http://kadhoai.com.cn 2026-04-27 08:51:04 來源:敏芯微電子 李剛
【導讀:傳感網是中國未來發展的經濟引擎,發展傳感網將對中國未來國際政治經濟地位產生重大影響。而“感”做為傳感網中的核心環節之一,將催生中國的MEMS產業,在傳感網各個環節中最具發展空間。政府在如何發展MEMS產業方麵大有可為。】
發展傳感網將對中國未來國際政治經濟地位產生重大影響
2008niansuizhequanqiujingjiweijidebaofa,meiguoduonianlaitongguojinrongjikejishouduanjianlidebuhelideshijiejingjijiuzhixuzhongyudaota。zaixindeguojijingjizhixujianliguochengzhong,zhongguonengfoushunlishixianjingjifazhanmoshidezhuanbian,jiangzhijiejuedingzhongguoweilaizaiguojishehuizhongsuochudezhengzhijingjidiwei。
guoqujishinianli,meiguoyifangmiantongguojinrongshouduankongzhishijieziyuan,lingyifangmianzetongguogaokejibuduantigaoshengchanxiaolv,congeryonggaoshengchanxiaolvdechanpinlaijinyibuhuanqufazhanzhongguojialianjiadedishengchanxiaolvziyuan。yumeiguodefazhantujingbutong,zhongguoguoqushijinianGDP的發展主要依靠三駕馬車:出口、投資與消費。其中出口大部分來自於廉價資源的輸送(人力資源、土地、生產資料等),所以才有“幾億條牛仔褲換取一架飛機”的心酸GDP。touzizezhuyaolaiziyuguojiacaizhengshourudezengjiaerdailaidetouru,qizhongguojiacaizhengshourudezengjiazaihendachengdushanglaiziyutouzhiweilaitudiziyuanzhishouyi。erxiaofeizaiGDP中的比重在發展過程中卻不斷降低。
中(zhong)國(guo)要(yao)擺(bai)脫(tuo)被(bei)發(fa)達(da)國(guo)家(jia)剝(bo)削(xue)資(zi)源(yuan)的(de)狀(zhuang)態(tai),就(jiu)一(yi)定(ding)要(yao)進(jin)行(xing)產(chan)業(ye)結(jie)構(gou)調(tiao)整(zheng),占(zhan)領(ling)科(ke)學(xue)技(ji)術(shu)的(de)製(zhi)高(gao)點(dian),提(ti)高(gao)生(sheng)產(chan)效(xiao)率(lv)來(lai)換(huan)取(qu)別(bie)國(guo)低(di)生(sheng)產(chan)效(xiao)率(lv)資(zi)源(yuan),進(jin)而(er)擺(bai)脫(tuo)被(bei)發(fa)達(da)國(guo)家(jia)剝(bo)削(xue)的(de)現(xian)狀(zhuang)。目(mu)前(qian),中(zhong)國(guo)過(guo)去(qu)十(shi)年(nian)依(yi)仗(zhang)的(de)房(fang)地(di)產(chan)業(ye)更(geng)多(duo)的(de)提(ti)高(gao)了(le)很(hen)多(duo)行(xing)業(ye)的(de)產(chan)能(neng)(如鋼鐵、水泥等),而沒有大幅度提高生產效率,隻是透支和消耗將來資源,並不具備可持續性。因此,中國需要培育一個類似於美國當年“星球大戰計劃”的國家經濟發展引擎,以帶動國家整體科技水平的發展和生產效率提高,並替代目前的房地產業,幫助中國實現經濟發展模式的轉變。
在這樣的曆史背景下,溫家寶總理在無錫考察時,高瞻遠矚地提出“傳感網”這一信息化國家策略。傳感網被認為是繼計算機、hulianwangheyidongtongxinzhihoudexinyilunxinxijishugeming,shixinxijishulingyuweilaijingzhengdezhigaodianhechanyeshengjidehexinqudongli。fazhanchuanganwangchanyebujinshiwoguotishengxinxichanyehexinjingzhengli、增創發展新優勢的戰略選擇,也是改造提升傳統產業、提升社會信息化水平的重要途徑,對經濟發展和社會生活都將產生重要影響。
