息技术领域未来竞争的制高点和产业升级的核心驱动力。发展传感网产业不仅是我国提升信息产业核心竞争力、增创发展新优势的战略选择，也是改造提升传统产业、提升社会信息化水平的重要途径，对经济发展和社会生活都将产生重要影响。

总理给大家指明了未来中国信息化发展的方向，同时也给大家留下了一个命题，即如何发展传感网产业，孕育并发展出新的行业，带动传感网产业链中各企业的发展，带动国家万亿GDP的发展，使传感网产业成为未来中国新的经济引擎。

MEMS产业在整个传感网产业中最具发展空间

顾名思义，传感网包括“传”（数据转化及传输，集成电路）、“感”（数据采集，传感器）以及“网”（数据处理，应用）三个核心环节。

由于目前“网”（应用）环节直接面对国内终端客户，且中国在软件方面与发达国家的差距并非很大，中国企业在这个环节有着天然的优势，因此问题的核心是能否以“网”（应用市场）来带动“传”（集成电路）“感”（传感器）环节。如果“网”（应用市场）做的很好，但是在“传”（集成电路）和“感”（传感器）环节仍为国外把控，那么传感网则只是另外一个PC产业，即使中国有Lenovo，但是其内部核心部分皆为国外掌控，只有低端的外围部分为国内生产。这也明显违背了总理提出传感网这一国家信息化策略的初衷。

而在“传”（集成电路）环节方面，中国在过去几十年内则一直处于落后地位。传感网的出现为中国扭转这种落后局面提供了最佳机会。这主要得益于：一方面，半导体的技术升级已接近极限，半导体产业已由技术竞争转变为规模竞争和标准竞争；另一方面，传感网对半导体企业而言是一个新兴市场，中国有机会通过制定自己的标准，为境内半导体企业的发展解决标准这一先天发展缺陷，培育出具有全球影响力的IC设计公司。

就半导体的技术特点而言，集成电路类似于人类的数据处理中心——“大脑”，庞大的半导体产业是建立在一个“脑细胞”——“晶体管”的基础上，而所有功能的实现则通过“神经网络”——“互连”得以实现。自从平面制造工艺以及集成电路发明以来，人们在随后的几十年内做的主要工作就是按照“摩尔定律”——不断地缩小晶体管以实现在单位面积内集成更多的晶体管来实现越来越复杂的功能。西方发达国家在过去几十年中就是凭借对半导体技术的不断升级，成功对中国实行阻击，让中国的半导体产业一直处于相对落后的状态。所幸的是，半导体的技术升级（摩尔定律）已经接近极限，目前集成电路已进入SOC（system on chip，芯片系统）阶段，由技术竞争转变为规模竞争以及标准竞争。例如高通公司正是凭借其CDMA标准在短时间内成为世界最大的IC设计公司，而台湾联发科公司则凭借其规模优势成为IC设计公司的新锐。但在没有新兴市场出现的情况下，中国半导体公司可抢占的只是一些规模不大的缝隙市场，谈不上发展壮大。例如在缝隙市场中生存并发展的锐迪科（主要生产销售手机外围芯片）、格科瑞（主要生产销售CMOS图像传感器）、瑞芯微（多媒体芯片）等。

因此，传感网的出现对中国半导体企业而言是一个新的发展机会。中国近十年来通过国家的巨大投入、鼓励并吸引海外高端IC设计人才回国创业等方式，成功地缩小了中国与发达国家在技术上的差距，这使得中国在传感网的发展初期可以建立自己的技术标准。技术标准的确立可以为境内企业解决标准这一发展缺陷，以市场培育产业，一举改变中国企业数十年的行业落后局面。

相对于上述两个环节，传感网在“感”（传感器）这个环节的企业则面临更大的历史机遇。传感网是由许许多多功能相同或不同的传感器节点组成，每一个传感器节点的数据采集模块犹如人的各个感觉器官，包括多种传感器以测量所在周边环境中的声音、光、热、红外、振动等信号。

传感网的特殊应用对传感器提出了微型化、功耗低、价格低、可靠性高、抗干扰性强等要求。传统传感器通常有着体积大、功耗高、价格高、可靠性差等缺点，不能满足传感网节点的要求，而微电子机械加工（MEMS）技术的发展为传感器的上述要求提供了解决办法。如果说半导体产业是利用先进制造技术把人最核心的部分“大脑”进行微型化，那么MEMS产业则是利用微加工这种先进制造工艺将“人”整个系统进行微型化，其中包括人的感觉器官，即传感器。

近年来，MEMS(微电子机械系统)技术推动着半导体界"超越摩尔定律"的变革，在国内外得到了迅猛的发展。世界经过昨天的真空电子管时代，正跨越现在的固体电子时代进入明天的MEMS时代。MEMS产品将广泛应用于汽车、工业控制、航天及医疗等领域。2010年全球MEMS市场将突破100亿美元。与成熟的半导体产业逐渐降低的毛利率相比，MEMS作为一个新兴的产业，因其较高的技术壁垒，一直保持着可观的利润率。虽然目前全球MEMS市场规模与半导体产业3,000亿美金的市场规模相距甚远。但是MEMS做为一个全球新兴市场，当前所处发展阶段相当于半导体产业在70年代刚刚兴起的时候，发展潜力巨大。

