你真的懂MEMS嗎？

　　物聯網的系統架構主要包括三部分：感知層、傳輸層和應用層。 感知層的作用主要是獲取環境信息和物與物的交互， 主要由傳感器、 微處理器和 RF 無線收發器等組成; 傳輸層主要用于感知層之間的信息傳遞，由包括 NB IOT、Zig Bee、Thread、藍牙等通訊協議組成;應用層主要包括云計算、云存儲、 大數據和數據挖掘以及人機交互等軟件應用層面構成。 感知層傳感器處于整個物聯網的最底層，是數據采集的入口，物聯網的“心臟”， 有著巨大的發展空間。

　　物聯網的三層架構

　　物聯網產業覆蓋面廣，小到手機，大到新能源汽車以及大量未聯網的設備、終端都將聯通，為市場帶來萬億市值增長潛力。互聯網、智能手機的出世推動了信息產業第二波浪潮，但目前已趨于成熟，增速較為平緩，而以傳感網、物聯網為代表的信息獲取或信息感知正在推動信息產業進入第三次浪潮，物聯網時代已經啟動。

　　物聯網：第三次產業化浪潮

　　2015 年，全球物聯網產業規模已接近 3500 億美元，中國物聯網產業規模達到7500 億人民幣。 Forrester Research 預測，到 2020 年，物聯網產業的規模要比信息互聯網大 30 倍，將有 240 億臺物聯網設備接入互聯網，真正實現萬物互聯。

　　隨著國內設計、制造、封測等多個環節的技術和工藝正在逐步成熟， MEMS 作為物理量連接半導體的產物，將恰逢其時的受益于物聯網產業的發展， MEMS 在消費電子、汽車電子、工業控制、軍工、智能家居、智慧城市等領域將得到更為廣泛的應用，根據 Yole developpement 的預測， 2016-2020 年 MEMS 傳感器市場將以 13%年復合成長率增長， 2020 年 MEMS 傳感器市場將達到 300 億美元,前景無限。

　　MEMS 全球市場產值預測(億美元)

　　2015 年中國 MEMS 器件市場規模為 308 億元人民幣，占據全球市場的三分之一。從發展速度而言，中國 MEMS 市場增速一直快于全球市場增速。中國 MEMS 器件市場平均增速約 15 - 20%，中國集成電路市場增速約為 7 - 10%，橫向對比而言，MEMS 器件市場的增速兩倍于集成電路市場。

　　中國近年 MEMS 傳感器市場規模(億元)

　　MEMS產業鏈一覽，國外領先

　　MEMS 沒有一個固定成型的標準化的生產工藝流程， 每一款 MEMS 都針對下游特定的應用場合， 因而有獨特的設計和對應的封裝形式，千差萬別。

　　MEMS 和傳統的半導體產業有著巨大的不同， 她是微型機械加工工藝和半導體工藝的結合。 MEMS 傳感器本身一般是個比較復雜的微型物理機械結構，并沒有 PN 結。但同時單個 MEMS 一般都會集成 ASIC 芯片并植在硅晶圓片上， 再封裝測試和切割，后道工藝流程又類似傳統 COMS 工藝流程。

　　因此 MEMS 性能的提升很大程度上不會過分依賴于硅晶圓制程工藝的升級， 而更傾向于根據下游應用需求定制設計、對微型機械結構的優化、對不同材料的選擇，實現每一款傳感器的獨特功能，因此也不存在傳統半導體工藝晶圓廠不同世代的制程工藝升級路線圖(ROAD MAP)。

　　IC 制程工藝更接近于 2D 平面 VS MEMS3 維立體堆疊

　　典型的 MEMS 系統如圖所示，由傳感器、信息處理單元、執行器和通訊/接口單元等組成。其輸入是物理信號，通過傳感器轉換為電信號，經過信號處理(模擬的和/或數字的)后，由執行器與外界作用。每一個微系統可以采用數字或模擬信號(電、光、磁等物理量)與其它微系統進行通信。 MEMS 將電子系統與周圍環境有機結合在一起，微傳感器接收運動、光、熱、聲、磁等自然界信號，信號再被轉換成電子系統能夠識別、處理的電信號，部分 MEMS 器件可通過微執行器實現對外部介質的操作功能。

　　傳感器工作原理