就MEMS而言,其实大家还是比较熟悉的,因为MEMS技术在生活中的应用真的是太多了.比如说,MEMS芯片以及MEMS传感器.但是,大家对MEMS芯片和MEMS传感器是否真的了解呢?而且,大家知道MEMS芯片的制造难度吗?

一、什么是MEMS芯片、MEMS传感器

MEMS是Micro-Electro-Mechanical System的缩写，中文名称是微机电系统。MEMS芯片简而言之，就是用半导体技术在硅片上制造电子机械系统，再形象一点说就是做一个微米纳米级的机械系统，这个机械系统可以把外界的物理、化学信号转换成电信号。这类芯片做出来可以干嘛?最常用的是承担传感功能。在整个大的信息系统里有点类似于人的感官系统，例如MEMS麦克风芯片相当于人的耳朵，可以感知声音;MEMS扬声器芯片相当于人的嘴巴，可以发出声音;MEMS加速度计、陀螺仪、磁传感器芯片相当于人的小脑，可以感知方向和速度;MEMS压力芯片相当于人的皮肤，可以感知压力;MEMS化学传感器相当于人的鼻腔，可以感知味道和温湿度。没有MEMS芯片的人工智能和万物互联，就相当于没有感官器官的人。

MEMS被认为是21世纪最有前途的技术之一，如果半导体微制造被视为第一次微制造革命，MEMS则是第二次革命。通过结合硅基微电子技术和微机械加工技术，MEMS具有革命性的工业和消费产品的潜力。

在此需要划重点的是，MEMS是一种制造技术，诸如杠杆、齿轮、活塞、发动机甚至蒸汽机都是由MEMS制造的。事实上，MEMS这个词实际上有一定误导，因为许多微机械设备在任何意义上都不是机械的。然而，MEMS又不仅仅是关于机械部件的微型化或用硅制造东西，它是是一种利用批量制造技术设计、创建复杂机械设备和系统及其集成电子设备的范例。再具化一点讲，集成电路的设计是为了利用硅的电学特性，而MEMS则利用硅的机械特性，或者说利用硅的电学和机械特性。

那MEMS传感器又是什么?MEMS传感器就是把一颗MEMS芯片和一颗专用集成电路芯片(ASIC芯片)封装在一块后形成的器件。左图是一张典型的MEMS麦克风内部构造的放大图，图内右边的芯片是MEMS芯片，左边的芯片是ASIC芯片。右图是封装后的MEMS麦克风。

MEMS传感器里最重要的就是MEMS芯片。MEMS芯片可以把外界的物理、化学信号转换成电信号，而ASIC是把MEMS芯片产生的电信号进一步处理和传输到下一级电路。没有MEMS芯片，MEMS传感器就是一个没有灵魂的空壳。

二、MEMS芯片到底有多难做

MEMS这项技术的发明时间比晶体管的发明整整晚了40年，某位全球半导体知名投资基金的中国区负责人，当初在南加州大学伯克利分校实验室的显微镜下第一次看到MEMS芯片里飞速旋转的齿轮时，直呼“Amazing(不可思议)!”

如果你去问半导体圈的人，他们通常会告诉你：芯片创业难，MEMS芯片创业更难!为什么呢?因为MEMS芯片的制造工艺和集成电路芯片完全不同，而且一种MEMS芯片对应一种制造工艺。什么意思呢?就是说一个MEMS芯片研发公司，好不容易从实验平台上做出实验片以后，很有可能发现没有现成的芯片生产厂商(类似于台积电、中芯国际)可以生产，如果要真正出货，还得自己吭哧吭哧地去研发芯片制造的工艺，再找到愿意开发这类业务的芯片生产厂商一起合作开发生产工艺。这就是敏芯股份为什么推动了MEMS产业链全国产化的原因，后文会详细说。

那即使有代工厂可以生产，是不是就一定能做出来呢?也不是，因为是在硅片上制造三维立体的机械系统，工艺定制化特点突出，芯片研发公司还是得经常到芯片生产厂商里调整工艺。到这里大家可以看得出来，芯片研发公司要想做出性能出色的MEMS芯片，首先自己就得有开发生产工艺的能力。这可和一般的集成电路芯片研发企业不同，集成电路的生产工艺高度标准化，芯片研发企业只需要把电路结构设计好，就有芯片生产厂商可以帮它实现量产。这就是MEMS芯片企业创业艰难的核心所在!