MEMS市場将迎來高速增長；
中國MEMS将步入黃金機遇期。國内MEMS代工廠亟需從自身實際出發，把握這個曆史性機遇。
MEMS的全稱是微型電子機械系統（Micro Electromechanical System），利用半導體制造技術和材料，将傳感器、執行器、機械機構、信号處理和控制電路等內建于一體的微型器件或系統，其内部結構一般在微米甚至納米量級，主要包含兩個部分：傳感器和執行器。其中傳感器是用于探測和檢測實體、化學、生物等現象和信号的器件，而執行器是用于實作機械運動、力和扭矩等行為的器件。
與傳統的機械傳感器相比，MEMS傳感器具有體積小、內建化、智能化、低成本等優點，可以滿足物聯網時代對于傳感器的要求。
随着物聯網在半導體中的日益普及、對智能消費電子和可穿戴裝置的需求不斷增加，以及工業和家庭中自動化的日益普及，MEMS市場将迎來高速增長。
據Yole Développement （Yole）資料，2020年MEMS市場價值近121億美元，同比增長超過2%。在經曆了2019年和2020年的疲軟之後，Yole 的分析師預計該市場在2021年将增長11%，達到134億美元。到2026年，MEMS市場預計将達到 182 億美元，複合年增長率約為7%（2020-2026年）。
MEMS是多學科交叉的複雜系統，整個産業鍊涉及設計、制造、封裝測試、軟體及應用方案環節。本文将主要聚焦MEMS代工市場的發展情況。
三類主要參與者
據Statista資料，2016年至2021年期間全球200毫米半導體制造廠按産品類型的增長情況，其中，MEMS産品以60%的增長速度排名第一。MEMS市場一觸爆發，屬于MEMS代工廠的時代也終将來臨。
圖源：Statista
目前 MEMS 代工市場主要有三類參與者：
（1）純MEMS代工廠
純MEMS代工企業不提供任何設計服務，企業根據客戶提供的MEMS晶片設計方案，進行工藝制程開發以及代工生産服務。代表企業有Silex Microsystems、Teledyne DALSA、Asia Pacific Microsystems（APM）、Innovative Micro Technology（IMT）等。
（2）IDM企業代工廠
IDM企業即垂直整合器件制造商，該類廠商除了進行內建電路設計之外，一般還擁有自有的封裝廠和測試廠，其業務範圍涵蓋內建電路的設計、制造、封裝和測試所有環節。在滿足自身晶圓制造需求的同時，IDM企業會将剩餘的産能外包，提供MEMS代工服務。代表企業主要為全球晶片行業巨頭，如意法半導體（ST）、德州儀器（TI）、索尼等。
（3）涉足MEMS的傳統IC代工廠
涉足MEMS的傳統IC代工企業以原有的CMOS産線為基礎，嵌套部分特殊的生産MEMS工藝技術，将部分舊産線轉化為MEMS 代工線。由于批量生産能力突出，該等企業往往會集中向出貨量較高的消費電子領域 MEMS 産品提供代工，該類代工企業以台積電（TSMC）、Global Foundries（格芯）等為代表。
近幾年，Fabless模式的MEMS器件制造商發展迅速，獨立的MEMS代工廠努力尋求标準化的工藝以提升規模經濟，減少制造時間和降低成本，使得獨立的MEMS代工廠快速成長，但目前IDM代工仍處于市場上司地位。
以下是Yole報告出具的2019年MEMS代工銷售額排行榜。（一般情況下，MEMS Foundry也兼具半導體Foundry的功能，此處僅僅是MEMS Foundry的銷售額統計）
圖源：Yole
經集微咨詢（JW insights）整理分析，排名前18的MEMS代工廠商基本是國外廠商。國内方面，隻有中國台灣地區的台積電、台灣亞太優勢微系統（APM）、世界先進（VIS）、聯電入列。
國内MEMS代工現狀
如上表，已基本羅列國外MEMS代工的基本情況，那麼，國内MEMS代工現狀又如何？
集微咨詢（JW insights）整理了中國大陸MEMS代工的主要廠商，包括中芯國際、華虹宏力、上海先進、賽微電子、士蘭微、華潤微電子、罕王微電子等企業，基本以 6 英寸和 8 英寸産線為主。
值得一提的是，賽微電子（原耐威科技）于2015年啟動對全球領先的純MEMS代工企業——瑞典Silex Microsystems AB的收購案，并于2016年實作100%控股。收購之後，賽微電子的工藝水準、标準化程度不斷提升，極大提升了國内MEMS代工水準。與此同時，賽微電子引入國家大基金，同步在國内投建MEMS代工産線。2020年10月，賽微電子首條北京8英寸MEMS國際代工線通線投産，新增産能1萬片/月。 今年6月，賽微電子“8英寸MEMS國際代工線建設項目”（FAB3）符合竣工驗收的各項條件，同意項目竣工驗收，該8英寸 MEMS 國際代工線設計總産能為3萬片MEMS晶圓/月。