zongligeidajiazhimingleweilaizhongguoxinxihuafazhandefangxiang,tongshiyegeidajialiuxialeyigemingti,jiruhefazhanchuanganwangchanye,yunyubingfazhanchuxindexingye,daidongchuanganwangchanyelianzhonggeqiyedefazhan,daidongguojiawanyiGDP的發展,使傳感網產業成為未來中國新的經濟引擎。
MEMS產業在整個傳感網產業中最具發展空間
顧名思義,傳感網包括“傳”(數據轉化及傳輸,集成電路)、“感”(數據采集,傳感器)以及“網”(數據處理,應用)三個核心環節。
由於目前“網”(應用)huanjiezhijiemianduiguoneizhongduankehu,qiezhongguozairuanjianfangmianyufadaguojiadechajubingfeihenda,zhongguoqiyezaizhegehuanjieyouzhetianrandeyoushi,yinciwentidehexinshinengfouyi“網”(應用市場)來帶動“傳”(集成電路)“感”(傳感器)環節。如果“網”(應用市場)做的很好,但是在“傳”(集成電路)和“感”(傳感器)環節仍為國外把控,那麼傳感網則隻是另外一個PC產業,即使中國有Lenovo,但是其內部核心部分皆為國外掌控,隻有低端的外圍部分為國內生產。這也明顯違背了總理提出傳感網這一國家信息化策略的初衷。
而在“傳”(集成電路)環節方麵,中國在過去幾十年內則一直處於落後地位。傳感網的出現為中國扭轉這種落後局麵提供了最佳機會。這主要得益於:一方麵,半導體的技術升級已接近極限,半導體產業已由技術競爭轉變為規模競爭和標準競爭;lingyifangmian,chuanganwangduibandaotiqiyeeryanshiyigexinxingshichang,zhongguoyoujihuitongguozhidingzijidebiaozhun,weijingneibandaotiqiyedefazhanjiejuebiaozhunzheyixiantianfazhanquexian,peiyuchujuyouquanqiuyingxianglideIC設計公司。
就半導體的技術特點而言,集成電路類似於人類的數據處理中心——“大腦”,龐大的半導體產業是建立在一個“腦細胞”——“晶體管”的基礎上,而所有功能的實現則通過“神經網絡”——“互連”得以實現。自從平麵製造工藝以及集成電路發明以來,人們在隨後的幾十年內做的主要工作就是按照“摩爾定律”——buduandisuoxiaojingtiguanyishixianzaidanweimianjineijichenggengduodejingtiguanlaishixianyuelaiyuefuzadegongneng。xifangfadaguojiazaiguoqujishinianzhongjiushipingjieduibandaotijishudebuduanshengji,chenggongduizhongguoshixingzuji,rangzhongguodebandaotichanyeyizhichuyuxiangduiluohoudezhuangtai。suoxingdeshi,bandaotidejishushengji(摩爾定律)已經接近極限,目前集成電路已進入SOC(system on chip,芯片係統)階段,由技術競爭轉變為規模競爭以及標準競爭。例如高通公司正是憑借其CDMA標準在短時間內成為世界最大的IC設計公司,而台灣聯發科公司則憑借其規模優勢成為ICshejigongsidexinrui。danzaimeiyouxinxingshichangchuxiandeqingkuangxia,zhongguobandaotigongsikeqiangzhandezhishiyixieguimobudadefengxishichang,tanbushangfazhanzhuangda。liruzaifengxishichangzhongshengcunbingfazhanderuidike(主要生產銷售手機外圍芯片)、格林微(主要生產銷售CMOS圖像傳感器)、瑞芯微(多媒體芯片)等。
