从大学实验室到商业代工厂的MEMS技术转移

逍遥设计自动化

引言
将微机电系统(MEMS)从大学实验室原型转移到商业生产是MEMS器件开发过程中的重要阶段。本文探讨了从学术研究到商业代工厂成功转移MEMS技术的基本步骤、关键考虑因素和最佳实践方法[1]。

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大学实验室在MEMS开发中的角色

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图1展示了大学实验室的三个主要服务领域：MEMS创新、MEMS解决方案和技术战略
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5 |% e+ q* r8 }) HAMFitzgerald & Associates提供全方位的MEMS开发服务，主要包括三个领域：通过MEMS创新开发新颖设计和知识产权、通过MEMS解决方案建立制造和市场路径、通过技术战略提供MEMS专家的关键见解。该公司在从初始概念到最终生产的整个开发过程中提供全面支持。

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图2展示了从战略到封装测试的完整开发服务时间线

开发过程系统地经历多个阶段：战略、设计与建模、工艺集成、原型与小批量制造、代工厂生产和封装测试。这种综合方法确保了各阶段之间的顺利过渡，同时保持对批量生产目标的关注。
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评估代工厂转移准备工作
( W' ?$ Y$ [' f' m: U在启动代工厂转移之前，组织必须仔细评估准备情况。多个关键标准决定MEMS项目是否已做好商业生产准备。

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图3展示了生产订单时间表和代工厂准备要求
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具备代工厂转移条件的组织通常表现出稳定的工艺流程和掩模设计，维持超过100万美元/年的充足预算，确认1-2年的订单计划，拥有明确的成本目标，并建立了稳定的客户基础。

  n" C. Z& j" E相反，仍在探索器件物理特性、需要大量实验、缺乏对设计参数的充分理解或运营资金不足的项目应在尝试代工厂转移之前继续开发。
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1 D% i8 w$ Q% o  }8 i% R建立制造生态系统
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图4展示了围绕MEMS产品公司的复杂生态系统

8 ]; J. i6 z% l! W成功的MEMS生产需要在复杂的生态系统中协调多个合作伙伴和供应商。这个网络包括工艺平台、特种材料供应商、MEMS和集成电路代工厂、测试服务、封装供应商、EDA软件公司、ASIC设计公司、市场研究机构和各类测试服务提供商。

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了解代工厂选项和选择
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0 x% v5 Q0 E% J9 F图5显示了2014年顶级MEMS代工厂收入柱状图

MEMS代工厂格局包括STMicroelectronics、台积电和格芯等主要企业。选择标准不仅包括技术能力，还包括业务兼容性和长期合作潜力。

对于年产量低于100片晶圆的小批量生产，全球各地的专业代工厂提供针对性服务，包括美国的Micrel和MEMSCAP、荷兰的LioniX和Micronit以及日本的MEMS Core等知名企业。

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' I. o+ o  F9 l- p! g, Q  K* d& v时间线和流程管理
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图6展示了详细的生产爬坡时间线

从初次接触代工厂到实现批量生产通常需要至少18个月。这个过程包括代工厂讨论、合同谈判、技术转移、可行性测试、多轮原型迭代和大量试产，最后才能达到全面生产。

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7 O2 {, ?0 x: E5 @0 {结论
9 ?! h9 D2 }: Y4 p7 p3 g3 n; p将MEMS技术从大学实验室转移到商业代工厂是一个复杂但可实现的过程，需要周密计划、充足资源和牢固的合作伙伴关系。组织必须全面评估准备情况，选择合适的合作伙伴，并在整个开发周期中保持有效沟通。成功的关键在于认识到这种转变不仅是技术挑战，更是需要耐心、专注和战略思维的全面业务转型。通过遵循既定最佳实践并从常见陷阱中吸取教训，组织可以有效管理这一关键转型，同时降低风险，优化成果，在MEMS市场取得长期成功。
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参考文献
[1] M. Fitzgerald, "How to Successfully Transfer MEMS from University Lab to a Commercial Foundry," presented at Transducers 2015, Anchorage, AK, USA, Jun. 23, 2015.
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