傳統晶圓代工廠方面，中芯國際和華虹宏力的MEMS 代工也有了一定的工藝積累。
中芯國際的MEMS方案主要集中在MEMS麥克風、加速度計、陀螺儀、壓力、顯微鏡、超音波傳感器、射頻器件。2018年3月，中芯國際、紹興市政府、盛洋集團共同出資設立中芯內建電路制造（紹興）有限公司。中芯紹興布局MEMS、MOSFET、立足場截止型（Field Stop）IGBT 結構。根據2021年7月的消息，中芯紹興産能爬坡已至7萬片/月，良品率達99%以上。
華虹宏力在上海金橋和張江共有三座8英寸晶圓廠（華虹一廠、二廠及三廠），月産能約18萬片。在8英寸制造平台上，華虹實作MEMS器件與标準CMOS工藝及生産線的全相容，已流片的産品包括磁力計、加速度計、壓力傳感器等。
根據 SEMI的統計，MEMS＆傳感器代工産能将從2019年的390萬片/月增加至2023年的470萬片/月。另外，《2020年中國MEMS制造白皮書》還具體指出，2019年中國MEMS對應晶圓需求共計70.78萬片，其中6寸晶圓需求為36萬片，占比達到 51%，8寸晶圓需求增長較快達到34.78萬片，占比49%接近6寸晶圓。從MEMS産品對應需求來看，MEMS麥克風所需8寸晶圓需求最高，其次是MEMS壓力傳感器所需6寸晶圓需求。
是以，集微咨詢（JW insights）認為，在中國MEMS産業即将步入黃金機遇期之際，也将是國内MEMS代工廠高速發展的機會。國内MEMS代工廠需不斷修煉“内功”，把握曆史性機遇。
國内MEMS代工機遇與挑戰并存
需要指出的是，在機遇面前，國内MEMS代工發展路上同樣将會面臨一些挑戰。
一方面，從工藝角度看，MEMS技術與IC技術有本質差異，技術核心領域在于工藝和制造。IC産業通過單一工藝即可支援整個産品世代，其産品制造技術标準化程度高，批量化生産相對簡易。而MEMS産品種類豐富、功能各異，工藝開發過程中呈現出“一類産品，一種制造技術”的特點。MEMS晶片或器件的種類多達上萬、個性特征明顯，除了采用相同的矽材料外，不同的MEMS産品之間沒有完全标準的工藝，産品參量較多，每類産品品種實作量産都需要從前端研發重新投入，工藝開發周期長，且量産率較傳統半導體生産行業相比更低，依靠單一種類的MEMS 産品很難支撐一個公司。
另一方面，從市場角度來看，目前本土MEMS産業明顯落後國際水準，國内市場嚴重依賴進口，市場佔有率基本被Bosch、ST、 ADI、 Honeywell、 Infineon、 AKM 等國際大公司寡頭壟斷，中高端MEMS傳感器進口比例達80%，傳感器晶片進口比例高達90%。集微咨詢（JW insights）認為，MEMS代工環節是掣肘國内MEMS産業發展的其中一個重要因素。代工環節的薄弱導緻好的設計無法迅速産品化并推向市場，極大地制約了國内MEMS産業的發展，産業中遊迫切需要有工藝經驗和高端技術的廠商填補窪地。
國内MEMS代工廠硬體條件雖與國際水準相近，但開發能力遠不及海外代工廠。國内MEMS 代工企業還未積累起足夠的工藝技術儲備和大規模市場驗證回報的經驗，加工工藝的一緻性、可重複性都不能滿足設計需要，産品的良率和可靠性也無法達到規模生産要求。是以商業化階段的本土設計公司更願意同海外成熟代工廠合作。
不過，近年來，國際貿易環境複雜多變，國内産業和市場端面臨着諸多挑戰，與此同時，也帶來了前所未有的機遇。首先是科創闆的設立，将加速MEMS企業優勝劣汰，促進行業快速發展；其次是新基建機遇，5G、物聯網市場将帶來的新需求；最後是國家對MEMS産業的支援力度将不斷加大。
随着國内MEMS制造水準的不斷提高，加之本地化服務和成本等優勢，MEMS制造環節向中國轉移的趨勢将更加明顯，這也将導緻中國的MEMS晶圓廠建設提速，進一步提升國内的MEMS制造的整體能力。
據悉，生産制造環節包括MEMS傳感器新工藝開發、MEMS傳感器加工中試工藝、MEMS傳感器批量制造技術等二級産業鍊環節。是以，集微咨詢（JW insights）認為，在MEMS生産制造環節，最重要的是建立起國産先進的MEMS平台，比如發展多尺寸相容的先進MEMS研發平台等。(校對/holly）