傳感網(wǎng)的特殊應(yīng)用對(duì)傳感器提出了微型化、功耗低、價(jià)格低、可靠性高、抗干擾性強(qiáng)等要求。傳統(tǒng)傳感器通常有著體積大、功耗高、價(jià)格高、可靠性差等缺點(diǎn)，不能滿足傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的要求，而微電子機(jī)械加工（MEMS）技術(shù)的發(fā)展為傳感器的上述要求提供了解決辦法。如果說(shuō)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)是利用先進(jìn)制造技術(shù)把人最核心的部分“大腦”進(jìn)行微型化，那么MEMS產(chǎn)業(yè)則是利用微加工這種先進(jìn)制造工藝將“人”整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行微型化，其中包括人的感覺(jué)器官，即傳感器。
近年來(lái)，MEMS(微電子機(jī)械系統(tǒng))技術(shù)推動(dòng)著半導(dǎo)體界"超越摩爾定律"的變革，在國(guó)內(nèi)外得到了迅猛的發(fā)展。世界經(jīng)過(guò)昨天的真空電子管時(shí)代，正跨越現(xiàn)在的固體電子時(shí)代進(jìn)入明天的MEMS時(shí)代。MEMS產(chǎn)品將廣泛應(yīng)用于汽車、工業(yè)控制、航天及醫(yī)療等領(lǐng)域。2010年全球MEMS市場(chǎng)將突破100億美元。與成熟的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)逐漸降低的毛利率相比，MEMS作為一個(gè)新興的產(chǎn)業(yè)，因其較高的技術(shù)壁壘，一直保持著可觀的利潤(rùn)率。雖然目前全球MEMS市場(chǎng)規(guī)模與半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)3,000億美金的市場(chǎng)規(guī)模相距甚遠(yuǎn)。但是MEMS做為一個(gè)全球新興市場(chǎng)，當(dāng)前所處發(fā)展階段相當(dāng)于半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)在70年代剛剛興起的時(shí)候，發(fā)展?jié)摿薮蟆?br>
在上述行業(yè)大背景下，中國(guó)MEMS產(chǎn)業(yè)面臨著眾多優(yōu)勢(shì)及機(jī)遇。首先，中國(guó)作為一個(gè)大國(guó)，有著人力資源的優(yōu)勢(shì)：中國(guó)有著眾多國(guó)家基金支持（如863、973、電子發(fā)展基金、核高基等）的研究所及大學(xué)，培養(yǎng)了眾多的MEMS專業(yè)人才，涉及到了MEMS基礎(chǔ)研究的各個(gè)方面（材料、工藝、器件、可靠性、封裝等等），可以滿足基礎(chǔ)研發(fā)的需求。其次，中國(guó)擁有龐大的在美國(guó)及歐洲留學(xué)及工作的MEMS人才，如加以利用，可以解決高端研發(fā)人才缺乏的問(wèn)題。
中國(guó)MEMS產(chǎn)業(yè)更多的機(jī)遇則來(lái)自于現(xiàn)有的產(chǎn)業(yè)環(huán)境，如：在市場(chǎng)時(shí)機(jī)方面：MEMS產(chǎn)業(yè)在全球范圍內(nèi)尚屬新興行業(yè)，國(guó)內(nèi)外企業(yè)都還處于跑馬圈地的過(guò)程中，這為中國(guó)MEMS產(chǎn)業(yè)迎頭趕上國(guó)際先進(jìn)水平提供了較好的戰(zhàn)略時(shí)機(jī)；在市場(chǎng)空間方面：傳感網(wǎng)的國(guó)家策略為國(guó)內(nèi)MEMS產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了巨大的市場(chǎng)機(jī)遇；在工業(yè)基礎(chǔ)方面：中國(guó)的MEMS產(chǎn)業(yè)可以在現(xiàn)有的半導(dǎo)體工業(yè)基礎(chǔ)改進(jìn)發(fā)展，適當(dāng)投入一些專有設(shè)備，不需要重復(fù)建設(shè)，既可以解決半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中落后產(chǎn)能問(wèn)題，為現(xiàn)有相當(dāng)部分半導(dǎo)體企業(yè)開(kāi)辟新的發(fā)展空間，又可以在較短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)MEMS產(chǎn)業(yè)的較大發(fā)展。