近日,著名半导体咨询机构Yole Group 发布了发布了最新的MEMS行业报告《Status of the MEMS Industry 2023》(2023年MEMS产业现状),介绍了当前全球MEMS产业情况。
报告中,更新了最新一期(2022年)全球MEMS晶圆厂排名情况,全球主要MEMS晶圆代工厂中,中国赛微电子旗下全资子公司Silex Microsystems AB继续蝉联全球第一,这是继2019、2020、2021后,Silex连续四年排名世界第一。
总体来看,2022年全球 MEMS 代工厂发展顺利,MEMS代工业务逆市上扬,同比增长 6 % ,达到近 7.7亿美元。除了通货膨胀和晶圆价格上涨增加了收入外,一些IDM 由于运营成本高昂而正在重新考虑其商业模式,并转向无晶圆厂模式。此外,过去几年,主要MEMS代工厂的客户数量激增,寻求新 MEMS 技术的合作。
最新的MEMS晶圆厂排名中,全部有5家中国MEMS代工企业进入全球TOP 16,其中两家总部位于中国大陆,3家总部位于中国台湾,详细企业排名全名单及介绍见下文。
2022全球TOP 16 MEMS晶圆代工厂情况
TOP 1、Silex Microsystems AB
Silex Microsystems AB位于瑞典Jarfalla,是一家纯MEMS代工厂,继2019、2020、2021后,Silex连续4年排名世界第一。此外,Silex在全球MEMS企业中排名第26,详细情况见《最新全球MEMS厂商TOP 30排名出炉!》内容。
Silex现为中国赛微电子旗下子公司,2015年7月13日,赛微电子(当时为耐威科技)通过旗下香港投资控股公司GAE Ltd.收购了Silex 98%的股份,Silex的大股东们:CapMan,Priveq,Northzone和Startupfactory同意了出售手上持有的所有股份,Silex正式成为一家由中国民营企业控股的MEMS半导体企业。目前,赛微电子是全球&中国最大的MEMS代工企业。
赛微电子在获得对Silex的控股后,于北京建设了8英寸MEMS产线(北京FAB3),以扩大该公司的产能。当前,赛微电子正在深圳筹备一条月产能3000片的MEMS中试产线,相关情况参看《深圳首条MEMS中试线落地!》。
Silex的优势在于使用其自有的硅通孔(TSV)技术,Silex还使用锆钛酸铅作为压电材料,用于能量收集等新型应用。
TOP 2、Teledyne MEMS
Teledyne MEMS即Teledyne DALSA,目前是全球第二大的纯MEMS代工厂。在此之前它一直是全球TOP1,2019年被Silex超过。Silex得益于被赛微电子收购后获得的中国市场,MEMS代工份额有所增长。
Teledyne DALSA前身为DALSA Corporation,是一家加拿大公司,专门设计和制造专业电子成像组件(图像传感器,相机,图像采集卡,成像软件),以及专业半导体制造(MEMS,高压ASIC)。Teledyne DALSA是Teledyne Imaging集团的一部分,Teledyne成像集团是Teledyne旗下的成像公司。
TOP 3、TSMC(台积电)
TSNC(台积电)是全球晶圆代工厂一哥,台积电不仅是全球晶圆代工TOP 1,其MEMS代工业务也在全球排名前3,2021年MEMS代工销售额超过图像传感器巨头索尼。
台积电拥有全球先进的MEMS工艺技术,在2011年推出了全球首款传感器SoC工艺技术,该技术通过整合台积电的CMOS和晶圆堆叠技术,制造单片MEMS。
台积电传感器SoC技术的制程范围从0.5μm到0.11μm,支持G-Sensors,陀螺仪,MEMS麦克风,压力表,微流体和生物基因芯片等应用。
台积电于2017年成立了Piezo技术试验线,可帮助客户设计和开发用于医疗和健康应用的微型扬声器、麦克风、超声波传感器和各种类型的执行器。压电技术是MEMS的一个新领域,具有很大的发展潜力。新型压电薄膜材料已经过预先定性,因此客户可以专注于产品设计和架构,以实现最佳的产品上市时间。
TOP 4、X FAB
X-Fab是一家德国企业,总部在爱尔福特,主要代工生产模拟和混合信号集成电路,以及高压应用MEMS解决方案。德国是全球传感器大国之一,德国的博世(BOSCH)是全球两大MEMS巨头之一,得益于优秀的市场,X-Fab成为全球TOP 4的MEMS代工厂。
2011年,X-FAB集团收购了位于德国伊策霍 (Itzehoe)的MEMS 厂商 GmbH的股份,该公司是弗劳恩霍夫硅技术研究所(ISIT)的衍生公司。这成为X-FAB 在Itzehoe 的专用MEMS代工厂。
TOP 5、中芯集成(SMEC)
中芯集成(SMEC)是一家总部位于中国浙江绍兴的特色工艺芯片代工企业。因为赛微电子旗下Silex位于境外,且现在中国大陆产线正处于爬坡阶段,因此目前中芯集成是中国大陆规模最大、技术最先进的 MEMS 晶圆代工厂。
今年5月10日 ,中芯集成在科创板成功上市,募集资金金额达到125亿,上市市值超过400亿元,成为2023年中国半导体产业上市热点事件之一,详细情况参看《中国大陆最大MEMS代工厂成功上市!》
TOP 6、SONY
SONY索尼是全球最知名的消费电子巨头之一,全球图像传感器巨头,受累于消费电子产品业绩乏力,索尼MEMS业务连续下滑,从2020年的全球第三掉落至全球第6.