关于如何发展MEMS产业的思考

在上述行业大背景下，中国MEMS产业面临着众多优势及机遇。首先，中国作为一个大国，有着人力资源的优势：

l  中国有着众多国家基金支持（如863、973、电子发展基金、核高基等）的研究所及大学，培养了众多的MEMS专业人才，涉及到了MEMS基础研究的各个方面（材料、工艺、器件、可靠性、封装等等），可以满足基础研发的需求。

l  中国拥有庞大的在美国及欧洲留学及工作的MEMS人才，如加以利用，可以解决高端研发人才缺乏的问题。

其次，中国MEMS产业更多的机遇则来自于现有的产业环境：

l  市场时机方面：MEMS产业在全球范围内尚属新兴行业，国内外企业都还处于跑马圈地的过程中，这为中国MEMS产业迎头赶上国际先进水平提供了较好的战略时机。

l  市场空间方面：传感网的国家策略为国内MEMS产业的发展提供了巨大的市场机遇。

l  工业基础方面：中国的MEMS产业可以在现有的半导体工业基础改进发展，适当投入一些专有设备，不需要重复建设，既可以解决半导体产业中落后产能问题，为现有相当部分半导体企业开辟新的发展空间，又可以在较短时间内实现MEMS产业的较大发展。就芯片加工而言，大量存在的4、6、8寸硅片代工厂为发展中国的MEMS产业奠定了良好的工业基础，而美国由于早就将中低端硅片生产向中国转移，因此并不存在这样完备的具有梯次的加工体系。这是中国特有的MEMS工业发展优势。具体而言，与半导体不断按比例缩小特征尺寸的特点不同，MEMS产品在一定尺寸范围内，不需要不断缩小尺寸。这就意味着中国现在所谓的半导体“落后产能”可以在MEMS产业大放异彩。例如4寸硅片代工厂在半导体产业已经毫无竞争力，然而却很适合MEMS产业中“小批量，多品种”的高附加值的高端产品的开发。6寸硅片代工厂则适合大量的分立MEMS器件的开发，而8寸硅片代工厂则更适合集成MEMS器件的开发。就产品封装而言，国内现有大批技术相对落后的半导体封装厂，略加改造后，这些封装厂就很适合开发MEMS封装技术。

l  行业特点方面：与半导体产业黄金“摩尔定律”不同，MEMS的黄金定律则为“一类产品线，一种制造工艺”。对半导体而言，做“脑细胞”的工艺是一样的，因此可以不断复制，而对MEMS而言，做眼睛的工艺很难来做鼻子，做鼻子的工艺很难来做耳朵。MEMS的目前这种制造工艺非标准化的特点就决定了现在没有一个公司覆盖全部市场，形成垄断地位。这样就留了足够的战略发展空间给中国的MEMS公司。

随着近几年MEMS市场的兴起，全球最大的几家半导体代工厂（例如台机电、联电）都已开始介入MEMS产业，除此之外，国内一些半导体代工大厂也已开始进入MEMS代工领域，如中芯国际、上海先进半导体等，这为国内MEMS芯片制造提供了很好的生产平台。

尽管中国的MEMS产业面临良好的发展机遇，但不容忽视的是，与国外MEMS产业界相比，目前国内MEMS产业的发展存在以下问题：

l  缺乏MEMS产业链的支持。国内要发展MEMS产业，则必须要象半导体产业那样建立从器件模型、模拟工具、制造加工到封装测试等完整产业链的支持。虽然目前国内有发展MEMS产业链良好的工业基础，但是由于代工厂以及封装厂对新兴MEMS产业的陌生，并没有开展相关MEMS业务。此外，代工厂以及封装厂也缺乏相关技术来源。上述因素导致中国在MEMS产业链方面的建设基本处于空白状态。

l  缺乏高端研发人员，与欧美发达国家相比，我们的研发水平相对较低，从基础研究上就处于落后地位；亦缺乏经验丰富的本土MEMS工程师，导致产业化难度较大。

l  没有MEMS产业的工业积累，国内一些科研院所普遍仍处于摸索状态，基本集中于某些不计成本、满足特定目的、小批量的特种MEMS传感器制造，如国防应用。

l  国内创业环境较差，对很多MEMS初创公司来说较难募集到资金。

由于存在上述发展障碍，国内外的MEMS技术差距正在不断增大。目前国内绝大部分MEMS公司的技术能力只能达到压力传感器的初级水平，惟有苏州敏芯微电子技术有限公司（以下简称“敏芯”）在技术难度更高的硅麦克风领域取得了突破，技术能力已达到国际先进水平。而与之相对的是，国外公司已经在技术难度相对较高的领域不断突破，如微投影仪、单芯片相机、微型燃料电池、硅振荡器等等。

如果不及时对国内的MEMS产业实施扶持，则日后MEMS产业大有可能步半导体产业的后尘，陷入竞争力不强、回报率太低的恶性循环。具体而言，MEMS做为一个新兴技术，其研发周期较长且资金投入巨大。中国如果不能及时跟上国外研发步伐，随着时间推移，即使中国在以后掌握了某些核心技术，但是届时可能又落入了知识产权的陷阱。类似于高通公司垄断CDMA市场的案例，在一些大的MEMS市场，国外大公司事实上已经形成了技术以及知识产权的垄断，如德州仪器公司垄断了DLP（数字投影仪）市场，惠普等企业垄断了喷墨打印头市场等等。

综上所述，国内的MEMS产业虽然面临大好的发展机遇，但也存在不容忽视的问题。那么中国该如何发展自己的MEMS产业？在此方面，结合敏芯多年的实战经验，建议政府在以下方面进行突破：

首先，站在全局的位置，做好科学的全产业链规划。以敏芯发展中遇到的问题为例，在产品研发初期，初创公司需要有一个良好的研发平台，而初创公司不可能独自建立此平台。敏芯的策略是与中科院纳米所进行合作，借用其平台进行研发。因此一个公共的对全社会开发的研发平台对发展MEMS产业尤为重要。当敏芯完成产品研发后，却又面临产业链资源整合问题。敏芯的策略为技术整体转移至代工厂并委托其代工。从敏芯发展过程中遇到的困难可以看到，MEMS要想顺利地实现产业化，则政府应主动打造“MEMS初创公司—公共研发平台—代工厂—封装厂”的全产业链全局而非分割规划的模式，让产业链各个环节的企业在早期就通过政府的推动建立起战略合作的关系。