就芯片加工而言，大量存在的4、6、8寸硅片代工廠為發(fā)展中國(guó)的MEMS產(chǎn)業(yè)奠定了良好的工業(yè)基礎(chǔ)，而美國(guó)由于早就將中低端硅片生產(chǎn)向中國(guó)轉(zhuǎn)移，因此并不存在這樣完備的具有梯次的加工體系。這是中國(guó)特有的MEMS工業(yè)發(fā)展優(yōu)勢(shì)。具體而言，與半導(dǎo)體不斷按比例縮小特征尺寸的特點(diǎn)不同，MEMS產(chǎn)品在一定尺寸范圍內(nèi)，不需要不斷縮小尺寸。這就意味著中國(guó)現(xiàn)在所謂的半導(dǎo)體“落后產(chǎn)能”可以在MEMS產(chǎn)業(yè)大放異彩。例如4寸硅片代工廠在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)已經(jīng)毫無(wú)競(jìng)爭(zhēng)力，然而卻很適合MEMS產(chǎn)業(yè)中“小批量，多品種”的高附加值的高端產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)。6寸硅片代工廠則適合大量的分立MEMS器件的開(kāi)發(fā)，而8寸硅片代工廠則更適合集成MEMS器件的開(kāi)發(fā)。就產(chǎn)品封裝而言，國(guó)內(nèi)現(xiàn)有大批技術(shù)相對(duì)落后的半導(dǎo)體封裝廠，略加改造后，這些封裝廠就很適合開(kāi)發(fā)MEMS封裝技術(shù)。
與半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)黃金“摩爾定律”不同，MEMS的黃金定律則為“一類產(chǎn)品線，一種制造工藝”。對(duì)半導(dǎo)體而言，做“腦細(xì)胞”的工藝是一樣的，因此可以不斷復(fù)制，而對(duì)MEMS而言，做眼睛的工藝很難來(lái)做鼻子，做鼻子的工藝很難來(lái)做耳朵。MEMS的目前這種制造工藝非標(biāo)準(zhǔn)化的特點(diǎn)就決定了現(xiàn)在沒(méi)有一個(gè)公司覆蓋全部市場(chǎng)，形成壟斷地位。這樣就留了足夠的戰(zhàn)略發(fā)展空間給中國(guó)的MEMS公司。
隨著近幾年MEMS市場(chǎng)的興起，全球最大的幾家半導(dǎo)體代工廠（例如臺(tái)機(jī)電、聯(lián)電）都已開(kāi)始介入MEMS產(chǎn)業(yè)，除此之外，國(guó)內(nèi)一些半導(dǎo)體代工大廠也已開(kāi)始進(jìn)入MEMS代工領(lǐng)域，如中芯國(guó)際、上海先進(jìn)半導(dǎo)體等，這為國(guó)內(nèi)MEMS芯片制造提供了很好的生產(chǎn)平臺(tái)。
盡管中國(guó)的MEMS產(chǎn)業(yè)面臨良好的發(fā)展機(jī)遇，但不容忽視的是，與國(guó)外MEMS產(chǎn)業(yè)界相比，目前國(guó)內(nèi)MEMS產(chǎn)業(yè)的發(fā)展存在以下問(wèn)題：
1、缺乏MEMS產(chǎn)業(yè)鏈的支持。國(guó)內(nèi)要發(fā)展MEMS產(chǎn)業(yè)，則必須要象半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)那樣建立從器件模型、模擬工具、制造加工到封裝測(cè)試等完整產(chǎn)業(yè)鏈的支持。雖然目前國(guó)內(nèi)有發(fā)展MEMS產(chǎn)業(yè)鏈良好的工業(yè)基礎(chǔ)，但是由于代工廠以及封裝廠對(duì)新興MEMS產(chǎn)業(yè)的陌生，并沒(méi)有開(kāi)展相關(guān)MEMS業(yè)務(wù)。此外，代工廠以及封裝廠也缺乏相關(guān)技術(shù)來(lái)源。上述因素導(dǎo)致中國(guó)在MEMS產(chǎn)業(yè)鏈方面的建設(shè)基本處于空白狀態(tài)。