因此,傳感網的出現對中國半導體企業而言是一個新的發展機會。中國近十年來通過國家的巨大投入、鼓勵並吸引海外高端IC設(she)計(ji)人(ren)才(cai)回(hui)國(guo)創(chuang)業(ye)等(deng)方(fang)式(shi),成(cheng)功(gong)地(di)縮(suo)小(xiao)了(le)中(zhong)國(guo)與(yu)發(fa)達(da)國(guo)家(jia)在(zai)技(ji)術(shu)上(shang)的(de)差(cha)距(ju),這(zhe)使(shi)得(de)中(zhong)國(guo)在(zai)傳(chuan)感(gan)網(wang)的(de)發(fa)展(zhan)初(chu)期(qi)可(ke)以(yi)建(jian)立(li)自(zi)己(ji)的(de)技(ji)術(shu)標(biao)準(zhun)。技(ji)術(shu)標(biao)準(zhun)的(de)確(que)立(li)可(ke)以(yi)為(wei)境(jing)內(nei)企(qi)業(ye)解(jie)決(jue)標(biao)準(zhun)這(zhe)一(yi)發(fa)展(zhan)缺(que)陷(xian),以(yi)市(shi)場(chang)培(pei)育(yu)產(chan)業(ye),一(yi)舉(ju)改(gai)變(bian)中(zhong)國(guo)企(qi)業(ye)數(shu)十(shi)年(nian)的(de)行(xing)業(ye)落(luo)後(hou)局(ju)麵(mian)。
相對於上述兩個環節,傳感網在“感”(傳感器)zhegehuanjiedeqiyezemianlingengdadelishijiyu。chuanganwangshiyouxuxuduoduogongnengxiangtonghuobutongdechuanganqijiedianzucheng,meiyigechuanganqijiediandeshujucaijimokuaiyoururendegegeganjiaoqiguan,baokuoduozhongchuanganqiyiceliangsuozaizhoubianhuanjingzhongdeshengyin、光、熱、紅外、振動等信號。
傳感網的特殊應用對傳感器提出了微型化、功耗低、價格低、可靠性高、抗幹擾性強等要求。傳統傳感器通常有著體積大、功耗高、價格高、可靠性差等缺點,不能滿足傳感網節點的要求,而微電子機械加工(MEMS)技術的發展為傳感器的上述要求提供了解決辦法。如果說半導體產業是利用先進製造技術把人最核心的部分“大腦”進行微型化,那麼MEMS產業則是利用微加工這種先進製造工藝將“人”整個係統進行微型化,其中包括人的感覺器官,即傳感器。
近年來,MEMS(微電子機械係統)技術推動著半導體界"超越摩爾定律"的變革,在國內外得到了迅猛的發展。世界經過昨天的真空電子管時代,正跨越現在的固體電子時代進入明天的MEMS時代。MEMS產品將廣泛應用於汽車、工業控製、航天及醫療等領域。2010年全球MEMS市場將突破100億美元。與成熟的半導體產業逐漸降低的毛利率相比,MEMS作為一個新興的產業,因其較高的技術壁壘,一直保持著可觀的利潤率。雖然目前全球MEMS市場規模與半導體產業3,000億美金的市場規模相距甚遠。但是MEMS做為一個全球新興市場,當前所處發展階段相當於半導體產業在70年代剛剛興起的時候,發展潛力巨大。
關於如何發展MEMS產業的思考
在上述行業大背景下,中國MEMS產業麵臨著眾多優勢及機遇。首先,中國作為一個大國,有著人力資源的優勢:
·中國有著眾多國家基金支持(如863、973、電子發展基金、核高基等)的研究所及大學,培養了眾多的MEMS專業人才,涉及到了MEMS基礎研究的各個方麵(材料、工藝、器件、可靠性、封裝等等),可以滿足基礎研發的需求。
·中國擁有龐大的在美國及歐洲留學及工作的MEMS人才,如加以利用,可以解決高端研發人才缺乏的問題。
其次,中國MEMS產業更多的機遇則來自於現有的產業環境:
·市場時機方麵:MEMS產業在全球範圍內尚屬新興行業,國內外企業都還處於跑馬圈地的過程中,這為中國MEMS產業迎頭趕上國際先進水平提供了較好的戰略時機。
·市場空間方麵:傳感網的國家策略為國內MEMS產業的發展提供了巨大的市場機遇。
·工業基礎方麵:中國的MEMSchanyekeyizaixianyoudebandaotigongyejichugaijinfazhan,shidangtouruyixiezhuanyoushebei,buxuyaozhongfujianshe,jikeyijiejuebandaotichanyezhongluohouchannengwenti,weixianyouxiangdangbufenbandaotiqiyekaipixindefazhankongjian,youkeyizaijiaoduanshijianneishixianMEMS產業的較大發展。