全球MEMS代工廠一覽|半導體行業觀察

隨著物聯網和5G時代的到來，應用端對MEMS器件的需求量越來越大。來自Yole的統計資料顯示，大部分增長將來自於5G和其他應用的RF MEMS銷售額的增加，有市場研究公司估計，2023年，僅RF MEMS市場規模就將達到150億美元。

RF MEMS市場將在2018~2023年期間以17.5％的CAGR速度增長。RF MEMS的激增是源於市場向5G的轉移及其帶來的無線電頻帶數量的增加，以及對RF開關和濾波器的需求的增加。

圖：從2017年到2023年，RF MEMS和其他MEMS的市場規模（資料來源：Yole Developpement）。

有這樣的應用需求，使得MEMS製造，特別是代工市場越來越火爆。

MEMS代工主要有兩種型別：IDM廠商提供的MEMS代工，以及獨立代工廠提供的MEMS代工。其中，獨立的代工廠包括積體電路代工廠和純MEMS代工廠。

近幾年，Fabless模式的MEMS器件提供商發展迅速，獨立的MEMS代工廠也在努力尋求標準化的工藝，以減少製造時間並降低成本，從而提升規模經濟效益。這些使得獨立的MEMS代工廠快速成長，但目前IDM代工仍處於市場領導地位。

目前，提供MEMS代工的IDM廠商主要有意法半導體、索尼、德州儀器等；臺積電是全球最大的晶圓代工廠，其MEMS代工業務也排在行業前列。全球領先的純MEMS代工廠有Silex Microsystems、Teledyne DALSA、Asia Pacific Microsystems、X-FAB 、Innovative Micro Technology等。國內的中芯國際、華虹巨集力、上海先進半導體也有生產MEMS的能力。

下面，我們就來梳理一下業內主要的MEMS代工廠商，其中既包括IDM，也包括獨立代工廠。

Silex Microsystems AB

Silex Microsystems AB（瑞典Jarfalla）是一家純MEMS代工廠，在純MEMS代工廠中排名第二。香港投資控股公司GAE Ltd.於2015年7月13日收購了Silex 98％的股份，前股東CapMan，Priveq，Northzone和Startupfactory同意了出售其在該公司的所有股份。因此，GAE已獲得對Silex的實際控制權，而GAE的背後則是來自中國的耐威科技，獲得對Silex的控股後，耐威科技在北京建設了MEMS晶圓代工廠，以擴大該公司的產能。

Silex在Jarfalla擁有6英寸和8英寸晶圓廠，並在瑞典投資1200萬美元進行了升級。Silex的優勢在於使用其自有的矽通孔（TSV）技術，Silex還使用鋯鈦酸鉛作為壓電材料，用於能量收集等新型應用。

Silex在中國的代工廠主要執行200毫米MEMS晶圓，計劃是在2019年第一季度開始投入生產。

Silex的研發和小規模生產將繼續在瑞典Jarfalla進行，而大批量生產將轉移到北京。Silex表示，Jarfalla還將獲得額外投資，其中，5000萬美元用於增加裝置和潔淨室，以擴大產能。

Silex原本擁有160名員工，年銷售額超過5000萬美元。Silex表示，預計中國的業務將需要類似規模的員工隊伍。

STMicroelectronics NV

意法半導體（ST）是IDM企業，也全球最大的MEMS代工廠，2017年的MEMS代工年收入為1.74億美元，高於2016年的1.6億美元。然而，值得注意的是，ST在2012年的MEMS代工銷售額為2.03億美元，2011年為2.446億美元。該公司可能會利用其額外的產能作為緩衝，這些剩餘產能將隨著其自身對MEMS製造的需求增加而減少。

Teledyne DALSA

前身為DALSA Corporation，是一家加拿大公司，專門設計和製造專業電子成像元件（影象感測器，相機，影象採集卡，成像軟體），以及專業半導體制造（MEMS，高壓ASIC）。Teledyne DALSA是Teledyne Imaging集團的一部分，Teledyne成像集團是Teledyne旗下的成像公司。

目前，Teledyne DALSA是全球最大的純MEMS代工廠。

羅姆

羅姆（ROHM）擅長利用薄膜壓電元件的MEMS工藝，基於其子公司LAPIS Semiconductor Miyazaki建立的製造工藝，可提供針對各種市場和應用而優化的壓電MEMS。

