本
文
摘
要
近日，世界著名半导体产业咨询机构Yole Development发布了最新的《MEMS产业现状2022》报告，其中披露了2021年全球MEMS晶圆代工业务的详细情况。
全球主要MEMS晶圆代工厂中，中国赛微电子旗下全资子公司瑞典Silex Microsystems AB以1.26亿美元销售额排名第一，较上一年增长20%，这是继2019、2020后，Silex连续三年排名世界第一。
此外，Teledyne DALSA以1亿美元销售额排名第二，Silex和Teledyne同时是世界上最大的两家纯MEMS晶圆代工厂。台积电则取代索尼，成为第三大MEMS晶圆代工厂，是传统综合晶圆厂中最大的MEMS代工厂。美国最大MEMS晶圆代工Atomica（前IMT）排名第6。
全球MEMS晶圆厂对未来野心勃勃，台积电、赛微电子均计划新建12寸MEMS晶圆厂，全球MEMS传感器龙头博世则预计将在2026年前实现12寸MEMS晶圆量产，2021年博世的MEMS晶圆销售额增长达117%！
全球MEMS晶圆产线情况如何？有哪些产线进入全球最大MEMS产线清单？
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MEMS产业发展和晶圆代工情况
据Yole的数据显示，全球MEMS 产业正在经历前所未有的增长期，到 2021 年达到135亿美元（$13.5B）的市场规模，2019-2020年度同比增长10% ，之后，2020-2021年度同比增长17% 。
据Yole的预测，五年后全球MEMS市场将突破220亿美元（$22B）大关。2021-2027年，全球MEMS市场规模将从136亿美元增长至223亿美元，复合增长率达9%。
按MEMS终端应用市场划分，消费电子、工业、通信、汽车、医疗、国防与航空航天市场均将持续增长，除医疗之外的复合增长率均高于5%，其中通信市场的复合增长率高达25%，汽车和国防与航空航天的复合增长率均为10%。
▲来源：Yole、赛微电子
对MEMS传感器来说，MEMS晶圆制造工艺至关重要，MEMS设计中也常常包含制造工艺开发，成熟的MEMS晶圆制造工艺将有助于传感器企业的快速量产，降低设计成本。
总的来说，MEMS代工工厂大致可分为四个类型：1、向硅晶圆代工厂提供MEMS代工服务；2、OEM供应商的MEMS代工厂；3、IDM的MEMS代工厂；4、纯MEMS代工厂。
虽然独立的MEMS代工厂正快速成长，但MEMS产品种类丰富、功能各异，工艺开发过程中呈现出“一类产品，一种制造工艺”的特点。MEMS芯片或器件，个性特征明显，除了采用相同的硅材料外，不同的MEMS产品之间没有完全标准的工艺，因此目前IDM代工仍处于市场领导地位。
与世界级MEMS晶圆厂相比，当前，中国大陆本土MEMS晶圆厂仍存在工艺不成熟、设计工具库少等诸多问题，MEMS晶圆代工销售额也未有一家进入榜单，中国大陆本土MEMS晶圆产业仍有巨大提升空间。中国大陆本土MEMS产线情况请参看《新增3条12英寸MEMS产线！中国40条主要传感器芯片产线盘点（最新最全）》内容。
▲来源：Yole、赛微电子
2021全球TOP 15 MEMS晶圆代工厂情况
1、Silex Microsystems AB
2021年MEMS代工销售额：1.26亿美元
2020年MEMS代工销售额：1亿美元
MEMS代工销售额增长情况：+20%
排名上升情况：0
Silex Microsystems AB位于瑞典Jarfalla，是一家纯MEMS代工厂，2021年销售额增长20%，排名第一。这是继2019、2020后，Silex连续三年排名世界第一。
Silex现为中国赛微电子旗下子公司，2015年7月13日，赛微电子（当时为耐威科技）通过旗下香港投资控股公司GAE Ltd.收购了Silex 98％的股份，Silex的大股东们：CapMan，Priveq，Northzone和Startupfactory同意了出售手上持有的所有股份，Silex正式成为一家由中国民营企业控股的MEMS半导体企业。
