中国MEMS产业化面临的机遇与挑战
2012-01-31 19:24:19   来源：微迷   评论：0   点击：

作者：张乐平、陈晓萍

微机电系统(MEMS)是指可批量生产的，集微传感器、微执行器、微结构、微机械、信号处理和控制电路、通信接口和电源等部件于一体的能完成特定功能的微系统。 MEMS是多学科交叉的前沿研究领域，它涉及微电子技术、机械技术、材料科学与技术、自动控制技术、生物技术、物理与化学等学科与技术。

MEMS产业化的意义

MEMS的产业化发展将极大地促进各类产品的微型化、集成化、便携化，成数量级地提高器件与系统的功能密度、信息密度与互连密度，大幅度地节能、节材。目前可以预见MEMS的应用领域包括汽车、航空航天、信息通信、生物化学、医疗、自动控制、消费品及国防。 MEMS技术引起了世界各国科学界、产业部门和政府部门的高度重视，被列入各国高技术发展规划，已经成为当今科技热点之一。 MEMS的出现，对于世界各国都是一次重大的历史机遇。 MEMS产业化的发展正在引发一场新的产业革命。

中国MEMS产业SWOT分析

Strength 优势

1．中国MEMS研发机构具备了相当的规模

中国的MEMS研究始于1989年，在国家"八五"、"九五"计划期间，得到了国家自然科学基金委员会、科技部、教育部、中国科学院和总装备部的积极支持。目前国内不同层次的MEMS实验室共有100多个。

2．中国MEMS研究的内容丰富、领域广泛

中国MEMS研究的内容分为微系统、微器件、微工艺、微测试和MEMS基础理论五大块。尤其是微器件研究领域非常活跃，内容涉及： 1) 微驱动器、微执行器：微弹簧、探针、梁、静电 /压电微执行器、电磁、微泵、微阀、微喷嘴、微夹钳、微齿轮减速器、微连杆机构、微谐振器、微麦克风；2) 微传感器：物理量－压力传感器、加速度传感器、热敏、湿敏、磁敏、声表面波、光学、光电、流量、风速；化学量 -气体、生化、鲜度；3) 微波器件：波分复用器、开关、天线；4) 光通讯器件：光开关。

3．培养了一大批MEMS专业人才

国内众多的大学实验室和研究所都开设了MEMS专业，培养了一大批的研究人才。这批人MEMS理论基础扎实，有一定的流片经验。一旦产业化时机成熟，其中的很多人会成为MEMS领域的产业化领路人和技术骨干。近几年IC产业的迅猛发展，也为MEMS产业化提供了生产管理、工程技术、质量管理、市场经销、物流保障等方面的后备人力资源。

4．中国MEMS产业化的地区成本优势依然明显

尽管MEMS行业整体利润率很高，但追求利润最大化是企业永恒的使命。中国相对便宜的人工、研发、能源、物流、营销等方面的成本，给MEMS产业化的成功提供了较之欧美日本更为有利的比较优势。

5．相关配套产业的迅猛发展为MEMS提供了有力支持

过去的10年左右，一大批晶圆代工厂和封装测试厂在国内崛起，国外MEMS相关的设计软件、设备、材料厂商也相继在中国设立了代表处和工厂，这些都为中国MEMS产业的发展提供了强有力的代工服务、技术支持和信息共享。另外中国本土的设备材料企业也在迅速成长，其成本优势力也不容忽视。

Weakness 劣势

1．MEMS基础理论研究还有待提高

国内MEMS的研究偏重于微器件和微系统的开发，对于基础理论的研究没有给予足够的重视，如微摩擦学、微机械学、微运动学、微动力学、微传热学、静电力学、仿真、CAD、优化、可靠性等基础理论的研究还很不够。另外，微电子技术的不断发展，也在不断要求MEMS基础理论的与时俱进。