2、缺乏高端研發(fā)人員，與歐美發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我們的研發(fā)水平相對(duì)較低，從基礎(chǔ)研究上就處于落后地位；亦缺乏經(jīng)驗(yàn)豐富的本土MEMS工程師，導(dǎo)致產(chǎn)業(yè)化難度較大。
3、沒(méi)有MEMS產(chǎn)業(yè)的工業(yè)積累，國(guó)內(nèi)一些科研院所普遍仍處于摸索狀態(tài)，基本集中于某些不計(jì)成本、滿足特定目的、小批量的特種MEMS傳感器制造，如國(guó)防應(yīng)用。
4、國(guó)內(nèi)創(chuàng)業(yè)環(huán)境較差，對(duì)很多MEMS初創(chuàng)公司來(lái)說(shuō)較難募集到資金。
由于存在上述發(fā)展障礙，國(guó)內(nèi)外的MEMS技術(shù)差距正在不斷增大。目前國(guó)內(nèi)絕大部分MEMS公司的技術(shù)能力只能達(dá)到壓力傳感器的初級(jí)水平，惟有蘇州敏芯微電子技術(shù)有限公司（以下簡(jiǎn)稱“敏芯”）在技術(shù)難度更高的硅麥克風(fēng)領(lǐng)域取得了突破，技術(shù)能力已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。而與之相對(duì)的是，國(guó)外公司已經(jīng)在技術(shù)難度相對(duì)較高的領(lǐng)域不斷突破，如微投影儀、單芯片相機(jī)、微型燃料電池、硅振蕩器等等。
如果不及時(shí)對(duì)國(guó)內(nèi)的MEMS產(chǎn)業(yè)實(shí)施扶持，則日后MEMS產(chǎn)業(yè)大有可能步半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的后塵，陷入競(jìng)爭(zhēng)力不強(qiáng)、回報(bào)率太低的惡性循環(huán)。具體而言，MEMS做為一個(gè)新興技術(shù)，其研發(fā)周期較長(zhǎng)且資金投入巨大。中國(guó)如果不能及時(shí)跟上國(guó)外研發(fā)步伐，隨著時(shí)間推移，即使中國(guó)在以后掌握了某些核心技術(shù)，但是屆時(shí)可能又落入了知識(shí)產(chǎn)權(quán)的陷阱。類似于高通公司壟斷CDMA市場(chǎng)的案例，在一些大的MEMS市場(chǎng)，國(guó)外大公司事實(shí)上已經(jīng)形成了技術(shù)以及知識(shí)產(chǎn)權(quán)的壟斷，如德州儀器公司壟斷了DLP（數(shù)字投影儀）市場(chǎng)，惠普等企業(yè)壟斷了噴墨打印頭市場(chǎng)等等。
綜上所述，國(guó)內(nèi)的MEMS產(chǎn)業(yè)雖然面臨大好的發(fā)展機(jī)遇，但也存在不容忽視的問(wèn)題。那么中國(guó)該如何發(fā)展自己的MEMS產(chǎn)業(yè)？在此方面，結(jié)合敏芯多年的實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)，建議政府在以下方面進(jìn)行突破：
首先，站在全局的位置，做好科學(xué)的全產(chǎn)業(yè)鏈規(guī)劃。以敏芯發(fā)展中遇到的問(wèn)題為例，在產(chǎn)品研發(fā)初期，初創(chuàng)公司需要有一個(gè)良好的研發(fā)平臺(tái)，而初創(chuàng)公司不可能獨(dú)自建立此平臺(tái)。敏芯的策略是與中科院納米所進(jìn)行合作，借用其平臺(tái)進(jìn)行研發(fā)。因此一個(gè)公共的對(duì)全社會(huì)開(kāi)發(fā)的研發(fā)平臺(tái)對(duì)發(fā)展MEMS產(chǎn)業(yè)尤為重要。