声学MEMS和传感器培训课程
2018-10-22 19:30:07   来源:麦姆斯咨询   评论:0   点击:

麦姆斯咨询开设《声学MEMS和传感器培训课程》,内容涵盖:MEMS麦克风和微型扬声器的设计、制造、封装、测试和专利的详细分析和讲解,以及压电式声学MEMS器件——水听器的工作原理、设计、封装、测试以及应用案例。同时,讲师将结合MEMS麦克风典型应用(如智能音箱、耳机)。

主办单位:麦姆斯咨询

协办单位:华强电子网

一、课程简介

与传统的驻极体电容器麦克风(ECM)相比,MEMS麦克风具有尺寸小、耗电低、耐高温、高抗震等优势。自从MEMS麦克风首次亮相以来,该市场一直保持高增长态势。全球庞大的智能手机出货量成为加速MEMS麦克风市场飙升的“第一大功臣”。因为几乎每部智能手机中都至少使用一颗MEMS麦克风,一些高端智能手机甚至使用四颗麦克风。近年来,随着亚马逊推出智能音箱Echo系列产品之后,正式引爆智慧语音市场,谷歌、京东及阿里巴巴相继推出以自家语音助理打造的智能音箱,苹果也推出以语音助理Siri打造的智能音箱Home Pod。一台智能音箱的MEMS麦克风搭载量几乎都在六颗以上,甚至八颗MEMS麦克风。智能音箱成为MEMS麦克风市场再次出现井喷之势的“第二大功臣”。

MEMS麦克风

观察全球麦克风出货量的变化趋势,2015年MEMS麦克风以约38亿颗的数量首次超越ECM的34亿颗,且与ECM出货量的差距继续拉大。据Yole报告显示,2017年MEMS麦克风的市场规模为10亿美元,到2022年将达到14亿美元,未来五年的复合年增长率为11%。2022年MEMS麦克风的出货量将超过80亿颗。

2005~2022年全球麦克风市场发展情况,MEMS麦克风占比逐年提高

2005~2022年全球麦克风市场发展情况,MEMS麦克风占比逐年提高
来源:《声学MEMS和音频解决方案-2017版》

目前的MEMS麦克风技术仍由电容式主导,但新进入者,如Vesper推出压电式(AlN)MEMS麦克风,智动全球(GlobalMEMS)推出压电式(PZT)MEMS麦克风,这些创新的麦克风能够经受水、尘和颗粒物污染,为智能手机、可穿戴、物联网设备提供极高的性能和丰富的声学体验。

MEMS麦克风的电容随声波的幅度而变化

MEMS麦克风的电容随声波的幅度而变化

电容式MEMS麦克风的横截面

电容式MEMS麦克风的横截面

MEMS麦克风市场的火爆,引发了MEMS麦克风厂商之间的专利“战争”。中国歌尔股份(Goertek)和美国楼氏电子(Knowles)中美两大巨头长达近两年的专利纠纷受到公众的关注。虽然最终达成全球性和解,但MEMS麦克风产业的企业家都达成了共识——伴随着中国企业在全球贸易分工上担任越来越重要的角色,与国外公司的知识产权纠纷也会越来越多,专利侵权诉讼已成为高新技术企业竞争的一种常用手段。如何利用专利武器保护自身权益也成为MEMS麦克风企业做大做强的必修课。

麦姆斯咨询特开设《声学MEMS和传感器培训课程》,内容涵盖:(1)MEMS麦克风的版图设计,MEMS麦克风、微型扬声器和麦克风阵列的声学物理仿真分析;(2)针对电容式MEMS麦克风设计、制造、封装、测试和专利的详细分析和讲解;(3)MEMS麦克风ASIC的设计、制造、案例分析等;(4)压电式声学MEMS器件——水听器的工作原理、设计、封装、测试以及应用案例。同时,讲师将结合MEMS麦克风典型应用(如智能音箱、耳机等)进行梳理和讲解,采用启发性思维的模式,通过产线参观,让学员对声学MEMS和传感器有全面深入的认知。

二、培训对象

本课程主要面向声学MEMS和传感器相关企业(包括设计公司、晶圆代工厂、封装和测试厂、模组及应用厂商、半导体设备及原材料供应商)的技术人员和管理人员、高校师生,同时也欢迎其他希望了解声学MEMS和传感器技术产业和应用的非技术背景人员参加,如销售和市场人员、投融资机构人员、政府管理人员等。