其次，提供专项资金支持，并提高其利用效率。如前所述，国内发展MEMS产业拥有良好的工业基础，同时亦面临千载难逢的市场机遇，而如何打破国外MEMS公司的技术垄断则是中国MEMS产业能否顺利突围的重点。目前，集成电路行业得到了国家大量资金的支持，如“核高基”等重大专项等，而MEMS传感器作为传感网的核心环节，更应当得到国家大力的支持。政府资金支持应改变“体制内流通”以及“少而广”的模式，在全社会范围内选择技术领先的企业予以重点支持。敏芯在产业链不成熟时，坚持对MEMS全产业链各个环节进行研发，为推动产业链整合，主动将研发成果与产业链上其他环节的战略合作伙伴分享，如敏芯将MEMS麦克风工艺研发成果转移入中芯国际，将封装工艺转移入传统麦克风厂商，协助其进行技术继产品升级，而所有研发费用皆为自筹。大量的研发费用给敏芯造成了较大的负担，限制了其它产品线的研发。因此希望政府能对体制外、能带动MEMS产业技术进步的、具备研发优势的企业予以重点支持，从而提高专项资金的利用效率。

再次，政府引导与市场运作相结合。在MEMS产业发展初期，短期内利用政府的行政推动力量，鼓励技术创新，培育重点企业，打造MEMS产业链，奠定发展MEMS产业的良好基础。同时，也应充分利用市场配置资源的作用，让各优势企业自由结合，发挥企业的主动性与积极性，奠定MEMS产业长期发展的长效机制。

MEMS barometers boost hard drives, GPS
Freescale rolls digital pressure sensor at Computex
 
R. Colin Johnson
(06/02/2009 3:19 H EDT)
URL: http://www.eetimes.com/showArticle.jhtml?articleID=217701334 
 
PORTLAND, Ore. — First came MEMS accelerometers that sense when hard drives are being dropped and warn them to lock up their heads; now MEMS barometers are being pitched as a means to increase disk storage capacity. And the MEMS sensor count is rising in scores of products beyond hard drives.
MEMS sensors are increasingly being integrated into phones, MP3 players, GPS units, mobile Internet devices (MIDs), portable medical scanners and all sorts of greentech products. Indeed, thanks to the pickup in design-ins for MEMS-based motion, elevation and proximity sensors, the sensor market is standing up to the recession, according to some market watchers.

"Sensors are one of few businesses still growing in 2009—18 percent, according to analysts," said Demetre Kondylis, vice president and general manager of Freescale's Sensor and Actuator Solutions Division. "We see acceleration, pressure and proximity sensors for consumer electronics as the next high-volume [sensor] market, after automotive."

Freescale had already sold millions of MEMS accelerometers as airbag sensors in high-reliability automotive applications before it entered the consumer electronics market a few years ago with accelerometers for hard drives that can lock up their heads when dropped. Now the company is hawking a companion digital barometric pressure sensor that it says will let hard drive makers optimize head flying heights for maximum information density. The digital pressure sensor debuted today (June 2) at the Computex expo in Taipei, Taiwan.

"A hard disk can increase its storage capacity by 200 percent by lowering the slider's flight height from 10 to 7 nanometers," said Wayne Chavez, consumer and industrial operations manager of Freescale's sensor and actuator division. "Using our barometric pressure sensor to measure air density, hard disk drive makers can reliably lower slider flight height to 5 nanometers, which increases storage capacity by four times."

Without a measure of air density, hard drive heads can't run at minimum flight height without failing when barometric pressure changes dramatically, such as onboard an airborne plane. Beyond their use in hard drives, barometric pressure sensors can enhance the performance of other consumer devices—for example, by allowing GPS navigators to dead-reckon inside buildings or when entering tunnels.

Eventually, accelerometers, barometric pressure sensors and possibly other MEMS sensors as well could be integrated into the same package. Today the MEMS element for an accelerometer or a pressure sensor is on a separate chip that's wire bonded to a CMOS die holding the signal conditioning circuitry on an application-specific IC. But in a combo sensor package, a single ASIC could easily serve both an accelerometer and a barometric pressure MEMS element—that is, if enough consumer electronics devices start integrating both.

"At Freescale, we believe that the day will come when multiple sensors are housed in the same package," said Kondylis. "Consumer electronic device makers are already asking us to look at integrating these capabilities."

Besides measuring air density in hard drives and providing altitude information for GPS units, Freescale's digital pressure sensor is aimed at environmental sensing applications, safety and security sensing of ambient pressure, and health monitoring.

"A novel application one of our customers is working on is a bandage that uses pressure readings to monitor suction, to improve the healing process for deep wounds," said Chavez.

Freescale claims its MPL115A digital barometric pressure sensor consumes 100 times less energy than other solutions—5 microamps while making one measurement per minute and just 1 microamp in sleep mode. Digital interconnections are made using either an SPI or I2C interface.
 

Accelerometer market is set to rock and roll

28.05.2009
Motion-sensitive accelerometers that are currently used in devices such as the Apple iPhone and the Nintendo Wii are set to become one of the biggest selling components in the electronics industry by 2013.

好久没有自己再写点原创的东西了，当然中间有各种原因。坦白的讲，本来写这个博客就有自己的私心，当初建立这个博客的时候就是为了认识一些志同道合的MEMSer。所以初期对这个博客还是煞费苦心的经营了一段时间。可是对mems真正有兴趣的MEMSer还是少数，在短时间内收获了我的第二个合作伙伴以及认识了一些MEMSer朋友之后，这个目的我已经达到。此外，凡是原创的东西都是多年的一些积累，就像私藏的宝物，是一些很有价值的东西。我也不是很乐于把私藏的珍宝拿出来让大家一起欣赏。所以，自己对原创的博文也意兴阑珊，基本上只是转发一些我比较有兴趣的消息来维持小店的生意。这些都是原创文章基本上绝迹的原因，望大家体谅。

看到国内半导体产业逐渐褪去高科技的光环，很多foundry把mems作为他们业务转型的一大契机。即台湾的foundry巨头tsmc，umc宣布进入mems代工领域之后，大陆的smic也加入战局，大陆的其他4，6寸foundry也蠢蠢欲动，纷纷想进入mems代工领域。其实众多foundry只是看到了mems代工的有可能的利益，可是此中却孕育了巨大的风险，决策的失误很可能让foundry的mems代工所做的投入血本无归。

毫无疑问，在众多大的foundry开拓mems代工业务中，tsmc是最领先的，也是最可能成功的。首先，tsmc在ic代工领域积累的专业知识以及良好口碑是他们能成功的最好资源。其次，tsmc在2008年宣布开始mems代工，而tsmc在此前做的功夫和准备又何止5年。