就芯片加工而言,大量存在的4、6、8寸矽片代工廠為發展中國的MEMS產chan業ye奠dian定ding了le良liang好hao的de工gong業ye基ji礎chu,而er美mei國guo由you於yu早zao就jiu將jiang中zhong低di端duan矽gui片pian生sheng產chan向xiang中zhong國guo轉zhuan移yi,因yin此ci並bing不bu存cun在zai這zhe樣yang完wan備bei的de具ju有you梯ti次ci的de加jia工gong體ti係xi。這zhe是shi中zhong國guo特te有you的deMEMS工業發展優勢。具體而言,與半導體不斷按比例縮小特征尺寸的特點不同,MEMS產品在一定尺寸範圍內,不需要不斷縮小尺寸。這就意味著中國現在所謂的半導體“落後產能”可以在MEMS產業大放異彩。例如4寸矽片代工廠在半導體產業已經毫無競爭力,然而卻很適合MEMS產業中“小批量,多品種”的高附加值的高端產品的開發。6寸矽片代工廠則適合大量的分立MEMS器件的開發,而8寸矽片代工廠則更適合集成MEMS器件的開發。就產品封裝而言,國內現有大批技術相對落後的半導體封裝廠,略加改造後,這些封裝廠就很適合開發MEMS封裝技術。
·行業特點方麵:與半導體產業黃金“摩爾定律”不同,MEMS的黃金定律則為“一類產品線,一種製造工藝”。對半導體而言,做“腦細胞”的工藝是一樣的,因此可以不斷複製,而對MEMS而言,做眼睛的工藝很難來做鼻子,做鼻子的工藝很難來做耳朵。MEMS的de目mu前qian這zhe種zhong製zhi造zao工gong藝yi非fei標biao準zhun化hua的de特te點dian就jiu決jue定ding了le現xian在zai沒mei有you一yi個ge公gong司si覆fu蓋gai全quan部bu市shi場chang,形xing成cheng壟long斷duan地di位wei。這zhe樣yang就jiu留liu了le足zu夠gou的de戰zhan略lve發fa展zhan空kong間jian給gei中zhong國guo的deMEMS公司。
隨著近幾年MEMS市場的興起,全球最大的幾家半導體代工廠(例如台機電、聯電)都已開始介入MEMS產業,除此之外,國內一些半導體代工大廠也已開始進入MEMS代工領域,如中芯國際、上海先進半導體等,這為國內MEMS芯片製造提供了很好的生產平台。
盡管中國的MEMS產業麵臨良好的發展機遇,但不容忽視的是,與國外MEMS產業界相比,目前國內MEMS產業的發展存在以下問題:
·缺乏MEMS產業鏈的支持。國內要發展MEMS產業,則必須要象半導體產業那樣建立從器件模型、模擬工具、製造加工到封裝測試等完整產業鏈的支持。雖然目前國內有發展MEMS產業鏈良好的工業基礎,但是由於代工廠以及封裝廠對新興MEMS產業的陌生,並沒有開展相關MEMS業務。此外,代工廠以及封裝廠也缺乏相關技術來源。上述因素導致中國在MEMS產業鏈方麵的建設基本處於空白狀態。
·缺乏高端研發人員,與歐美發達國家相比,我們的研發水平相對較低,從基礎研究上就處於落後地位;亦缺乏經驗豐富的本土MEMS工程師,導致產業化難度較大。
·沒有MEMS產業的工業積累,國內一些科研院所普遍仍處於摸索狀態,基本集中於某些不計成本、滿足特定目的、小批量的特種MEMS傳感器製造,如國防應用。
·國內創業環境較差,對很多MEMS初創公司來說較難募集到資金。
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由於存在上述發展障礙,國內外的MEMS技術差距正在不斷增大。目前國內絕大部分MEMS公司的技術能力隻能達到壓力傳感器的初級水平,惟有蘇州敏芯微電子技術有限公司(以下簡稱“敏芯”)zaijishunandugenggaodeguimaikefenglingyuqudeletupo,jishunengliyidadaoguojixianjinshuiping。eryuzhixiangduideshi,guowaigongsiyijingzaijishunanduxiangduijiaogaodelingyubuduantupo,ruweitouyingyi、單芯片相機、微型燃料電池、矽振蕩器等等。
如果不及時對國內的MEMS產業實施扶持,則日後MEMS產業大有可能步半導體產業的後塵,陷入競爭力不強、回報率太低的惡性循環。具體而言,MEMSzuoweiyigexinxingjishu,qiyanfazhouqijiaochangqiezijintourujuda。zhongguoruguobunengjishigenshangguowaiyanfabufa,suizheshijiantuiyi,jishizhongguozaiyihouzhangwolemouxiehexinjishu,danshijieshikenengyouluorulezhishichanquandexianjing。leisiyugaotonggongsilongduanCDMA市場的案例,在一些大的MEMS市場,國外大公司事實上已經形成了技術以及知識產權的壟斷,如德州儀器公司壟斷了DLP(數字投影儀)市場,惠普等企業壟斷了噴墨打印頭市場等等。
