智能手機(jī)迎5G換機(jī)潮,傳感器及RFMEMS用量逐年提升。一方面,5G加速滲透,拉動(dòng)智能手機(jī)市場(chǎng)恢復(fù)增長(zhǎng):今年10月份國(guó)內(nèi)5G手機(jī)出貨量占比已達(dá)64%;智能手機(jī)整體出貨量方面,在5G的帶動(dòng)下,根據(jù)IDC今年的預(yù)測(cè),2021年智能手機(jī)出貨量相比2020年將增長(zhǎng)11.6%,2020-2024年CAGR達(dá)5.2%。另一方面,單機(jī)傳感器和RFMEMS用量不斷提升,以iPhone為例,2007年的iPhone2G到2020年的iPhone12,手機(jī)智能化程度不斷升,功能不斷豐富,指紋識(shí)別、3Dtouch、ToF、麥克風(fēng)組合、深度感知(LiDAR)等功能的加入,使得傳感器數(shù)量(包含非MEMS傳感器)由當(dāng)初的5個(gè)增加為原來的4倍至20個(gè)以上;5G升級(jí)帶來的頻段增加也有望明顯提升單機(jī)RF MEMS價(jià)值量。超聲影像 SoC 芯片采用 0.18mm 高壓 SOI 工藝,發(fā)射與開關(guān)復(fù)用設(shè)計(jì)節(jié)省面積并提升性能。個(gè)性化MEMS微納米加工之聲表面波器件定制
MEMS具有以下幾個(gè)基本特點(diǎn),微型化、智能化、多功能、高集成度和適于大批量生產(chǎn)。MEMS技術(shù)的目標(biāo)是通過系統(tǒng)的微型化、集成化來探索具有新原理、新功能的元件和系統(tǒng)。 MEMS技術(shù)是一種典型的多學(xué)科交叉的前沿性研究領(lǐng)域,幾乎涉及到自然及工程科學(xué)的所有領(lǐng)域,如電子技術(shù)、機(jī)械技術(shù)、物理學(xué)、化學(xué)、生物醫(yī)學(xué)、材料科學(xué)、能源科學(xué)等。MEMS是一個(gè)單獨(dú)的智能系統(tǒng),可大批量生產(chǎn),其系統(tǒng)尺寸在幾毫米乃至更小,其內(nèi)部結(jié)構(gòu)一般在微米甚至納米量級(jí)。例如,常見的MEMS產(chǎn)品尺寸一般都在3mm×3mm×1.5mm,甚至更小。微機(jī)電系統(tǒng)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)和更高級(jí)別的系統(tǒng)方面將有著廣泛的應(yīng)用前景。主要民用領(lǐng)域是電子、醫(yī)學(xué)、工業(yè)、汽車和航空航天系統(tǒng)。中國(guó)臺(tái)灣MEMS微納米加工之聲表面波器件加工磁傳感器和MEMS磁傳感器有什么區(qū)別?
MEMS四種刻蝕工藝的不同需求:
1.體硅刻蝕:一些塊體蝕刻些微機(jī)電組件制造過程中需要蝕刻挖除較大量的Si基材,如壓力傳感器即為一例,即通過蝕刻硅襯底背面形成深的孔洞,但未蝕穿正面,在正面形成一層薄膜。還有其他組件需蝕穿晶圓,不是完全蝕透晶背而是直到停在晶背的鍍層上?;贐osch工藝的一項(xiàng)特點(diǎn),當(dāng)要維持一個(gè)近乎于垂直且平滑的側(cè)壁輪廓時(shí),是很難獲得高蝕刻率的。因此通常為達(dá)到很高的蝕刻率,一般避免不了伴隨產(chǎn)生具有輕微傾斜角度的側(cè)壁輪廓。不過當(dāng)采用這類塊體蝕刻時(shí),工藝中很少需要垂直的側(cè)壁。
2.準(zhǔn)確刻蝕:精確蝕刻精確蝕刻工藝是專門為體積較小、垂直度和側(cè)壁輪廓平滑性上升為關(guān)鍵因素的組件而設(shè)計(jì)的。就微機(jī)電組件而言,需要該方法的組件包括微光機(jī)電系統(tǒng)及浮雕印模等。一般說來,此類特性要求,蝕刻率的均勻度控制是遠(yuǎn)比蝕刻率重要得多。由于蝕刻劑在蝕刻反應(yīng)區(qū)附近消耗率高,引發(fā)蝕刻劑密度相對(duì)降低,而在晶圓邊緣蝕刻率會(huì)相應(yīng)地增加,整片晶圓上的均勻度問題應(yīng)運(yùn)而生。上述問題可憑借對(duì)等離子或離子轟擊的分布圖予以校正,從而達(dá)到均鐘刻的目的。
