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,,拉動智能手機(jī)市場恢復(fù)增長:今年10月份國內(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的帶動下,,根據(jù)IDC今年的預(yù)測,,2021年智能手機(jī)出貨量相比2020年將增長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(jī)RF MEMS價值量,。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)計節(jié)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(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是一個單獨的智能系統(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,。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)在國民經(jīng)濟(jì)和更高級別的系統(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(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工藝的一項特點,當(dāng)要維持一個近乎于垂直且平滑的側(cè)壁輪廓時,,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,,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)蝕刻劑密度相對降低,而在晶圓邊緣蝕刻率會相應(yīng)地增加,,整片晶圓上的均勻度問題應(yīng)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(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,,可實現(xiàn)無線充電與通訊功能,將控制信號轉(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,,單個電極尺寸*50μm×50μm,間距100μm,,確保對視網(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)至臨床前動物實驗階段,針對視網(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),推動神經(jīng)調(diào)控技術(shù)向精細(xì)化,、長期化發(fā)展,。高壓 SOI 工藝實現(xiàn)芯片內(nèi)高壓驅(qū)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(lǐng)域,,公司通過“材料創(chuàng)新+工藝突破”雙輪驅(qū)動,為醫(yī)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(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(0.5-5μm)到百微米級(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)(萬級潔凈車間,,月產(chǎn)能50,000片)的全鏈條服務(wù),。技術(shù)儲備方面,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)實現(xiàn)10nm級結(jié)構(gòu)復(fù)制,,支持單分子測序芯片開發(fā);②激光誘導(dǎo)正向轉(zhuǎn)移(LIFT)技術(shù)實現(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,。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)、全自動鍵合機(jī)(對準(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,。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MEMS技術(shù)在精細(xì)醫(yī)療,、環(huán)境監(jiān)測、消費電子等領(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。個性化MEMS微納米加工之聲表面波器件定制