1999年，memsic公司成立，当时memsic得到的investar风险投资的支持，而investar的重要股东即为tsmc。这个是我所知tsmc最早涉足mems业务的案例。此后memsic一直在tsmc流片，直到今天稳定的占据着tsmc几千片cmos的月产量。

也许tsmc从memsic公司开始了解mems产业。此后的tsmc通过旗下的风险投资公司venturetech在此后的几年投资了多家不同类型的mems初创公司。有做光学的Miriadia公司（目前被台湾tmt公司收购），做gyro的invensense公司（目前看来是tsmc比较满意的一笔投资），Nanochip（memory公司）等等，在各个mems产品线进行布局。此后，tsmc又接获ADI的代工大单，以及美国初创公司sitime的代工。

tsmc这种长期战略布局，稳扎稳打的做法毫无疑问会帮助tsmc在mems代工方面取得不错的成绩单。所以在tsmc在mems代工领域继续领跑的时候，大家不要认为tsmc是侥幸的胜利。更不要以为tsmc在2008年才开始进入mems领域。

好久没有自己再写点原创的东西了，当然中间有各种原因。坦白的讲，本来写这个博客就有自己的私心，当初建立这个博客的时候就是为了认识一些志同道合的MEMSer。所以初期对这个博客还是煞费苦心的经营了一段时间。可是对mems真正有兴趣的MEMSer还是少数，在短时间内收获了我的第二个合作伙伴以及认识了一些MEMSer朋友之后，这个目的我已经达到。此外，凡是原创的东西都是多年的一些积累，就像私藏的宝物，是一些很有价值的东西。我也不是很乐于把私藏的珍宝拿出来让大家一起欣赏。所以，自己对原创的博文也意兴阑珊，基本上只是转发一些我比较有兴趣的消息来维持小店的生意。这些都是原创文章基本上绝迹的原因，望大家体谅。

看到国内半导体产业逐渐褪去高科技的光环，很多foundry把mems作为他们业务转型的一大契机。即台湾的foundry巨头tsmc，umc宣布进入mems代工领域之后，大陆的smic也加入战局，大陆的其他4，6寸foundry也蠢蠢欲动，纷纷想进入mems代工领域。其实众多foundry只是看到了mems代工的有可能的利益，可是此中却孕育了巨大的风险，决策的失误很可能让foundry的mems代工所做的投入血本无归。

毫无疑问，在众多大的foundry开拓mems代工业务中，tsmc是最领先的，也是最可能成功的。首先，tsmc在ic代工领域积累的专业知识以及良好口碑是他们能成功的最好资源。其次，tsmc在2008年宣布开始mems代工，而tsmc在此前做的功夫和准备又何止5年。

1999年，memsic公司成立，当时memsic得到的investar风险投资的支持，而investar的重要股东即为tsmc。这个是我所知tsmc最早涉足mems业务的案例。此后memsic一直在tsmc流片，直到今天稳定的占据着tsmc几千片cmos的月产量。

也许tsmc从memsic公司开始了解mems产业。此后的tsmc通过旗下的风险投资公司venturetech在此后的几年投资了多家不同类型的mems初创公司。有做光学的Miriadia公司（目前被台湾tmt公司收购），做gyro的invensense公司（目前看来是tsmc比较满意的一笔投资），Nanochip（memory公司）等等，在各个mems产品线进行布局。此后，tsmc又接获ADI的代工大单，以及美国初创公司sitime的代工。

tsmc这种长期战略布局，稳扎稳打的做法毫无疑问会帮助tsmc在mems代工方面取得不错的成绩单。所以在tsmc在mems代工领域继续领跑的时候，大家不要认为tsmc是侥幸的胜利。更不要以为tsmc在2008年才开始进入mems领域。

晶圆代工厂发展MEMS的唯一要诀：找到强大的设计伙伴

        1位伊朗人30多年前独自来到美国柏克莱大学念书，自毕业后为了一圆其大学时期对于MEMS的梦想，前前后后共创立了多达6家的MEMS设计公司，而第6家公司InvenSense在其正式开张前，就已花了1年多时间在家埋头苦干，开创出1套前无古人的MEMS设计公司营运模式，如今看来他对了，至今InvenSense成为任天堂Wii下世代Wii Motion Plus游戏摇杆的唯一陀螺仪供应商，而让所有MEMS业界为之瞠目结舌的是， InvenSense 拥有其 Nasiri-Fabrication 制造平台的一切智能财产权及专利，再者因为运动感测的庞大商机， 所有 MEMS代工厂皆极有意愿配合此平台为其独家生产。

        而带领InvenSense有今日的一番做为的便是其创始CEO Steven Nasiri，以下为此次的专访记要：

        问：InvenSense为1家IC设计公司，台积电当前虽已引进制造MEMS产品所需要相关设备，但先前ADI正因为台积电整体良率还是一直没办法满足他们需求，到2008年下半，台积电采用整厂输入方式生产，才满足ADI的需求，请问你们是否选择台积电做为代工伙伴？而除了台积电以外，目前是否还有考量其余代工伙伴？

        答：我要说的是到目前为止InvenSense还没有选择台湾任何1家晶圆代工厂做为晶圆代工的伙伴，不过未来InvenSense会有很多的生意出现在亚太地区，因此为了配合InvenSense未来几年全球性与高幅度的成长，因此InvenSense绝对会选择台湾做为未来InvenSense全球晶圆代工产能来源。

        事实上我认为台积电在晶圆代工上做的相当成功，不过到现阶段为止InvenSense还是持续针对台湾几家晶圆代工厂做最后的确认，且由于与各家晶圆代工厂签订保密条约(NDA)，因此现在还暂时无法对外公布晶圆代工伙伴，但可确定是目前看来，最快要等到2009年初才会开始在台湾晶圆代工厂中大量投片。

        我们并不清楚台积电内部在这方面面临的挑战，所以我无法做任何评论。但台湾CMOS制造能力非常先进，并拥有相关领域中相当有能力的专业人才，我相信在MEMS制造上，台湾会同样成功。