索尼半导体制造公司利用其在制造 MEMS 和半导体技术加工方面的丰富经验,提供广泛的 MEMS 代工服务,包括晶圆工艺开发(开发、工程样品、小批量至大批量生产)、可用流程有批量工艺(包括SOI)、表面工艺、半导体工艺,MEMS产线位于日本鹿儿岛。
TOP 7、ATOMICA(IMT)
Atomica前身是IMT(Innovative Micro Technology)成立于2000年1月,于2021年5月改名Atomica。专门生产MEMS(微机电系统)器件,是目前美国本土最大的纯MEMS晶圆代工厂。
IMT的全自动MEMS生产工厂可以满足客户对6英寸和8英寸的批量需求。与CMOS工厂不同,其优势在于金属、聚合物和其他材料的灵活性,以及硅、SOI、玻璃(熔融石英、石英、硼硅酸盐)和III-V基板的经验。
TOP 8、ASIA PACIFIC MICROSYSTEMS
ASIA PACIFIC MICROSYSTEMS(APM)成立于2001年,是全球主要的MEMS组件开发和生产商。早期,APM作为MEMS器件的集成器件制造商运营,特别强调压力传感器和光学元件的产品开发。几十年来,APM在开发各种MEMS器件方面积累了丰富的经验,包括传感器、执行器和微型元件。
自2007年以来,凭借其在MEMS方面的生产和专业知识,以及丰富经验,该公司的业务重点转为纯粹的MEMS代工,通过扩展更先进的MEMS组件的开发来发展业务。APM目前拥有一个6英寸晶圆厂,拥有专用的微机械加工工具以及完整的MEMS加工能力。
TOP 9、VIS-Vanguard(世界先进)
VIS(世界先进积体电路)是我国宝岛台湾TOP晶圆代工厂之一。2019年,世界先进以2.36亿美元收购了Globalfoundries(格芯)新加坡8吋厂,包含厂房、厂务设施、机器设备与 MEMS IP等业务,该厂现有月产能约 3.5 万片 8 吋晶圆。该厂的核心业务是MEMS 代工。因此世界先进顶替了之前格芯的MEMS全球市场份额。
TOP 10、Philips Innovation Services
飞利浦是全球电子业巨头,Philips Innovation Services(飞利浦创新服务部)是其一部分,在荷兰埃因霍温运营着一座MEMS晶圆代工厂。
虽然飞利浦早年将半导体业务拆分,独立成立恩智浦半导体公司(NXP),之后退出半导体制造业。但飞利浦仍然保留了荷兰埃因霍温的晶圆代工厂,因此该MEMS代工市场份额属于飞利浦而非NXP。
该晶圆厂随后被用于在内部和外部提供MEMS和微装配服务。在2,650平方米的洁净室中雇用了大约140人,其中大约70人从事MEMS工作,70人从事微型装配。该团队可以为MEMS工艺开发以及MEMS制造和原型制作提供帮助。
飞利浦的MEMS代工厂能够处理从Ag到Zn的材料,包括CMOS禁止材料、合金、电介质和聚合物,如Parylene,并且可以将它们放置在各种基板上,包括硅、化合物半导体和玻璃。
该厂可以生产各种类型的MEMS设备,特别是在印刷和医疗电子应用中生产微流体设备方面成绩斐然。该集团还提供各种晶圆键合技术,包括专有的粘接技术,MEMS-last CMOS晶圆集成和后端工艺,如微装配和MEMS器件测试。
TOP 11、Tower SEMI
Tower Jazz(高塔半导体)1993年于以色列成立,成立后相继收购了美国国家半导体、美光、Maxim Integrated Products等公司的晶圆厂,以及晶圆代工厂商Jazz Semiconductor公司,2022年被因特尔收购。高塔半导体式以色列第一大晶圆代工厂,也是全球主要晶圆厂之一。
