智能手機迎5G換機潮,傳感器及RFMEMS用量逐年提升。一方面,5G加速滲透,拉動智能手機市場恢復增長:今年10月份國內5G手機出貨量占比已達64%;智能手機整體出貨量方面,在5G的帶動下,根據IDC今年的預測,2021年智能手機出貨量相比2020年將增長11.6%,2020-2024年CAGR達5.2%。另一方面,單機傳感器和RFMEMS用量不斷提升,以iPhone為例,2007年的iPhone2G到2020年的iPhone12,手機智能化程度不斷升,功能不斷豐富,指紋識別、3Dtouch、ToF、麥克風組合、深度感知(LiDAR)等功能的加入,使得傳感器數量(包含非MEMS傳感器)由當初的5個增加為原來的4倍至20個以上;5G升級帶來的頻段增加也有望明顯提升單機RF MEMS價值量。超聲影像 SoC 芯片采用 0.18mm 高壓 SOI 工藝,發射與開關復用設計節省面積并提升性能。個性化MEMS微納米加工之聲表面波器件定制
MEMS具有以下幾個基本特點,微型化、智能化、多功能、高集成度和適于大批量生產。MEMS技術的目標是通過系統的微型化、集成化來探索具有新原理、新功能的元件和系統。 MEMS技術是一種典型的多學科交叉的前沿性研究領域,幾乎涉及到自然及工程科學的所有領域,如電子技術、機械技術、物理學、化學、生物醫學、材料科學、能源科學等。MEMS是一個單獨的智能系統,可大批量生產,其系統尺寸在幾毫米乃至更小,其內部結構一般在微米甚至納米量級。例如,常見的MEMS產品尺寸一般都在3mm×3mm×1.5mm,甚至更小。微機電系統在國民經濟和更高級別的系統方面將有著廣泛的應用前景。主要民用領域是電子、醫學、工業、汽車和航空航天系統。中國臺灣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。基于Bosch工藝的一項特點,當要維持一個近乎于垂直且平滑的側壁輪廓時,是很難獲得高蝕刻率的。因此通常為達到很高的蝕刻率,一般避免不了伴隨產生具有輕微傾斜角度的側壁輪廓。不過當采用這類塊體蝕刻時,工藝中很少需要垂直的側壁。
2.準確刻蝕:精確蝕刻精確蝕刻工藝是專門為體積較小、垂直度和側壁輪廓平滑性上升為關鍵因素的組件而設計的。就微機電組件而言,需要該方法的組件包括微光機電系統及浮雕印模等。一般說來,此類特性要求,蝕刻率的均勻度控制是遠比蝕刻率重要得多。由于蝕刻劑在蝕刻反應區附近消耗率高,引發蝕刻劑密度相對降低,而在晶圓邊緣蝕刻率會相應地增加,整片晶圓上的均勻度問題應運而生。上述問題可憑借對等離子或離子轟擊的分布圖予以校正,從而達到均鐘刻的目的。
神經電子芯片的MEMS微納加工技術與臨床應用:神經電子芯片作為植入式醫療設備的**組件,對微型化、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,成功開發多通道神經電刺激SoC芯片,可實現無線充電與通訊功能,將控制信號轉化為精細電刺激脈沖,用于神經感知、調控及阻斷。以128像素視網膜假體芯片為例,通過MEMS薄膜沉積技術在硅基基板上制備高密度電極陣列,單個電極尺寸*50μm×50μm,間距100μm,確保對視網膜神經細胞的靶向刺激。芯片表面采用聚酰亞胺(PI)與氮化硅復合涂層,經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,植入體壽命可達5年以上。目前該芯片已批量交付,由母公司中科先見推進至臨床前動物實驗階段,針對視網膜退行***變患者,可重建0.1-0.3的視力,為盲人復明提供了突破性解決方案。該技術突破了傳統植入設備的體積限制,芯片整體厚度<200μm,兼容微創植入手術,推動神經調控技術向精細化、長期化發展。高壓 SOI 工藝實現芯片內高壓驅動與低壓控制集成,耐壓超 200V 并降低寄生電容 40%。
在MEMS微納加工領域,公司通過“材料創新+工藝突破”雙輪驅動,為醫療健康、生物傳感等場景提供高精度、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產線,可加工玻璃、硅片、PDMS、硬質塑料等多種基材的微納結構,覆蓋從納米級(0.5-5μm)到百微米級(10-100μm)的尺度需求。其**技術包括深硅刻蝕、親疏水改性、多重轉印工藝等,能夠實現復雜三維微流道、高深寬比微孔陣列及柔性電極的精密成型,滿足腦機接口、類***電生理研究、微針給藥等前沿醫療應用的嚴苛要求。深反應離子刻蝕是 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構。發展MEMS微納米加工之PI柔性器件
柔性電極表面改性技術通過 PEG 復合涂層,降低蛋白吸附 90% 并提升體內植入生物相容性。個性化MEMS微納米加工之聲表面波器件定制
MEMS微納加工的產業化能力與技術儲備:公司在MEMS微納加工領域構建了完整的技術體系與產業化能力,涵蓋從設計仿真(使用COMSOL、Lumerical等軟件)到工藝開發(10+種主流加工工藝)、批量生產(萬級潔凈車間,月產能50,000片)的全鏈條服務。技術儲備方面,持續投入下一代微納加工技術,包括:①納米壓印技術實現10nm級結構復制,支持單分子測序芯片開發;②激光誘導正向轉移(LIFT)技術實現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,開發聚乳酸基微流控芯片,適用于體內短期植入檢測。在設備端,引進了電子束曝光機(分辨率5nm)、電感耦合等離子體刻蝕機(ICP,刻蝕速率20μm/min)、全自動鍵合機(對準精度±1μm)等裝備,構建了快速打樣與規模生產的柔性制造平臺。未來,公司將聚焦“微納加工+生物傳感+智能集成”的戰略方向,推動MEMS技術在精細醫療、環境監測、消費電子等領域的深度應用,通過持續創新保持技術**地位,成為全球先進的微納器件解決方案供應商。個性化MEMS微納米加工之聲表面波器件定制