當(dāng)敏芯完成產(chǎn)品研發(fā)后，卻又面臨產(chǎn)業(yè)鏈資源整合問(wèn)題。敏芯的策略為技術(shù)整體轉(zhuǎn)移至代工廠并委托其代工。從敏芯發(fā)展過(guò)程中遇到的困難可以看到，MEMS要想順利地實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，則政府應(yīng)主動(dòng)打造“MEMS初創(chuàng)公司—公共研發(fā)平臺(tái)—代工廠—封裝廠”的全產(chǎn)業(yè)鏈全局而非分割規(guī)劃的模式，讓產(chǎn)業(yè)鏈各個(gè)環(huán)節(jié)的企業(yè)在早期就通過(guò)政府的推動(dòng)建立起戰(zhàn)略合作的關(guān)系。
其次，提供專項(xiàng)資金支持，并提高其利用效率。如前所述，國(guó)內(nèi)發(fā)展MEMS產(chǎn)業(yè)擁有良好的工業(yè)基礎(chǔ)，同時(shí)亦面臨千載難逢的市場(chǎng)機(jī)遇，而如何打破國(guó)外MEMS公司的技術(shù)壟斷則是中國(guó)MEMS產(chǎn)業(yè)能否順利突圍的重點(diǎn)。目前，集成電路行業(yè)得到了國(guó)家大量資金的支持，如“核高基”等重大專項(xiàng)等，而MEMS傳感器作為傳感網(wǎng)的核心環(huán)節(jié)，更應(yīng)當(dāng)?shù)玫絿?guó)家大力的支持。政府資金支持應(yīng)改變“體制內(nèi)流通”以及“少而廣”的模式，在全社會(huì)范圍內(nèi)選擇技術(shù)領(lǐng)先的企業(yè)予以重點(diǎn)支持。敏芯在產(chǎn)業(yè)鏈不成熟時(shí)，堅(jiān)持對(duì)MEMS全產(chǎn)業(yè)鏈各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行研發(fā)，為推動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈整合，主動(dòng)將研發(fā)成果與產(chǎn)業(yè)鏈上其他環(huán)節(jié)的戰(zhàn)略合作伙伴分享，如敏芯將MEMS麥克風(fēng)工藝研發(fā)成果轉(zhuǎn)移入中芯國(guó)際，將封裝工藝轉(zhuǎn)移入傳統(tǒng)麥克風(fēng)廠商，協(xié)助其進(jìn)行技術(shù)繼產(chǎn)品升級(jí)，而所有研發(fā)費(fèi)用皆為自籌。大量的研發(fā)費(fèi)用給敏芯造成了較大的負(fù)擔(dān)，限制了其它產(chǎn)品線的研發(fā)。因此希望政府能對(duì)體制外、能帶動(dòng)MEMS產(chǎn)業(yè)技術(shù)進(jìn)步的、具備研發(fā)優(yōu)勢(shì)的企業(yè)予以重點(diǎn)支持，從而提高專項(xiàng)資金的利用效率。
再次，政府引導(dǎo)與市場(chǎng)運(yùn)作相結(jié)合。在MEMS產(chǎn)業(yè)發(fā)展初期，短期內(nèi)利用政府的行政推動(dòng)力量，鼓勵(lì)技術(shù)創(chuàng)新，培育重點(diǎn)企業(yè)，打造MEMS產(chǎn)業(yè)鏈，奠定發(fā)展MEMS產(chǎn)業(yè)的良好基礎(chǔ)。同時(shí)，也應(yīng)充分利用市場(chǎng)配置資源的作用，讓各優(yōu)勢(shì)企業(yè)自由結(jié)合，發(fā)揮企業(yè)的主動(dòng)性與積極性，奠定MEMS產(chǎn)業(yè)長(zhǎng)期發(fā)展的長(zhǎng)效機(jī)制。
綜上所述，傳感網(wǎng)是中國(guó)未來(lái)發(fā)展的經(jīng)濟(jì)引擎，發(fā)展傳感網(wǎng)將對(duì)中國(guó)未來(lái)國(guó)際政治經(jīng)濟(jì)地位產(chǎn)生重大影響。而“感”做為傳感網(wǎng)中的核心環(huán)節(jié)之一，將催生中國(guó)的MEMS產(chǎn)業(yè)，在傳感網(wǎng)各個(gè)環(huán)節(jié)中最具發(fā)展空間。政府在如何發(fā)展MEMS產(chǎn)業(yè)方面大有可為。