三、培训时间

2018年12月13日全天、12月14日全天、12月15日全天,共计3天。

授课结束后,为学员颁发麦姆斯咨询的结业证书。

参加培训的2019届高校应届毕业生将有机会获得由麦姆斯咨询安排的苏州敏芯微电子技术股份有限公司“面试绿色通道”。

四、培训地点

苏州工业园区纳米城

五、课程内容

课程一:声学MEMS设计工具Tanner软件及应用

讲师:Mentor Graphics MEMS及物联网周边器件负责人 陈昇祐

Mentor Graphics是电子设计自动化(EDA)技术的领导供应商,提供完整的软件和硬件设计解决方案,是全球三大EDA供应商之一。在MEMS领域,Mentor Graphics已成功与Knowles、Vesper等著名MEMS麦克风厂商合作电容式MEMS麦克风和压电式MEMS麦克风。

本次课程将分享Mentor Graphics的主要EDA设计工具Tanner在声学MEMS设计商的使用案例及经验。

课程大纲:

(1)MEMS麦克风的物理版图设计(以Knowles为例):MEMS麦克风设计考虑、L-Edit MEMS的特点、应用L-Edit MEMS快速完成MEMS麦克风设计等;

(2)机械-静电耦合力分析与仿真流程(实例演示):2D 物理版图设计、3D 器件形成、结合有限元分析工具进行全流程分析与仿真。

课程二:声学MEMS和传感器有限元设计软件COMSOL Multiphysics及其应用

讲师:COMSOL中国 应用工程师 钟振红

电声设备(包括扬声器、耳机、麦克风和助听器)常常涉及电磁、结构和声学等多个物理场,需要在同一环境下综合实现力学、声学和电气学等多个物理场的仿真。COMSOL Multiphysics作为一款优秀的多物理场仿真软件,能在一个平台上统一地对力学、声学和电磁学做多物理场耦合仿真,在电声行业内有广泛的应用和庞大的客户群。

本课程将通过理论结合案例讲解,并带领学员实际操作软件,学习如何使用COMSOL Multiphysics仿真电声器件并得到相应结果。

课程大纲:

(1)MEMS麦克风的多物理场有限元分析设计:结合上一课程Mentor提供的电容式MEMS麦克风版图进行仿真实例的讲解,以及压电式MEMS麦克风版图进行仿真实例的讲解;

(2)COMSOL电声多物理场耦合解决方案展示:电磁、结构以及声学性能仿真;

(3)COMSOL智能设备电声仿真应用:扬声器阵列、麦克风阵列的声学仿真分析。

课程三:电容式MEMS麦克风设计及封测

讲师:苏州敏芯微电子技术股份有限公司 总经理 李刚

麦克风是把声学信号转换为电信号以供助听器音频信号链处理的传感器。有许多技术可用于这种声电转换,但电容式麦克风是其中尺寸最小、精度最高的一类麦克风。电容式麦克风中的薄膜随着声学信号而运动,这种运动引起电容变化,进而产生电信号。MEMS技术是电容式麦克风变革的中坚力量,为麦克风的技术进步贡献颇多,包括超小型制造结构、出色的稳定性和可重复性、低功耗,以及智能化等。

本课程将从麦克风的发展历程、分类和原理谈起,深入讲解电容式MEMS麦克风工作原理、设计、封装、测试以及应用案例。

课程大纲:

(1)麦克风发展历程;

(2)麦克风分类和原理;

(3)MEMS麦克风产业链及主要厂商;

(4)电容式MEMS麦克风工作原理;

(5)电容式MEMS麦克风设计;

(6)电容式MEMS麦克风封装;

(7)电容式MEMS麦克风测试;

(8)MEMS麦克风应用案例分析,如智能手机和智能音箱。

课程四:电容式MEMS麦克风制造工艺及产线参观

讲师:苏州MEMS中试平台 技术总监 马清杰

电容式MEMS麦克风包含一张灵活悬浮的薄膜,它可在一个固定背板之上自由移动,并且所有结构均在一片硅晶圆上制造。这种硅基结构的制造工程有哪些特殊工艺?如何解决和处理电容式MEMS麦克风制造工艺的常见问题?我们如何从其他MEMS传感器工艺中借鉴灵感?

