MEMS行业研究报告[1]

M E M S 行 业 研 究 报 告
1
第一章：微机电系统（MEMS）概述 ...........................................................................3 1.1 MEMS产业概况 .............................................................................................3 1.1.1 MEMS的定义与种类 .........................................................................3 1.1.2 MEMS发展历史 .................................................................................3 1.1.3 MEMS市场发展趋势 ...........................................................................4 1.1.4 世界各国MEMS发展状况与政策支持 .............................................5 1.1.5 中国MEMS产业发展状况 ....................................................................6 1.1.6 MEMS技术概况 .................................................................................6 1.1.7 MEMS设计技术 .................................................................................6 1.1.8 MEMS制造技术 ...................................................................................7 1.1.9 MEMS封装技术 .................................................................................9 1.1.10 MEMS与CMOS结合的趋势 .............................................................10 1.1.11 微机电系统（MEMS）不同领域应用 .........................................12
第二章：微机电系统（MEMS）市场动态 .................................................................12 2.1 微机电系统（MEMS）市场热点产品运行状况透析 ...............................12 2.2 微机电系统（MEMS）市场动态概述 .......................................................14 2.2.1 全球MEMS市场的增长态势 ...........................................................14 2.2.2 全球微机电系统市场销售额分析 ...............................................14 2.3 中国微机电系统（MEMS）行业市场发展环境解析 ...............................15 2.4 中国微机电系统（MEMS）行业现状 .......................................................15 2.5 中国微机电系统行业分析 ..........................................................................16 2.5.1 中国微机电系统（MEMS）行业特点分析 ...................................16 2.5.2 中国微机电系统（MEMS）行业所处阶段.....................................16 2.6 中国微机电系统（MEMS）市场政策环境分析 .......................................17 2.6.1 微机电系统行业标准解析 ...........................................................17 2.6.2 国内支持政策解析 .......................................................................17 2.7 中国微机电系统（MEMS）产业运行透析 ...............................................17 2.7.1 中国微机电系统（MEMS）行业动态分析 ...................................17 2.7.2 各区域发展动态 ...........................................................................18 2.8 中国微机电系统（MEMS）手机产业运行状况 .......................................22 2.8.1 2011 年中国手机产业市场走势分析 ..........................................22 2.8.2 中国手机产量统计分析.................................................................22 2.8.3 中国手机用户规模分析 ...............................................................22 2.8.4 2008 年-2010 年中国手机产销数据分析 ...................................23 2.8.5 中国电子行业用MEMS市场分析 ...................................................23
