你真的懂MEMS嗎？

　　物聯(lián)網(wǎng)的系統架構主要包括三部分：感知層、傳輸層和應用層。 感知層的作用主要是獲取環(huán)境信息和物與物的交互， 主要由傳感器、 微處理器和 RF 無(wú)線(xiàn)收發(fā)器等組成; 傳輸層主要用于感知層之間的信息傳遞，由包括 NB IOT、Zig Bee、Thread、藍牙等通訊協(xié)議組成;應用層主要包括云計算、云存儲、 大數據和數據挖掘以及人機交互等軟件應用層面構成。 感知層傳感器處于整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)的最底層，是數據采集的入口，物聯(lián)網(wǎng)的“心臟”， 有著(zhù)巨大的發(fā)展空間。

　　物聯(lián)網(wǎng)的三層架構

　　物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)覆蓋面廣，小到手機，大到新能源汽車(chē)以及大量未聯(lián)網(wǎng)的設備、終端都將聯(lián)通，為市場(chǎng)帶來(lái)萬(wàn)億市值增長(cháng)潛力?；ヂ?lián)網(wǎng)、智能手機的出世推動(dòng)了信息產(chǎn)業(yè)第二波浪潮，但目前已趨于成熟，增速較為平緩，而以傳感網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)為代表的信息獲取或信息感知正在推動(dòng)信息產(chǎn)業(yè)進(jìn)入第三次浪潮，物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代已經(jīng)啟動(dòng)。

　　物聯(lián)網(wǎng)：第三次產(chǎn)業(yè)化浪潮

　　2015 年，全球物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)規模已接近 3500 億美元，中國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)規模達到7500 億人民幣。 Forrester Research 預測，到 2020 年，物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的規模要比信息互聯(lián)網(wǎng)大 30 倍，將有 240 億臺物聯(lián)網(wǎng)設備接入互聯(lián)網(wǎng)，真正實(shí)現萬(wàn)物互聯(lián)。

　　隨著(zhù)國內設計、制造、封測等多個(gè)環(huán)節的技術(shù)和工藝正在逐步成熟， MEMS 作為物理量連接半導體的產(chǎn)物，將恰逢其時(shí)的受益于物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展， MEMS 在消費電子、汽車(chē)電子、工業(yè)控制、軍工、智能家居、智慧城市等領(lǐng)域將得到更為廣泛的應用，根據 Yole developpement 的預測， 2016-2020 年 MEMS 傳感器市場(chǎng)將以 13%年復合成長(cháng)率增長(cháng)， 2020 年 MEMS 傳感器市場(chǎng)將達到 300 億美元,前景無(wú)限。

　　MEMS 全球市場(chǎng)產(chǎn)值預測(億美元)

　　2015 年中國 MEMS 器件市場(chǎng)規模為 308 億元人民幣，占據全球市場(chǎng)的三分之一。從發(fā)展速度而言，中國 MEMS 市場(chǎng)增速一直快于全球市場(chǎng)增速。中國 MEMS 器件市場(chǎng)平均增速約 15 - 20%，中國集成電路市場(chǎng)增速約為 7 - 10%，橫向對比而言，MEMS 器件市場(chǎng)的增速兩倍于集成電路市場(chǎng)。

　　中國近年 MEMS 傳感器市場(chǎng)規模(億元)

　　MEMS產(chǎn)業(yè)鏈一覽，國外領(lǐng)先

　　MEMS 沒(méi)有一個(gè)固定成型的標準化的生產(chǎn)工藝流程， 每一款 MEMS 都針對下游特定的應用場(chǎng)合， 因而有獨特的設計和對應的封裝形式，千差萬(wàn)別。

　　MEMS 和傳統的半導體產(chǎn)業(yè)有著(zhù)巨大的不同， 她是微型機械加工工藝和半導體工藝的結合。 MEMS 傳感器本身一般是個(gè)比較復雜的微型物理機械結構，并沒(méi)有 PN 結。但同時(shí)單個(gè) MEMS 一般都會(huì )集成 ASIC 芯片并植在硅晶圓片上， 再封裝測試和切割，后道工藝流程又類(lèi)似傳統 COMS 工藝流程。

　　因此 MEMS 性能的提升很大程度上不會(huì )過(guò)分依賴(lài)于硅晶圓制程工藝的升級， 而更傾向于根據下游應用需求定制設計、對微型機械結構的優(yōu)化、對不同材料的選擇，實(shí)現每一款傳感器的獨特功能，因此也不存在傳統半導體工藝晶圓廠(chǎng)不同世代的制程工藝升級路線(xiàn)圖(ROAD MAP)。

　　IC 制程工藝更接近于 2D 平面 VS MEMS3 維立體堆疊

　　典型的 MEMS 系統如圖所示，由傳感器、信息處理單元、執行器和通訊/接口單元等組成。其輸入是物理信號，通過(guò)傳感器轉換為電信號，經(jīng)過(guò)信號處理(模擬的和/或數字的)后，由執行器與外界作用。每一個(gè)微系統可以采用數字或模擬信號(電、光、磁等物理量)與其它微系統進(jìn)行通信。 MEMS 將電子系統與周?chē)h(huán)境有機結合在一起，微傳感器接收運動(dòng)、光、熱、聲、磁等自然界信號，信號再被轉換成電子系統能夠識別、處理的電信號，部分 MEMS 器件可通過(guò)微執行器實(shí)現對外部介質(zhì)的操作功能。

　　傳感器工作原理