本课程从MEMS制造工艺基础知识讲起,对电容式MEMS麦克风制造工艺流程、重难点剖析、常见问题及解决方案进行详细讲解,并启发性地讲解其他典型MEMS产品制造流程。理论知识学习后,将带领学员参观苏州MEMS中试平台。

课程大纲:

(1)MEMS制造工艺基础知识:光刻、薄膜沉积、刻蚀、掺杂、氧化、扩散、注入、深硅刻蚀、双面光刻、键合、释放工艺、磁控溅射等;

(2)电容式MEMS麦克风制造工艺流程讲解;

(3)电容式MEMS麦克风制造过程的重难点剖析;

(4)电容式MEMS麦克风制造常见问题及解决方案;

(5)其它典型MEMS产品制造工艺流程讲解(启发性思维)。

(6)苏州MEMS中试平台:讲解产线的MEMS制造机台、工艺能力、主要产品和应用;在参观走廊学习MEMS制造产线相关知识。

课程五:新兴声学传感器技术——水听器(水下麦克风)

讲师:新加坡微电子研究所(IME) 前研究员 徐景辉

水听器即水下麦克风,是把水下声信号转换为电信号的换能器。基于的MEMS技术的水听器具有小型化、低功耗、低成本、易成阵、无源、噪音低等优点,对于海洋勘探、航道监测、管网监测、水下导航等大规模民用领域具有重要意义。

本课程将从水听器的发展历程、分类和原理谈起,分析MEMS水听器的产业链分布、工作原理、设计、封装、测试以及应用案例。

课程大纲:

(1)水听器发展历程;

(2)水听器分类及原理;

(3)MEMS水听器产业链及主要厂商;

(4)MEMS水听器工作原理;

(5)MEMS水听器设计、制造、封装和测试的主要问题和解决方法;

(6)水听器应用案例详解。

课程六:MEMS麦克风ASIC设计及制造

讲师:苏州芯仪微电子科技有限公司 总经理 朱潇挺

通常MEMS麦克风内包含两颗芯片:MEMS芯片和ASIC芯片,两颗芯片被封装在一起。ASIC芯片用于检测MEMS芯片的电容变化,并将其转换为可用的电信号,功能模块包括小信号放大、模数转换、温度补偿、滤波、存储单元、数字接口等。MEMS芯片和ASIC芯片的完美配合是实现最佳性能MEMS麦克风的关键要素。

本课程将从传感器ASIC设计原理入手,重点讲解电容式MEMS麦克风ASIC设计和制造工艺,并结合产业链的情况探讨智能MEMS麦克风的实现。

课程大纲:

(1)传感器ASIC设计介绍及需求分析;

(2)MEMS麦克风ASIC设计流程及要点;

(3)MEMS麦克风ASIC制造工艺;

(4)几款MEMS麦克风ASIC对比;

(5)MEMS麦克风ASIC产业链及主要厂商;

(6)智能MEMS麦克风实现探讨;

(7)其它典型传感器ASIC设计讲解(启发性思维)。

课程七: MEMS麦克风专利分析

讲师:智慧芽信息科技(苏州)有限公司 知识产权(专利) 咨询顾问 张永强

随着MEMS技术的快速发展,越来越多的中国企业在这一领域取得了阶段性技术突破,伴随着中国企业壮大和发展,与国外龙头企业的知识产权纠纷也会越来越多,专利侵权诉讼已成为高新技术企业竞争的一种常用手段。特别是在中美贸易摩擦高频化的当下,中国企业应该学习借鉴如何更好地利用专利武器保护自身的权益。

本课程以MEMS麦克风为例,从MEMS麦克风的基本原理开始讨论,以技术的视角,分析并讨论MEMS麦克风领域的宏观、中观和微观的专利信息情报在技术开发过程中的实际运用,通过具体案例分析介绍不同竞争对手的技术特点。梳理近年来MEMS麦克风领域的专利诉讼案件的发展态势,介绍专利侵权判定具体方法与流程,通过对具体的MEMS麦克风专利诉讼案例详细分析,提出专利侵权规避的方法和技巧。

课程大纲:

(1)MEMS麦克风基本原理介绍;

(2)MEMS麦克风专利情报运用与案例分析;

(3)MEMS麦克风专利侵权判定方法;

(4)MEMS麦克风专利诉讼案例分析;

(5)专利侵权规避的方法与技巧。

六、师资介绍

陈昇祐,毕业于清华大学电机工程学系,拥有18年半导体行业经验。2000年硕士毕业后任职于台湾积体电路制造公司(TSMC),为21项国内外半导体器件已公告专利的唯一或主要发明人,2011年加入明导电子科技(Mentor, A Siemens Business),目前在IC设计方案事业部(IC Design Solutions Division)负责MEMS、物联网周边器件、硅光芯片(Silicon Photonics)方面与全球各大晶圆厂的合作。营运的团队专注于整合 MEMS、模拟、数字、射频的设计平台与PDK支持解决物联网周边器件的设计难题,包含系统级设计方法实现MEMS器件模型和结构表征,从而使之与IC设计流程兼容并提供与典型分析工具相媲美的仿真精度和速度。