ROHM的MEMS工藝利用薄膜壓電元件提供的主要優點包括：綜合生產系統中，可實現高質量和靈活的產品製造和控制；使用6英寸和8英寸晶圓；全天候執行可加速開發，同時實現早期生產啟動。

臺積電

臺積電（TSMC）於2011年推出了全球首款感測器SoC工藝技術。該技術通過整合臺積電的CMOS和晶圓堆疊技術，製造單片MEMS。

TSMC感測器SoC技術的範圍從0.5μm到0.11μm，支援G-Sensors，陀螺儀，MEMS麥克風，壓力錶，微流體和生物基因晶片等應用。

臺積電於2016年推出全球首款Si柱式WLCSP（晶圓級晶片級封裝）技術。該技術可應用於客戶的CMOS-MEMS運動感測器SoC設計，創造了世界上最小的封裝尺寸，小至1.1mm×1.3mm，僅相當於傳統尺寸的五分之一。

臺積電於2017年成立了Piezo技術試驗線，可幫助客戶設計和開發用於醫療和健康應用的微型揚聲器、麥克風、超聲波感測器和各種型別的執行器。壓電技術是MEMS的一個新領域，具有很大的發展潛力。新型壓電薄膜材料已經過預先定性，因此客戶可以專注於產品設計和架構，以實現最佳的產品上市時間。

X-Fab

德國的X-Fab總部設在愛爾福特，主要代工生產模擬和混合訊號積體電路，以及高壓應用MEMS解決方案。

X-Fab在2017年的銷售額為4200萬美元，2016年的銷售額為3800萬美元。

2011年，X-FAB集團收購了MEMS Foundry Itzehoe GmbH的股份，該公司是弗勞恩霍夫矽技術研究所（ISIT）的衍生公司。這成為X-FAB 在Itzehoe 的專用MEMS代工廠。

索尼

索尼半導體利用其在MEMS和半導體加工製造方面的豐富經驗，提供廣泛的MEMS Foundry服務。服務內容主要包括：晶圓工藝開發（開發，工程樣品，從低到高的批量生產）；可用流程包括批量工藝（包括SOI），表面工藝和半導體工藝。

APM（ASIA PACIFIC MICROSYSTEMS）

自2001年成立以來，亞太微系統公司（APM）一直致力於MEMS元件的開發和生產。早期，APM作為MEMS器件的整合器件製造商運營，特別強調壓力感測器和光學元件的產品開發。自2007年以來，憑藉其在MEMS方面的生產和專業知識，以及豐富經驗，該公司的業務重點轉為純粹的MEMS代工，通過擴充套件更先進的MEMS元件的開發來發展業務。APM目前擁有一個6英寸晶圓廠，擁有專用的微機械加工工具以及完整的MEMS加工能力。

幾十年來，APM在開發各種MEMS器件方面積累了豐富的經驗，包括感測器、執行器和微型元件。由於MEMS器件處理涉及高度定製，該公司建立了各種定製平臺，以滿足客戶的獨特需求。此外，通過多年的經驗，APM提出了一個新的產品引入流程：APM生產引進流程（APIP），系統地指導每個客戶的MEMS開發工作，逐步有效地實現商業化生產。

IMT

Innovative Micro Technology（IMT）成立於2000年1月，是複雜MEMS技術和平臺解決方案提供商，提供從設計和開發到原型設計和批量生產的全面交鑰匙服務。

IMT的全自動MEMS生產工廠可以滿足客戶對6英寸和8英寸的批量需求。與CMOS工廠不同，其優勢在於金屬、聚合物和其他材料的靈活性，以及矽、SOI、玻璃（熔融石英、石英、硼矽酸鹽）和III-V基板的經驗。

IMT還在不斷開發下一代MEMS和工藝技術，並建立了一個平臺和模組庫，使客戶能夠以更低的開發週期有效地進入市場。

Philips Innovation Services

飛利浦創新服務部（Philips Innovation Services）是Koninklijke Philips NV（荷蘭阿姆斯特丹）的一部分，其在荷蘭埃因霍溫運營著一座MEMS晶圓代工廠。

雖然飛利浦將半導體業務分拆形成恩智浦半導體公司後退出了半導體制造業，但其依然保留著位於荷蘭埃因霍溫的晶圓代工廠。

該晶圓廠隨後被用於在內部和外部提供MEMS和微裝配服務。在2,650平方米的潔淨室中僱用了大約140人，其中大約70人從事MEMS工作，70人從事微型裝配。該團隊可以為MEMS工藝開發以及MEMS製造和原型製作提供幫助。