Tower SEMI提供大批量MEMS制造解决方案,支持高端加速度计、陀螺仪、振荡器、电源管理控制器、音频传感器和执行器、射频MEMS调谐器、红外像素阵列传感器以及驱动器等应用。
Tower SEMI在全球的6英寸,8英寸和12英寸制造工厂中,将新技术从创意转化为批量生产,拥有超过15年的大批量MEMS制造能力。
TOP 12、BOSCH
BOSCH(博世)是一家德国半导体和电子业巨头,与美国博通合称为全球MEMS两大巨头。近几年,随着博世传感器业务的蓬勃发展,博世一家甩开博通,逐渐成为全球MEMS传感器第一企业。
博世的MEMS代工销售额全部来自自己的MEMS传感器需求,是一家典型的IDM厂商。博世所有 MEMS 传感器均在德国罗伊特林根 (Reutlingen)制造,制造过程需要三个多月的时间,数百个步骤。目前,博世正在德国建设一条12英寸MEMS晶圆产线。
TOP 13、UMC
UMC(联华电子)成立于1980年,是我国宝岛台湾的主要晶圆代工厂之一。联电大部分的十二吋和八吋晶圆厂及研发中心位于台湾,另有数座晶圆厂在亚洲其他地区。联电现共有十二座晶圆厂,月产能总计约80万片,主要为八吋成熟制程晶圆。
联电的MEMS代工产线主要为8英寸晶圆线,包括麦克风、惯性传感器、压力传感器和环境传感器(温度/湿度传感器、气体传感器)等MEMS产品,已经出货超过数十万片晶圆。
TOP 14、STMicroelectronics
STMicroelectronics(意法半导体,ST)是一家国际性IDM企业,总部在瑞士日内瓦。意法半导体也是全球传感器巨头,全球TOP 4的MEMS传感器厂商,其MEMS代工销售额主要来自于自身传感器业务的需求。
TOP 15、ROHM
ROHM(罗姆)是全球知名的半导体和传感器厂商,擅长利用薄膜压电元件的MEMS工艺,基于其子公司LAPIS Semiconductor Miyazaki建立的制造工艺,可提供针对各种市场和应用而优化的压电MEMS。
ROHM的MEMS工艺利用薄膜压电元件提供的主要优点包括:综合生产系统中,可实现高质量和灵活的产品制造和控制;使用6英寸和8英寸晶圆;全天候运行可加速开发,同时实现早期生产启动。
TOP 16、Semefab
Semefab成立于1986年,位于英国苏格兰,以Fabless芯片设计公司起家,后拥有自己的晶圆产线,目前MEMS代工是Semefab的最大业务版块。
Semefab生产各种MEMS传感器,可为全球许多OEM提供代工服务。产品包括气体流量传感器,基于质量流量原理的客户定制技术,薄膜上带有微加热器和温度传感器;气体浓度传感器,采用定制技术,可实现基于特定气体的电阻变化;应变计,使用专用材料的压电效应定制技术。此外,还有液体粘度传感器和血液分析传感器等。
Semefab有一系列的专有技术,如Micro Hot Plate,可创建适用于气体光谱测定的宽带红外(IR)光源;热电堆,用于非接触温度检测;呼吸传感器,易于佩戴,用于监测呼吸状况,睡眠呼吸暂停等。
▲来源:Yole,赛微电子
结语:MEMS中国力量正在崛起
今年的全球MEMS晶圆厂排名榜单较往年不同的亮点是,目前中国大陆规模最大的MEMS代工厂中芯集成,进入了榜单第5位,成为全球MEMS产业中新的一股中国力量。
中国传感器技术卡脖子的地方很多,但其中最为致命和严峻的部分就是传感器芯片。
随着中国对MEMS智能传感器的重视,近年来,中国MEMS晶圆厂建设增多、加快,增芯科技12英寸MEMS晶圆产线等多条MEMS量产线/中试线在动工建设,中国MEMS产业正在快速崛起。