钟振红,COMSOL中国应用工程师。毕业于复旦大学力学系理论与应用力学专业,长期负责 COMSOL MEMS及声学行业的技术支持和客户咨询,拥有八年以上COMSOL仿真经验。研究内容主要涉及声学、结构、AC/DC、MEMS以及光学等领域。

李刚,博士,集成微型硅麦克风post-CMOS集成工艺的发明者,有着二十年超净间的丰富工作经验,熟悉 CMOS 工艺和 MEMS 工艺。他曾先后获得电子科技大学微电子专业学士学位、北京大学“微米/纳米加工技术国家重点实验室”MEMS专业硕士和香港科技大学MEMS专业的博士学位。他于2007年10月成立苏州敏芯微电子技术股份有限公司并担任总经理,历经11年,目前公司MEMS麦克风产品已经占据了国内智能音箱五成的市场份额。

马清杰,硕士,苏州工业园区纳米产业技术研究院有限公司微纳分公司技术总监。专注于MEMS压阻压力传感器、VOx非制冷红外探测器等器件和MEMS工艺集成技术创新和工程化工作。至今从事MEMS器件研发及MEMS整合工艺研发8年,成功开发并量产多个MEMS产品,积累了大量MEMS器件研发及量产经验。曾经作为项目负责人,先后主持中国航空工业集团MEMS高温压力传感器研发及产业化项目以及国家发改委高端MEMS传感器产业化项目。在从事MEMS行业之前,一致从事集成电路器件及整合工艺开发工作,对半导体芯片制造工艺及器件有非常深刻的理解。申请国家发明专利超过30项,其中已授权超过20项。

徐景辉,博士,2009年毕业于中国西北工业大学空天微纳系统教育部重点实验室,获得微机电系统及纳米技术专业博士学位。2009-2010年在德国弗莱堡大学微系统工程系(IMTEK)从事博士后研究,从事基于分子动力学的微流体器件的建模与仿真工作。2010年9月加入新加坡微电子研究院,主要从事基于压电AlN(氮化铝)平台的声学(水声/麦克风/超声)、振动 (RF MEMS谐振器/振荡器)及加速度计等工业物联网传感器系统研发与产业化。作为声学与振荡MEMS组长,带领约12人的研发团队(包括器件设计、电路设计、工艺集成及封装),获得来自新加坡科技局、跨国公司、新加坡环境署、新加坡国防部等单位共计10余个项目总计约600万新币资助。其中水声传感器项目获得国际石油勘探巨头连续6年共4个项目的滚动支持,相关研发成果已转入小规模量产。过去10年间,累计申请并获授权中国专利13项;国际专利5项,已授权3项,完成专利技术转让2次。以第一作者或通讯作者在国际著名学术期刊或会议发表论文超过20篇。研发成果先后获得国家技术发明二等奖、新加坡科技局先进团队奖、MIT TR35亚太区前10等奖项。

朱潇挺,硕士,苏州芯仪微电子科技有限公司总经理。 本科毕业于华东师范大学微电子与固体电子学专业,硕士毕业于复旦大学微电子与固体电子学专业。曾供职于亚德诺半导体技术有限公司(Analog Devices Inc.)。拥有在音频、传感器接口电路等混合信号集成电路的设计、流片及量产拥有10年的工作经验。

张永强,电子科技大学硕士,Patsnap知识产权(专利)咨询顾问。曾任职于英飞凌科技(苏州)有限公司和楼氏电子(苏州)有限公司,10年半导体集成电路和MEMS行业经验,在IC和MEMS传感器领域有深厚的技术和管理积累,发表技术论文近10篇。在楼氏电子工作期间,作为公司诉讼代理人,与国内顶级3家律师事务所合作处理与歌尔股份的专利侵权诉讼案,全程参与法庭庭审和答辩,为案件最终和解做出重要贡献。同时获取国家专利代理人资格,在半导体和MEMS技术领域和知识产权领域有着丰富的理论和实战经验。

七、培训费用和报名方式咨询

请发送电子邮件至PengLin@MEMSConsulting.com或GuoLei@MEMSConsulting.com,邮件题目格式为:报名+声学MEMS和传感器培训+单位名称+人数。

麦姆斯咨询

联系人:彭琳
电话:17368357393
E-mail:PengLin@MEMSConsulting.com

联系人:郭蕾
电话:13914101112
E-mail:GuoLei@MEMSConsulting.com

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