        问：台湾在标准CMOS制程上一直处于领先地位，也因此造就了台湾半导体产业上中下游相关完整供应链，不过对于制造及设计MEMS产品似乎还是有瓶颈，就您过去将近30年MEMS产业经验，您认为台湾半导体厂商要如何突破此一瓶颈？

        答：根据我近几年从事MEMS产业的经验，结论其实相当简单，那就是要与强者结合。事实上由于MEMS的晶圆代工并不像标准CMOS制程，用1个制程就可替不同客户代工，且就CMOS制程的晶圆代工厂来说，因属于标准化的制程，所以可以向很多IDM大厂技术授权，如可由IBM、英特尔(Intel)以及日本、欧洲的IDM大厂取得技术授权，但是谈到MEMS晶圆代工，则必须仰赖单一且背景相当扎实的技术授权对象。

        就好比当前MEMS麦克风大厂楼氏电子，他的晶圆代工厂伙伴便是Sony半导体，这样结合便是创造楼氏电子辉煌成绩主要原因，换言之要做MEMS晶圆代工就绝对不能选错「合作伙伴」，一旦选错的话就铁定完蛋。

        举例来说，当前所谓的CMOS like晶圆代工厂与客户关系，就好比1家餐厅与到餐厅吃饭的客户间关系，这家餐厅的所提供菜色谁来吃都可以，但最重要的便是餐厅的服务，如果有好的服务，势必会带来更多的客户。

        不过就MEMS晶圆代工产业模式来说，MEMS晶圆代工的厂商与MEMS设计业者双方间的关系就好比是老公与老婆间的关系，双方的关系绝对是1对1的关系，不容许有其它人来介入，老婆煮饭绝对是只为老公。

        因此我要说的是台湾的半导体厂商无论是晶圆代工厂或是设计公司，想要能够进入MEMS市场，最重要的工作便是要找到好且有力的伙伴，彼此间才能够携手走更长久的路。

        我同意台湾公司在MEMS领域发展并不成熟，但台湾却参与制造出世界一流的产品，在这领域中，并没看到瓶颈。而要保持领导的地位，一般而言，不外乎与市场领导厂商结盟并投资先进生产制程科技。最近一些晶圆厂的新闻已证实了台湾晶圆代工厂在这方面的决心。

        问：除了要选择正确伙伴外，想要进入MEMS市场还需要注意那些事项？新进厂商有无机会呢？

        答：我想要补充一点是之所以要找对的正确且值得托付终身合作伙伴，最主要原因在于无论是晶圆代工厂或是MEMS设计业者，想要进入MEMS产业且长久立足，则势必要投入相当大的人力与资金，晶圆代工厂也需要为了进入MEMS晶圆代工而另外购买相关MEMS设备，但买入的设备又不见得可以满足所有的客户需求，因此必须要相当谨慎小心，一旦选错伙伴，则所有的投资恐将付之一炬。

        如你所知，MEMS的字面意义是在微小的单位里的微机械结构。今天，各个MEMS技术的生产、设计、产品与应用各有不同。所以对你的问题我并没有单一的答案。但我可以针对InvenSense及我以前的公司所面临的问题来回答你。

        没有晶圆厂的MEMS设计公司存在著许多重大的挑战。首先遇到的便是在许多不同制程中选择最适合你的产品制程。再来是选择配合晶圆代工厂并利用代工厂的制程及容忍的误差值来进行设计。

        由于不像CMOS晶圆代工厂，MEMS晶圆代工厂提供的制程并没有完整的量测数值，对于许多新进厂商这会是相当致命的。任何的MEMS产品都需经过完整的制程发展循环，这需花费相当时间与资本。这同时也意味著需要培养自己的MEMS制程专家来参与制程发展。在这考量下，MEMS晶圆代工厂并不是1个适当的名称，较合适的名称可能是「具MEMS能力的晶圆厂」，因为最后晶圆厂提供的制程是由设计公司决定的。

        所以你可以想象完成并确认1个新的晶圆制程是多大的挑战。然后，由于开始时缺乏足够的生产量，且多半而言也缺乏足够资金，这些新制程无法得到完整的测试取得量测数值，所以无法避免的晶圆厂及设计公司都将承受低良率、不良产品及无法量产的挑战。对于InvenSense而言，我们其中1个优势就是拥有名为Nasiri Fabrication的制程平台，这是1个相当简单并对我们所有产品都能适用的平台。在专利保护下，我们对这个平台拥有所有的权利，并有技术能力来提供技术转移给我们需要的晶圆厂。

        问：台湾目前已有几家专门替国外代工MEMS产品的晶圆代工厂，不过到现在看来似乎还没有做到完全成功，最主要原因为何？

        答：如前所言，我并没有资格评论1个晶圆代工厂是否成功，我们谈过的对象都是相当有能力并致力于MEMS产业的晶圆代工厂，我们相信他们以后都会成功的。

        如前所说，设计公司选择晶圆代工厂时会面临十分大的挑战，相同的(或是更大)的挑战在于晶圆代工厂对设计公司的选择。

        基本而言在工程研发阶段晶圆代工厂并无法有太多获利，而这阶段可能持续2~3年，在这期间晶圆代工厂将投下相当资金，如果产品无法顺利进入量产，晶圆代工厂很可能血本无归。

        对于新进公司，尤其是MEMS新进公司，顺利进入量产的纪录并不是很高，选择新进设计公司成为伙伴其实是1个赌博。话说回来，由于新进入MEMS领域，又与MEMS的中心(主要是美国硅谷)有相当距离，台湾MEMS晶圆代工厂至今并没有足够的客户群，这可能是台湾MEMS晶圆代工厂唯一的弱点。今天台湾替国外代工MEMS产品的晶圆代工厂，并没有取得很大的成功原因主要在市场或产品的设计上。当然，配合今天市场的趋势，如能直接代工成熟并已具市场的MEMS产品，这可能是最好的方式。

        不过反观国际IDM大厂如STM、ADI或是FreeScale等由于这些大厂拥有自己的产品，知道自己要如何去分配晶圆厂产能，且因为自己有相关的设计与销售能力，如此一来在做MEMS市场上便显得相对得心应手。