神經(jīng)電子芯片的MEMS微納加工技術(shù)與臨床應(yīng)用:神經(jīng)電子芯片作為植入式醫(yī)療設(shè)備的**組件,對(duì)微型化、生物相容性及功能集成度提出了極高要求。公司依托0.35/0.18μm高壓工藝,成功開發(fā)多通道神經(jīng)電刺激SoC芯片,可實(shí)現(xiàn)無線充電與通訊功能,將控制信號(hào)轉(zhuǎn)化為精細(xì)電刺激脈沖,用于神經(jīng)感知、調(diào)控及阻斷。以128像素視網(wǎng)膜假體芯片為例,通過MEMS薄膜沉積技術(shù)在硅基基板上制備高密度電極陣列,單個(gè)電極尺寸*50μm×50μm,間距100μm,確保對(duì)視網(wǎng)膜神經(jīng)細(xì)胞的靶向刺激。芯片表面采用聚酰亞胺(PI)與氮化硅復(fù)合涂層,經(jīng)120℃高溫固化處理后,涂層厚度控制在5-8μm,有效抑制蛋白吸附與炎癥反應(yīng),植入體壽命可達(dá)5年以上。目前該芯片已批量交付,由母公司中科先見推進(jìn)至臨床前動(dòng)物實(shí)驗(yàn)階段,針對(duì)視網(wǎng)膜退行***變患者,可重建0.1-0.3的視力,為盲人復(fù)明提供了突破性解決方案。該技術(shù)突破了傳統(tǒng)植入設(shè)備的體積限制,芯片整體厚度<200μm,兼容微創(chuàng)植入手術(shù),推動(dòng)神經(jīng)調(diào)控技術(shù)向精細(xì)化、長(zhǎng)期化發(fā)展。高壓 SOI 工藝實(shí)現(xiàn)芯片內(nèi)高壓驅(qū)動(dòng)與低壓控制集成,耐壓超 200V 并降低寄生電容 40%。
在MEMS微納加工領(lǐng)域,公司通過“材料創(chuàng)新+工藝突破”雙輪驅(qū)動(dòng),為醫(yī)療健康、生物傳感等場(chǎng)景提供高精度、定制化的微納器件解決方案。公司依托逾700平米的6英寸MEMS產(chǎn)線,可加工玻璃、硅片、PDMS、硬質(zhì)塑料等多種基材的微納結(jié)構(gòu),覆蓋從納米級(jí)(0.5-5μm)到百微米級(jí)(10-100μm)的尺度需求。其**技術(shù)包括深硅刻蝕、親疏水改性、多重轉(zhuǎn)印工藝等,能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜三維微流道、高深寬比微孔陣列及柔性電極的精密成型,滿足腦機(jī)接口、類***電生理研究、微針給藥等前沿醫(yī)療應(yīng)用的嚴(yán)苛要求。深反應(yīng)離子刻蝕是 MEMS 微納米加工中常用的刻蝕工藝,可用于制造高深寬比的微結(jié)構(gòu)。發(fā)展MEMS微納米加工之PI柔性器件
柔性電極表面改性技術(shù)通過 PEG 復(fù)合涂層,降低蛋白吸附 90% 并提升體內(nèi)植入生物相容性。個(gè)性化MEMS微納米加工之聲表面波器件定制
MEMS微納加工的產(chǎn)業(yè)化能力與技術(shù)儲(chǔ)備:公司在MEMS微納加工領(lǐng)域構(gòu)建了完整的技術(shù)體系與產(chǎn)業(yè)化能力,涵蓋從設(shè)計(jì)仿真(使用COMSOL、Lumerical等軟件)到工藝開發(fā)(10+種主流加工工藝)、批量生產(chǎn)(萬級(jí)潔凈車間,月產(chǎn)能50,000片)的全鏈條服務(wù)。技術(shù)儲(chǔ)備方面,持續(xù)投入下一代微納加工技術(shù),包括:①納米壓印技術(shù)實(shí)現(xiàn)10nm級(jí)結(jié)構(gòu)復(fù)制,支持單分子測(cè)序芯片開發(fā);②激光誘導(dǎo)正向轉(zhuǎn)移(LIFT)技術(shù)實(shí)現(xiàn)金屬電極的無掩膜直寫,加工速度提升5倍;③可降解聚合物加工工藝,開發(fā)聚乳酸基微流控芯片,適用于體內(nèi)短期植入檢測(cè)。在設(shè)備端,引進(jìn)了電子束曝光機(jī)(分辨率5nm)、電感耦合等離子體刻蝕機(jī)(ICP,刻蝕速率20μm/min)、全自動(dòng)鍵合機(jī)(對(duì)準(zhǔn)精度±1μm)等裝備,構(gòu)建了快速打樣與規(guī)模生產(chǎn)的柔性制造平臺(tái)。未來,公司將聚焦“微納加工+生物傳感+智能集成”的戰(zhàn)略方向,推動(dòng)MEMS技術(shù)在精細(xì)醫(yī)療、環(huán)境監(jiān)測(cè)、消費(fèi)電子等領(lǐng)域的深度應(yīng)用,通過持續(xù)創(chuàng)新保持技術(shù)**地位,成為全球先進(jìn)的微納器件解決方案供應(yīng)商。個(gè)性化MEMS微納米加工之聲表面波器件定制