与传统机械系统相比，MEMS 系统具备以下优势： ①微型化和集成化：几何尺寸小，易于集成。采用微加工技术可制造出微米尺寸 的传感和敏感元件，并形成二维或三维的传感器阵列，再加上一体化集成的大规 模集成电路，最终器件尺寸一般为毫米级。 ②低能耗和低成本：采用一体化技术，能耗大大降低；并由于采用硅微加工技术 和半导体集成电路工艺，易于实现规模化生产，成本低。 ③高精度和长寿命：由于采用集成化形式，传感器性能均匀，各元件间配置协调， 匹配良好，不需校正调整，提高了可靠性。 ④动态性好：微型化、质量小、响应速度快、固有频率高，具有优异动态特性。
3
MEMS 发展历史表 1987 年，美国 UC Berkeley 大学发明了基于表面牺牲层技术的微马达，引 起国际学术界的轰动，人们看到了电路与执行部件集成制作的可能性，这是 MEMS 技术的开端。1988 年，美国的一批著名科学家提出“小机器、大机遇”，并呼 吁美国重视这一重大领域的开发。1993 年，美国 ADI 公司采用 MEMS 技术成功实 现微型加速度计的商品化，大批量应用于汽车防撞气囊，标志着 MEMS 技术商品 化的开端。20 世纪 90 年代，发达国家先后投巨资并设立国家重大项目促进其发 展。此后，MEMS 技术发展迅速，特别是围绕深槽刻蚀技术发展出多种新型加工 工艺。最近，美国朗讯公司开发的基于 MEMS 光开关的路由器已经试用，预示着 MEMS 发展又一高潮的来临。目前，在微型加速度计、微型压力传感器、数字微 镜器件（DMD）、喷墨打印机的微喷嘴、生物芯片等领域都实现了 MEMS 技术。国 际上 MEMS 的专利数近年也呈指数规律增长，专利数目从 20 世纪 70 年代每年不 到 10 个发展到 1997 年以后每年超过 150 个，表明 MEMS 技术进入产业快速起步 与全面发展的阶段。
2
第一篇：MEMS
第一章：微机电系统（MEMS）概述
1.1 MEMS 产业概况
1.1.1 MEMS 的定义与种类
MEMS 是英文 Micro Electro Mechanical Systems 的缩写，即微电子机械 系统，是利用微米/纳米技术基础，对微米/纳米材料进行设计、加工、制造、测 量和控制的 21 世纪前沿技术。它将机械构件、光学系统、驱动部件、电控系统 集成为一个整体单元，不仅能够采集、处理与发送信息或指令，还能够按照所获 取的信息采取行动。
1.1.2 MEMS 发展历史
随着人类社会向信息化全面迈进，信息系统的微型化、多功能化和智能化成 为人们不断的追求。随着微电子技术延伸和从二维到三维拓展至机械领域，人们 发现除了电子信息功能之外，还需要完成从信息获取、处理、存储、传输到执行 的系统功能，表现出比传统的通信元件具有更优越的内在性能，因此微电子机械 系统（MEMS）技术开始得到普遍重视。MEMS 技术将整个信息系统集成在单个芯 片上，继续实现各种物理的、化学的和生物的敏感器(执行信息获取功能)和执行 器，形成更广义上的系统集成芯片。业界普遍认为，世界经过昨天的晶体管时代， 跨越现在的硅集成电路时代，开始进入明天的 MEMS 时代。
MEMS 与 IC 芯片产业有非常类似的发展规律。两者的升级换代周期都非常 短：MEMS 器件从研发到量产 3 亿个的时间，从过去 10 年缩短为现在 2~3 年， 速度成为 MEMS 产品成功的基本保障。
MEMS 第一轮商业化浪潮始于 20 世纪 70 年代末，当时用大型蚀刻硅片结 构和背蚀刻膜片制作压力传感器。由于薄硅片振动膜在压力下变形，会影响其 表面的压敏电阻走线，这种变化可以把压力转换成电信号。后来的电路则包括 电容感应移动质量加速计，用于触发汽车安全气囊和定位陀螺仪。
第四轮商业化包括一些面向射频无源元件、在硅片上制作的音频、生物和 神经元探针，以及所谓的"片上实验室"生化药品开发系统和微型药品输送系统 的静态和移动器件。
1.1.4 世界各国 MEMS 发展状况与政策支持
由于 MEMS 前端研发需要大量的资金与时间，风险非常高，私有企业往往不 愿意独自承担。国外 MEMS 研究主要依靠政府资助进行：美国以大学为中心承担 MEMS 研发风险；德国和瑞士以自治团体为主导的半官半民机构进行 MEMS 研究； 法国以国家机构为主导承担 MEMS 研究风险，每年投入约 12 亿美元的研发费用。 日本以大型财团与科研机构为主研究 MEMS，每年投入总费用超过 2.5 亿美元。
1.1.3 MEMS 市场发展趋势
与传统 IC 产百度文库相比，MEMS 产值如冰山一角，所占比例很小；但 MEMS 产 业的增长速度很快，远远超过传统 IC 产业。据市场调查公司 Yole Development 的统计，2007 年全球 MEMS 市场总值为 71 亿美元，2012 年将达到 140 亿美元， 复合年均增长率（CAGR）达到 14%。全球 MEMS 相关产品(包括汽车安全气囊系 统，显示系统等)市场总值为 480 亿美元，至 2010 年将达到 950 亿美元。
第二轮商业化出现于 20 世纪 90 年代，主要围绕着 PC 和信息技术的兴起。 德州仪器公司根据静电驱动斜微镜阵列推出了投影仪，而热式喷墨打印头现在
4
仍然大行其道。 第三轮商业化出现于世纪之交，微光学器件通过全光开关及相关器件而成
为光纤通讯的补充。尽管该市场现在萧条，但从长期看来微光学器件将是 MEMS 一个增长强劲的领域。