        问：您担任InvenSense的CEO 2009年起正式进入第6年，您个人将准备带领InvenSense成为1家怎样的Leading Company？

        答：我们非常满意过去5年的成绩，我们已大量的交货给全世界的主要客户，同时非常幸运的，在动作感测市场快速成长的同时，我们有能力针对核心市场需求提供领先的技术与产品。我可说在过去5年InvenSense已奠定MEMS陀螺仪的市场领导地位。

        在未来的5年，我们将对动作感测游戏机、空中鼠标、智能型手机、功能手机及其它所有的消费性电子产品以新一代整合型的产品提供完全动作感测方案。在如同任天堂Wii，iPhone及其它新世代的产品中，我们已经看到市场对动作控制人机界面的真实需求，而我们也相信很快的这个需求将继续成长到各式各样的人机界面

        事实上InvenSense已是我第6家创办的MEMS公司，我在2003年便开始投入筹备InvenSense公司工作，前前后后约1年左右时间，我都在家中写有关成立InvenSense所需要各种方案与专利，写专利最大用意在于要先「卡死」大厂，让他们不敢跨入此领域，对于小设计公司来说他们也不敢去找晶圆代工厂合作，相反的，晶圆代工厂看到我们拥有专利，也不敢贸然去承接小公司订单。

        在此期间我总共请了4位各种不同领域的专家学者当做我的顾问，而在此期间为了要与其余竞争对手有所区隔，我想了1套完整的Business Model才正式成立InvenSense，当初想法就是创造「与众不同」，挑战ADI或是STM一开始不敢尝试的CMOS制程。

        当初的想法是希望能够让InvenSense的产品尽量在标准CMOS制程上完成，不要让晶圆代工厂为了要承接InvenSense订单而花费太多额外资金，这样的做法才能真正做到「普及化」。而也为了达到这个目的，在2004年成立InvenSense时便已发表了4个相关专利。

        未来我希望InvenSense所生产出的商品都能够达到Easy To Use，原因在于这样才能真正能够做到大众化。事实上我必须说即便到现在为止，一些MEMS商品只有「专家」才知道要如何使用，但我要做的就是即便不是专家，也是同样可轻松上手。

        因此，除了要给予客户端相当精确且质量好的陀螺仪产品，当然在软件部分是不能欠缺，但为能让更多消费者易于使用，我们就要提供下游客户端更多算法，客户不需要花费脑筋在算法上，只需专注在应用端的设计与创新，如此一来客户可设计出消费者需要的商品，消费者也将更方便采用，这才是InvenSense所想达到的终极目标。

        问：当前InvenSense的客户端大多属于消费性电子产品，如数码相机、手机、与游戏机，请问InvenSense是否未来有在其它市场布局的计画？再者由于全球金融风暴仍旧持续，专注在消费性电子产品的InvenSense要如何因应此次风暴？

        答：由于消费性电子市场非常大庞，每年有数10亿台的规模。我们也注意到车用市场的潜力，但我们今天并未研究我们如何进入车用市场。至于这次的全球性金融风暴，由于我们是几个不同市场的主要技术提供者，不同市场意味著分散的风险。而游戏机市场中有更大的机会，预计2009年将有大幅的成长。

        没错当前全球的金融风暴确实有一定程度影响，不过我认为相较于大型的公司，一些规模较小的公司所受到的冲击会相对较小，但我要强调的是体质健全的小规模公司。再者由于InvenSense本身属于IC设计公司，且就如我所说InvenSense规模不大，如果在景气佳时，要与一些大象级的IC设计公司或是IDM大厂竞争，去抢食晶圆代工产能，可能要付出较高的价格或是根本仅能分配较少产能。

        但如今产业环境较差，大型晶圆代工厂有更多时间将关爱眼神放到InvenSense身上，除此之外，过去由于InvenSense的公司知名度还不是太高，因此较难吸引更好的人才，而如今InvenSense可以吸收一些被大公司裁员但是相当优秀的人才，对外界的人才而言，InvenSense是1家具有高度成长潜力公司，在这时候进入可以有更多发展。

        问：就我对于InvenSense的初步了解，贵公司的陀螺仪采用的是1颗ASIC再加上1颗MEMS芯片，再采用晶圆级封装技术使其成为1颗陀螺仪，不过这样一来对于ASIC及MEMS芯片均采用CMOS制程的设计公司来说，他们的制造成本可能还较你们便宜，对此您有何看法？且如果有问题的话需要如何解决？

        答：我前面提到，MEMS技术是非常多种的，所以没人能做所有的不同产品，我们相信我们的生产平台是最符经济效益的也最符合惯性MEMS产品。据我所知，并没有单一「CMOS　MEMS」这种制程，表面微机结构由于使用许多CMOS制程的相同设备，故常被吹嘘为最接近CMOS制程的结构。

        但是只要是关系到MEMS的部分，由于配方(Recipe)完全不同于CMOS，并无法与CMOS结构同时进行，通常作法是在CMOS完成后才开始以7~8层昂贵的光罩来完成MEMS结构。于80年代初期单一表面微机结构与CMOS整合在同一矽晶的技术就开始发展。据我所知只有1家公司能商品化，但最终仍无法电路使用或展示比其它技术的成本优势。基本上，其它型态的表面微机结构通常有黏性(Sticking)困扰或会造成严重环境处理与控制问题。

        除此之外，就我所知当前全球半导体大厂中大约有高达10家左右有在制造陀螺仪产品，不过即便到现在为止，他们所能做的大多还是局限在单轴的陀螺仪，且采用的方式是使用2颗芯片，1颗属于ASIC，1颗属于MEMS产品，因此在制造上的成本较高，且体积上也较大，这对于想要进入消费性电子产品而言，根本是不太可能。

        由于InvenSense在公司成立时，便是希望做与其它人不一样产品，因此才选定采用CMOS制程来制造单颗的陀螺仪，这样的做法不仅能够大量化且最重要是成本得以大幅降低。

