微机械加工的分类及产品应用

　　微机械加工是MEMS以及微光机电系统的关键技术。微机械加工可分为体微机械加工和表面微机械加工两种类型。体微加工技术是指利用蚀刻工艺对块状硅进行准三维机构的微加工，分为蚀刻和停止蚀刻两项关键技术。表面加工技术不蚀刻掉大部分的硅材料，而是在硅片上采用不同的蚀刻和薄膜淀积方法，在硅表面上形成较薄的结构。蚀刻技术的主要代表为牺牲层技术（表面微机械加工以硅片微基体，通过多层膜淀积和图形加工制备三维微机械结构。硅片本身不被加工，器件的结构部分由淀积的薄膜层加工而成，结构与基体之间的空隙应用牺牲层技术）。主要薄膜淀积技术有蒸镀、溅射、化学气相淀积等，主要蚀刻方法是选择性湿法蚀刻和干法等离子蚀刻。

　　全球共有250家MEMS器件生产企业，产品主要用于满足自身终端消费电子产品的需要。MEMS应用领域非常广泛，单个细分市场规模很窄，一家公司以几亿美元规模就能占据1至2个产品龙头地位。例如，德州仪器占据DLP市场，惠普占据打印机喷墨头市场，安华高科技占据滤波器市场，ADI、ST、飞思卡尔和美新占据加速度计市场，楼氏占据麦克风市场。为了降低成本、垄断市场，国际大公司都加大了8英寸MEMS生产线的建设。意法半导体2006年将MEMS生产线升级到8英寸，欧姆龙、飞思卡尔也开始筹建8英寸生产线。

　　国内MEMS加工产业还处于导入期，北京青鸟元芯及无锡美新半导体占据领先地位。青鸟元芯依托北京大学微电子研究院，成为国内第一家批量生产MEMS微型传感器的高新技术企业，月产MEMS传感器达10万只。无锡美新半导体是全球第一家使用标准CMOS工艺、单芯片上集成混合信号处理的热对流MEMS惯性传感器公司；设计生产能力为1500万片/月，加速计产品500万片/月，在无锡第二家CMOS-MEMS工厂已经投产，每月可生产1000万个加速计。但不可否认，国内MEMS制造商的平均生产能力较弱，多数仍采用4到 5英寸的中低端生产线。青鸟元芯就是利用早期从福特公司买来一条二手生产线制造MEMS传感器。

　　无锡近邻苏州有昆山传感器产业基地。该基地作为我国唯一生产传感器的国家级产业基地，形成了以自主知识产权的硅压阻式MEMS传感器和变送器为核心的产业链，拥有总投资18亿元的30家传感器生产企业。国内MEMS压力传感器的龙头企业—双桥测控传感器有限公司与敏芯（苏州）微电子企业都名列其中。

　　名词解释：MEMS

　　MEMS是微机电系统（Micro-Electro-Mechanical Systems）的英文缩写。MEMS是美国的叫法，在日本被称为微机械，在欧洲被称为微系统，它是指可批量制作的，集微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路、直至接口、通信和电源等于一体的微型器件或系统。MEMS是随着半导体集成电路微细加工技术和超精密机械加工技术的发展而发展起来的，目前MEMS加工技术还被广泛应用于微流控芯片与合成生物学等领域，从而进行生物化学等实验室技术流程的芯片集成化。

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