飛利浦的MEMS代工廠能夠處理從Ag到Zn的材料，包括CMOS禁止材料、合金、電介質和聚合物，如Parylene，並且可以將它們放置在各種基板上，包括矽、化合物半導體和玻璃。

該廠可以生產各種型別的MEMS裝置，特別是在印刷和醫療電子應用中生產微流體裝置方面成績斐然。該集團還提供各種晶圓鍵合技術，包括專有的粘接技術，MEMS-last CMOS晶圓整合和後端工藝，如微裝配和MEMS器件測試。

Micralyne

Micralyne是MEMS和微加工產品獨立開發商和製造商，服務於感測器應用，Micralyne是MEMS感測器和其它差異化應用微結構產品的主要供應商，這些應用包括物聯網器件、植入醫療器械以及光通訊產品等。

Micralyne總部位於加拿大亞伯達埃德蒙頓，憑藉豐富的開發和製造經驗，Micralyne為滿足客戶的智慧化和互動性需求，生產了很多複雜的MEMS器件。2015年1月，Micralyne被FTC科技收購。

TowerJazz

TowerJazz提供大批量MEMS製造解決方案，支援高階加速度計、陀螺儀、振盪器、電源管理控制器、音訊感測器和執行器、射頻MEMS調諧器、紅外畫素陣列感測器以及驅動器等應用。

TowerJazz的MEMS功能針對消費類成像、安全、汽車、工業和軍事應用中的感測器裝置的移動無線、紅外測量的高效能天線調諧和切換。

TowerJazz在全球的6英寸，8英寸和12英寸製造工廠中，將新技術從創意轉化為批量生產，擁有超過15年的大批量MEMS製造能力。

Globalfoundries

MEMS是Globalfoundries（格芯）的一項業務，但近些年其銷售額逐漸下降。

就在前些天，世界先進以2.36億美元收購了格芯新加坡8吋廠，包含廠房、廠務設施、機器裝置與 MEMS IP等業務，該廠現有月產能約 3.5 萬片 8 吋晶圓。該廠的核心業務就是MEMS 代工。

Globalfoundries執行長Tom Caulfield在一份宣告中表示：“此次交易是我們全球製造業務簡化戰略的一部分，並將我們在新加坡的業務重點放在我們擁有明顯差異化的技術上，例如RF，嵌入式儲存器和高階模擬功能。通過利用我們在伍德蘭茲的gigafab設施的規模，將我們在新加坡的200毫米業務整合，將有助於降低我們的運營成本。”

可見，Globalfoundries正在逐漸弱化其MEMS代工業務。

Tronics Microsystems

Tronics Microsystems成立於1997年，是TDK溫度和壓力感測器業務集團的一個部門，也是奈米和微系統領域的技術領先廠商。針對電子裝置日益小型化的高增長市場，該公司提供定製和標準產品，特別是工業、航空、安全和醫療市場。

Tronics在使用特殊金屬、敏感DRIE、晶圓級封裝、奈米壓印、玻璃加工、SOI等工業化複雜MEMS方面擁有豐富的經驗。該公司在法國格勒諾布林和美國德克薩斯州達拉斯擁有兩家晶圓廠，工藝組合非常廣泛，可滿足小批量高效能器件和大批量消費類晶片需求。

Tronics在許多不同應用中開發和生產MEMS器件方面擁有豐富經驗，包括：BioMEMS、高效能慣性MEMS、RF MEMS開關、微鏡、熱敏列印頭、醫療裝置MEMS等。

Semefab

MEMS代工是Semefab的最大業務版塊。隨著感測器的使用在各行各業變得越來越普遍，從車輛到一般安全，運動服裝到健康監測，白色家電和消費品，再到節能住宅和工作場所，都會用到MEMS技術。

Semefab生產各種MEMS感測器，可為全球許多OEM提供代工服務。產品包括氣體流量感測器，基於質量流量原理的客戶定製技術，薄膜上帶有微加熱器和溫度感測器；氣體濃度感測器，採用定製技術，可實現基於特定氣體的電阻變化；應變計，使用專用材料的壓電效應定製技術。此外，還有液體粘度感測器和血液分析感測器等。

Semefab有一系列的專有技術，如Micro Hot Plate，可建立適用於氣體光譜測定的寬頻紅外（IR）光源；熱電堆，用於非接觸溫度檢測；呼吸感測器，易於佩戴，用於監測呼吸狀況，睡眠呼吸暫停等。

文/半導體行業觀察 張健