        想要真正进入到消费性电子产品市场，关键点便在于能不能将每个单轴的陀螺仪商品成本，压低到1美元以上，这样才有机会让消费性电子产品制造商心动。

        不过压低成本并不意谓InvenSense产出的是「Cheap」芯片，InvenSense强调的是「Enable」芯片，这观念很重要。

        问：您个人为何对于MEMS市场如此有兴趣？当前全球各大半导体厂无论是欧洲、美洲或是日本，对于MEMS市场均抱持相当大的兴趣，你怎么看待全球各区域发展MEMS市场？

        答：世界的趋势在走向数码化，而挑战于如何将产品做到愈来愈小化。惟有将极大的资本投入在这个趋势才有生存的可能。在消费性市场而言，更多整合、更多功能、，更小，代表的是迟早所有功能都将整合进应用处理器(Application Processor) ，这个趋势已在手机，数码摄影机，及其它消费性产品中发生。

        传感器则是在短期间不会被整合的产品。MEMS传感器给晶圆代工厂提供另一个做 Mixed Signal 转换电路服务的机会

        我个人在大学时代便来到美国柏克莱大学念书，而当初我所念的科系与机械相关，当时学机械的学生出路不是太好，也不太合适在硅谷工作，因此就先选择1家封装测试公司上班，而当时那家封装测试公司已开始承接一些MEMS公司的商品。

        但由于当时的MEMS商品属于特殊的制程技术，且在封装测试时需要特别的封装测试方法，且更重要的是每家的封测标准均不一样，因此公司可以收取较好价位与获利，这令我眼睛为之一亮，就毅然决然的跳进MEMS市场，且一做就是30多年。

        至于谈到欧美日各国发展MEMS的过去与未来，我认为美国在MEMS发展历史上可说是最为悠久，原因在于美国一开始便有相当多好的大学投入MEMS的人才培训。

        当时美国的柏克莱、格鲁吉亚、UCLA等知名大学均已投入不少的资源用在MEMS领域，也正因为如此让美国近数10年来成立了不少的MEMS新兴公司，而近几年以来美国也有几家规模较小的晶圆代工厂，持续投入资源用于MEMS晶圆代工，这也是支撑美国MEMS产业历久不衰的主要原因之一。

        除此之外，欧洲的公司锁定的目标市场还是在汽车电子领域，最主要因素在于他们生产的MEMS产品成本较高，较没有机会打入消费性电子领域。不过值得注意的是欧洲发展MEMS产业也已有相当长一段时间，因此已发表相当多学术论文，也就是说他们已累积相当的专利技术，只要好好运用还是可以有惊人作为，不过目前还没有像美国产出那样多的MEMS新兴公司。

        最后谈到日本，我个人认为日本的公司有相当好的科技与技术，且在MEMS的基础研发上投入相当多的资源，这部分是日本公司的强项。

晶圆的三维层叠TSV加工成本能降到多少？

 　　用于三维层叠的TSV（硅通孔）加工成本能降到多少？最近半导体厂商和制造设备厂商就此展开了热烈的讨论。目前的成本为每片晶圆200～300美元。将其降至100～150美元的努力已经付诸行动。但随着TSV爆发式的普及，成本将降至每片晶圆50美元。这一目标值在《日经微器件》的采访中得到了证实（参阅《日经微器件》4月号特辑）。

　　“50美元”是多数元器件技术人员所能接受的“容许范围”。这是此前电路形成工序中为引进新工艺的实践所证实了的容许范围。这意味着对于电路形成工序中每片晶圆3000～5000美元左右的总成本而言，TSV（硅通孔）加工成本可控制在1～2％左右。如果可以控制电路形成工序的追加成本，即使不考虑芯片的裁切量，也能最大限度地减少成本的上升。

　　封装工序的追加成本也可纳入到容许范围之内。据某著名元件厂商的封装技术人员说，追加成本“不到10美分”。其中考虑到了通过减小封装面积等获得的成本优势。一片晶圆的芯片裁切量超过500枚，就能满足这一条件。在4月16日于东京品川举行的“TSV Technology Conference 2009”上，围绕TSV加工的工艺成本降低方法和TSV的普及战略，日本国内外的专家将发表演讲并进行小组讨论。（记者：三宅 常之）

雅马哈将撤出硅麦克风业务
出自：电子工程专辑 编辑：俞文杰

为了应对经营环境恶化，雅马哈2009年3月19日公布了包括撤出非盈利业务和削减人工费在内的业务改善措施。因不盈利而决定撤出的业务是镁（Mg）成形部件业务和硅（Si）麦克风业务。

镁成形部件此前主要面向数码相机的机壳等生产，不过生产技术难度很大，从生产之初开始一直没有提高成品率。另外，还由于数码相机市场低迷造成订单大幅减少，撤出该业务是万不得已。2007年度的销售额为125亿日元，预计08年度将降至68亿日元。今后，在完成现有客户订单之后，将于09年3月底之前结束生产，并着手出售及废弃生产设备。

硅麦克风经过3年左右的开发和试制后也提供过样品，但在需求地区手机市场低迷的背景下，终端厂商提出的降价要求越来越苛刻，已超出预想，因此该公司决定在推出产品之前放弃该业务。

采用工作分享制（Work Sharing）以避免裁员

该公司将对非盈利业务的相关人员进行重新调配。计划通过对管理人员降薪5％以及控制职员加班等措施，削减总人工费，同时保持现有工作岗位。

雅马哈还打算进一步撤销台湾和英国的钢琴生产基地。该公司表示，通过继07年春季关闭美国基地之后的生产基地重组，今后将根据钢琴需求，在日本、中国及印度尼西亚进行生产。此外，还计划减少设备投资、削减原材料费用以及根据汇率变化调整乐器及视听设备的批发价格等，以争取尽快改善业绩。

智能手机市场进一步推动MEMS传感器销售
——加速计与磁性传感器面临机遇

上网时间：2009-03-24   来源：iSuppli网站机遇与挑战：

2009智能手机出货量继续增长，对于微机电系统(MEMS)传感器制造商来说是好消息
2008年下半年加速计在手机产业呈现爆炸性增长
未来五年，加速计将入驻绝大多数智能手机以及相当一部分多功能手机的印刷电路板(PCB)
2009年将是磁性传感器的丰收年
陀螺仪是另一个重要的传感器领域，但该领域的腾飞可能还需要等待一两年

