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MEMS的未来在哪?埋藏在创新的学术论文中

麦姆斯咨询 中字

据麦姆斯咨询报道,根据位于美国加州圣何塞的全球行业协会——国际半导体设备与材料协会(SEMI)的数据显示,微机电系统(MEMS)是半导体行业中增速最快的领域,那该如何精确地预测MEMS技术的未来呢?A.M. Fitzgerald and Associates公司的MEMS设计和研发部创建人Alissa Fitzgerald在SEMI组织的MEMS与传感器执行大会(MEMS & Sensors Executive Congress)上演讲,就其对器件历史和对MEMS领域最具创新性的前500篇学术论文调研后得出的结论进行了阐述。

Fitzgerald在演讲上说:“下一个10亿美元级产品就潜藏在那些高校文献中。”2017年的学术论文揭示了无源近零功耗传感器的工作原理,以及塑料基和纸基衬底材料可替代消费类和一次性专用产品使用的昂贵硅材料。

A.M. Fitzgerald已对MEMS的未来心中有数,她曾在如Rogue Valley Microdevices等小型MEMS代工厂中,使用Soitec的工业硅和绝缘体硅片(SOI)晶圆,将新颖的学术研究变成实际的创业成果。

MEMS的未来在哪?埋藏在创新的学术论文中

Alissa Fitzgerald在2017年MEMS & Sensors Executive Congress上发表演讲

Fitzgerald演讲一开始,便追溯了MEMS技术的历史:起源于20世纪80年代碱性蚀刻3D力学传感器的发展,随即Kurt Petersen发明了基于体硅微机械加工技术的压力传感器。压力传感器催生了喷墨打印头,从而产生了MEMS数字微镜阵列(DLP)和美国亚德诺公司(ADI)的MEMS加速度计在安全气囊的首次应用,并达到比传统的滚球式机械触发能更快打开安全气囊的目的。

Fitzgerald说:“从那时起,博世的深度反应离子蚀刻过程(DRI)开启了全新的时代,此项技术使得世界上第一个MEMS陀螺仪得以实现。薄膜体声波谐振器(FBARs)以及MEMS压电和氮化铝薄膜的广泛应用也催生了如今种类繁多的MEMS器件。”另一项重要发明是“精确对准的共晶键合使得应美盛(InvenSense)能够将MEMS晶圆和其生产的ASICs进行键合,以实现晶圆级密闭封装,并无需额外的气密封装步骤。”

MEMS的未来在哪?埋藏在创新的学术论文中

图中右侧穿过光刀的为RVM创始人Jessica Gomez,左侧为Soitec业务发展总监Nazila Pautou

Fitzgerald表示,早期像ADI和博世这样的大公司占据了超过50%的市场份额,剩余份额由400家小公司来瓜分。但随着智能手机的普及,庞大的消费市场已让这400家小企业进入主导地位。

那么,这些消费市场的创意从何而来呢?Fitzgerald认为大部分是从学术界获得,将“在大学的实验室里培养它们”作为寻找灵感的解决方法。而Fitzgerald和其他人会将学者们的研究设计研发转化为市场化的产品,从而推动当前全球万亿美元的消费市场。

MEMS的未来在哪?埋藏在创新的学术论文中

RVM代工厂的工程师正在检查A.M. Fitzgerald使用Soitec的SOI制造的MEMS晶圆

Fitzgerald认为:“展望未来,其实就是找到高校实验室正在孵化的创意。调研2017年排名前500份的论文,并筛选出其中具有商业可行性的研究,我们就可以预测出全球技术发展的变化规律。”

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