2．很多MEMS工艺技术停留在理论层面，缺乏实践经验

由于国内大部分的MEMS实验室装备达不到中试水平，试验条件离产业化有很大的距离，所研制的器件大部分也达不到量产的要求。很多所谓的工艺技术，还停留在理论层面上，还无法检验其量产的可行性。实验室研究人员的工程概念也还亟待提高，不惜成本换来的研发成果，是无法实现产业化的。

3．复合人才还有待开发

MEMS共享IC平台的新趋势，对人才提出了MEMS+IC复合型的要求。随着MEMS器件应用领域的扩大和制造技术的发展，学科的交叉程度日趋复杂，要求MEMS人才在各个学科和技术上都有深入的研究，并在系统整合上有所突破。

4．政策上对产业化的支持力度还不够

尽管政府已经在加大对MEMS研发的投入，但针对产业化企业的具体措施还很少。目前为数不多的几家成功实现产业化的企业，所享受的优惠政策较之几年前对政府半导体产业的扶持，还是小巫见大巫。

Opportunity 机遇

1．MEMS市场需求巨大，国产化要求强烈

根据法国YOLE的市场报告显示，2005年全球MEMS器件市场为53亿美元， 2010年增长到 98.6 亿美元，年复合增长率为 13 ％。而加速度计、光MEMS器件、RF MEMS和硅麦克风的复合增长率则分别为17 ％、20％、 26 ％和44 ％。中国在汽车、石油、环境、医疗、生化等领域，对MEMS的需求强劲，增长迅速，有着巨大的市场潜力。[1]

2．4-6寸IC生产线的逐渐淘汰，为MEMS提供了舞台

随着8寸、12寸生产线成为国内半导体主流生产线，4-6寸半导体生产线的生存空间有限，面临着被淘汰或者转型的选择。4-6寸产能闲置、利润偏低的现状与MEMS产量小、利润高的特点形成了强大的互补。利用MEMS来填充IC产能、提高利润率的做法，是眼下4-6寸IC生产线的最佳转型方向。

3．大批海归MEMS专业人才带动了产业化的进程

目前有一大批MEMS海归人员，正在筹划推动国内MEMS的产业化项目。这些海归专家，大都在国外MEMS公司有过研发、设计、生产、融资、营销等方面的丰富实战经验，很多人还拥有多项专利技术，对市场趋势把握得十分透彻。

Threat 威胁

1．多个竞争力量同时瞄准某一个MEMS项目，结果僧多粥少

MEMS技术具有专用性，不同的器件对应的工艺技术差异很大，工艺兼容性差。不同器件的细分市场也相对对立。 MEMS项目的初期投资在几百美金。只有几亿人民币以上的市场容量，才能支撑几家企业的竞争空间。一旦过多的竞争力量进入同一个市场，竞争的最后结果是十分惨烈的――利润下降，产能闲置，资金链断裂，淘汰出局。

2．知识产权保护

由于IC平台的共享，很多MEMS企业会采取Fabless模式或Semi-Fabless模式，利用代工来完成产品的制造。目前知识产权的保护，大多还是依靠代工厂的声誉来保证的。一旦代工厂有意进入MEMS产业以填充产能、提高利润，知识产权就很难得到实质性的保护。另外，国内新生的MEMS企业，由于历史和人员上的渊源关系，本身也容易遭遇国外MEMS公司在知识产权方面的追打，一旦卷入昂贵而复杂的诉讼程序，许多新生企业很容易被扼杀在摇篮里。因此，知识产权的保护成为MEMS行业亟待解决的问题。

3．融资渠道有限

资金链在MEMS企业运营中起着举足轻重的作用。由于政府在投资政策上对MEMS产业缺乏足够的支持，MEMS融资渠道主要集中在风险投资上。风险投资资金的质量也影响着MEMS企业的生存和发展战略。

总而言之，MEMS的市场潜力巨大，前景非常看好。相信随着中国在政策支持、工艺研发、融资渠道、生产管理、投入产出等方面的不断努力，MEMS产业化的春天很快就会到来。

参考文献：

[1] 刘文平.国内半导体产业：你看到MEMS的机遇了吗？半导体制造, 2007(1):52～53