市场数据：
今年智能手机出货量将比2008年增长11%
在全部手机中，几乎有10%都采用了加速度传感器
iPhone、iPod和任天堂的Wii推动3轴运动传感器成本打破1美元关口
在四年内帮助运动传感器和磁力计的整体出货量突破10亿个

iSuppli公司最近预测，尽管总体手机市场预计下滑，但今年智能手机出货量将比2008年增长11%。这样的预测对于微机电系统(MEMS)传感器制造商来说是求之不得的好消息。惯性传感器已经快速成为这些平台中的标准配置。苹果iPhone和Research in Motion (RIM)的Blackberry Storm等畅销机型，以及三星的Omnia、HTC的Diamond和诺基亚的N95及N96，都采用了这种传感器。

这些手机的共同之处是都采用具有触摸灵敏度的大显示屏，通过运动传感器可以确定画面的显示方向，但运动传感器所支持的功能并非仅限于此。运动传感器就是一个3轴MEMS加速计，也已被低端手机所采用，例如，索爱目前出货的手机中至少有9款包含这样的传感器。

图3所示为iSuppli公司对于2006-2012年全球面向手机的惯性与磁性传感器市场预测。
来源：iSuppli公司，2009年3月

实际上，2008年下半年加速计在手机产业呈现爆炸性增长。在全部手机中，几乎有10%都采用了这种传感器，而一年前该比例只有3%。更多的直觉游戏体验和基本姿态识别功能，极大地增强了手机市场的差异性，如用于拒绝或者接听来电的tap mode，通过摇晃使MP3播放器就可以选择下一首歌曲，以及节电或会议模式等环境感知功能。

未来五年，加速计将入驻绝大多数智能手机以及相当一部分多功能手机的印刷电路板(PCB)。3轴加速计的同质商品化在推动加速计得到普遍采用方面发挥着重要作用，目前支持相对简单功能的8位器件成本已经低于1美元。

科技结出硕果
手机使用加速计并不是新现象。但是，诸多关键产品的推出帮助该市场终于开花结果。iPhone凭借出色的触摸屏和采用加速计而大受欢迎，在触发加速计的手机市场方面功不可没，而且把五年来的科技推动局面转变成了市场拉动。iPhone、iPod和任天堂的Wii，在推动3轴运动传感器成本打破1美元关口方面发挥了巨大作用。

磁力计找到用武之地
如果2008年是加速计的分水岭，那么2009年就将是磁性传感器的丰收年，它将进入越来越多的具备GPS导航电子罗盘功能的高档手机之中。HTC Google G1手机在引领这股潮流，它对于磁性传感器市场的带动作用，可能堪比iPhone对于加速计的意义。

电子罗盘也将整合3轴加速计以补偿倾斜误差，在四年内帮助运动传感器和磁力计的整体出货量突破10亿个。

实际上，导航手机是手机惯性传感器的下一个领域。GPS的应用在增长，iSuppli公司预测，从2010年开始，手机和智能手机将成为导航应用最大平台，超过便携导航设备(PND)和其它类型的导航产品。

这对于组合了加速计的磁性传感器来说是一个巨大机会。这方面的例子有谷歌的G1，诺基亚6210和6710 Navigator。

陀螺仪是另一个重要的传感器领域，但该领域的腾飞可能还需要等待一两年，主要是因为导航级MEMS陀螺仪目前对于手机导航来说仍然过于昂贵。这些器件完善了运动传感器家族，作为用于LBS和室内导航的惯性测量单元的组成部分，被视为最佳解决方案。室内通常收不到GPS信号。最后，在部分手机中已经被用作基本高度计的压力传感器，也可能得到更多手机的采用，提供关于多层建筑及商场的精确高度数据。

Chinese MEMS startup targets silicon microphone
Will bring technology to market throuygh development/production partnerships
EDN Europe, 20 Feb 2009

MEMSensing is a Chinese MEMS startup company that aims to participate in the growing market for MEMS microphones. EDN Europe recently covered the emerging market for MEMS-based microphones and the advantages they bring as they supplant electret (capacitor-based) microphone technologies. Rather that only providing standard parts, MEMSensing is looking for strategic partners, to participate in joint developments that would involve microphone technology at the wafer level and would also include factors critical to performance such as package technology. The company is looking for broader markets for its silicon microphone RD developments, partners could become, MEMSensing says, “capable and competitive silicon microphone suppliers,” perhaps offering second-sources for products already in the market.
MEMSensing is now able to produce ultra-thin silicon microphone chips that measure 1.31.30.3 mm. Next-generation devices will shrink down to 1.01.00.3 mm; packaged devices can be as thin as 1mm. Packaging is a key factor in this field, affecting performamance and frequency response. MEMSensing has developed a low cost, high performance double-side mounted package that users can deploy in “zero height” and “high mount” configurations. By adjusting the acoustic volume – the enclosed air mass in the package, surrounding the MEMS microphone chip itself – the frequency response can cover 100Hz to greater than 15kHz. The company says it has achieved typical performance figures including 1kHz sensitivity of -42dB, 3dB bandwidth of 100-10k Hz , and 59 dB SNR (A-weighted),using commercially-available ASICs. (As noted in the article referenced above, many manufacturers that fabricate MEMS microphone elements pair them with pre-amplifier/signal conditioning chips, that in this context are referred to as the ASIC in the product, from other linear-IC companies.) Using a custom, modified silicon microphone chip and an advanced ASIC MEMSensing says it has achieved wide frequency response of 50-20 kHz, A-weighted SNR of 62dB at -42dB sensitivity.
The company says it will supply product at wafer level, or include package technology, or could even transfer silicon microphone wafer fabrication technology to a partner company. However, it says that such relationships will be restricted to transfer of package technology to a limited number of customers and transfer of the silicon microphone wafer fabrication technology to only one customer. Future developments could include features such as high sensitivity, high SNR, wide frequency response, ultra small package, and new package technology: there is also the possibility of a monolithic microphone with integrated amplifier, and also work with “post-CMOS” materials technology.