綜上所述,國內的MEMS產業雖然麵臨大好的發展機遇,但也存在不容忽視的問題。那麼中國該如何發展自己的MEMS產業?在此方麵,結合敏芯多年的實戰經驗,建議政府在以下方麵進行突破:
shouxian,zhanzaiquanjudeweizhi,zuohaokexuedequanchanyelianguihua。yiminxinfazhanzhongyudaodewentiweili,zaichanpinyanfachuqi,chuchuanggongsixuyaoyouyigelianghaodeyanfapingtai,erchuchuanggongsibukenengduzijianlicipingtai。minxindecelveshiyuzhongkeyuannamisuojinxinghezuo,jieyongqipingtaijinxingyanfa。yinciyigegonggongdeduiquanshehuikaifadeyanfapingtaiduifazhanMEMSchanyeyouweizhongyao。dangminxinwanchengchanpinyanfahou,queyoumianlinchanyelianziyuanzhenghewenti。minxindecelveweijishuzhengtizhuanyizhidaigongchangbingweituoqidaigong。congminxinfazhanguochengzhongyudaodekunnankeyikandao,MEMS要想順利地實現產業化,則政府應主動打造“MEMS初創公司—公共研發平台—代工廠—封裝廠”的全產業鏈全局而非分割規劃的模式,讓產業鏈各個環節的企業在早期就通過政府的推動建立起戰略合作的關係。
其次,提供專項資金支持,並提高其利用效率。如前所述,國內發展MEMS產業擁有良好的工業基礎,同時亦麵臨千載難逢的市場機遇,而如何打破國外MEMS公司的技術壟斷則是中國MEMS產業能否順利突圍的重點。目前,集成電路行業得到了國家大量資金的支持,如“核高基”等重大專項等,而MEMS傳感器作為傳感網的核心環節,更應當得到國家大力的支持。政府資金支持應改變“體製內流通”以及“少而廣”的模式,在全社會範圍內選擇技術領先的企業予以重點支持。敏芯在產業鏈不成熟時,堅持對MEMS全產業鏈各個環節進行研發,為推動產業鏈整合,主動將研發成果與產業鏈上其他環節的戰略合作夥伴分享,如敏芯將MEMS麥(mai)克(ke)風(feng)工(gong)藝(yi)研(yan)發(fa)成(cheng)果(guo)轉(zhuan)移(yi)入(ru)中(zhong)芯(xin)國(guo)際(ji),將(jiang)封(feng)裝(zhuang)工(gong)藝(yi)轉(zhuan)移(yi)入(ru)傳(chuan)統(tong)麥(mai)克(ke)風(feng)廠(chang)商(shang),協(xie)助(zhu)其(qi)進(jin)行(xing)技(ji)術(shu)繼(ji)產(chan)品(pin)升(sheng)級(ji),而(er)所(suo)有(you)研(yan)發(fa)費(fei)用(yong)皆(jie)為(wei)自(zi)籌(chou)。大(da)量(liang)的(de)研(yan)發(fa)費(fei)用(yong)給(gei)敏(min)芯(xin)造(zao)成(cheng)了(le)較(jiao)大(da)的(de)負(fu)擔(dan),限(xian)製(zhi)了(le)其(qi)它(ta)產(chan)品(pin)線(xian)的(de)研(yan)發(fa)。因(yin)此(ci)希(xi)望(wang)政(zheng)府(fu)能(neng)對(dui)體(ti)製(zhi)外(wai)、能帶動MEMS產業技術進步的、具備研發優勢的企業予以重點支持,從而提高專項資金的利用效率。
再次,政府引導與市場運作相結合。在MEMS產業發展初期,短期內利用政府的行政推動力量,鼓勵技術創新,培育重點企業,打造MEMS產業鏈,奠定發展MEMS產業的良好基礎。同時,也應充分利用市場配置資源的作用,讓各優勢企業自由結合,發揮企業的主動性與積極性,奠定MEMS產業長期發展的長效機製。
綜上所述,傳感網是中國未來發展的經濟引擎,發展傳感網將對中國未來國際政治經濟地位產生重大影響。而“感”做為傳感網中的核心環節之一,將催生中國的MEMS產業,在傳感網各個環節中最具發展空間。政府在如何發展MEMS產業方麵大有可為。