赛微电子在获得对Silex的控股后，于北京建设了8英寸MEMS产线（北京FAB3），以扩大该公司的产能。2021年6月北京FAB3一期建成投产，目前月产约5000片，仍处于产能爬坡阶段，FAB3二三期工程正在进行，全部投产后，预计FAB3总产能达3万片每月。
Silex的优势在于使用其自有的硅通孔（TSV）技术，Silex还使用锆钛酸铅作为压电材料，用于能量收集等新型应用。
消息显示，赛微电子于2022年1月1日与合肥高新区管委会签署了《合作框架协议》，拟在合肥高新区投资建设12吋MEMS制造线项目，总投资51亿元，拟建设一座设计产能为2万片/月的12吋MEMS产线，预计满产后可实现年收入约30亿元。将是中国较具规模的12英寸MEMS产线之一。
2、Teledyne MEMS
2021年MEMS代工销售额：1亿美元
2020年MEMS代工销售额：8400万美元
MEMS代工销售额增长情况：+20%
排名上升情况：0
Teledyne MEMS即Teledyne DALSA，目前是全球第二大的纯MEMS代工厂，2021年销售额增长20%。在此之前它一直是全球TOP1，2019年被Silex超过。Silex得益于被赛微电子收购后获得的中国市场，MEMS代工份额有所增长。
Teledyne DALSA前身为DALSA Corporation，是一家加拿大公司，专门设计和制造专业电子成像组件（图像传感器，相机，图像采集卡，成像软件），以及专业半导体制造（MEMS，高压ASIC）。Teledyne DALSA是Teledyne Imaging集团的一部分，Teledyne成像集团是Teledyne旗下的成像公司。
3、TSMC（台积电）
2021年MEMS代工销售额：8700万美元
2020年MEMS代工销售额：6300万美元
MEMS代工销售额增长情况：+38%
排名上升情况：+1
TSNC（台积电）是全球晶圆代工厂一哥，台积电不仅是全球晶圆代工TOP 1，其MEMS代工业务也在全球排名前3，MEMS代工销售额超过图像传感器巨头索尼，2021年台积电的MEMS业务增长了38%。
台积电拥有全球先进的MEMS工艺技术，在2011年推出了全球首款传感器SoC工艺技术，该技术通过整合台积电的CMOS和晶圆堆叠技术，制造单片MEMS。
台积电传感器SoC技术的制程范围从0.5μm到0.11μm，支持G-Sensors，陀螺仪，MEMS麦克风，压力表，微流体和生物基因芯片等应用。
台积电于2017年成立了Piezo技术试验线，可帮助客户设计和开发用于医疗和健康应用的微型扬声器、麦克风、超声波传感器和各种类型的执行器。压电技术是MEMS的一个新领域，具有很大的发展潜力。新型压电薄膜材料已经过预先定性，因此客户可以专注于产品设计和架构，以实现最佳的产品上市时间。
4、X FAB
2021年MEMS代工销售额：6600万美元
2020年MEMS代工销售额：4400万美元
MEMS代工销售额增长情况：+48%
排名上升情况：+1
X-Fab是一家德国企业，总部在爱尔福特，主要代工生产模拟和混合信号集成电路，以及高压应用MEMS解决方案。德国是全球传感器大国之一，德国的博世（BOSCH）是全球两大MEMS巨头之一，得益于优秀的市场，X-Fab成为全球TOP 4的MEMS代工厂，2021年X-Fab的MEMS业务增长了48%。
2011年，X-FAB集团收购了位于德国伊策霍 (Itzehoe)的MEMS 厂商 GmbH的股份，该公司是弗劳恩霍夫硅技术研究所（ISIT）的衍生公司。这成为X-FAB 在Itzehoe 的专用MEMS代工厂。
5、SONY
2021年MEMS代工销售额：6300万美元
2020年MEMS代工销售额：6300万美元
MEMS代工销售额增长情况：0%
排名上升情况：-2
SONY索尼是全球最知名的消费电子巨头之一，全球图像传感器巨头，受累于消费电子产品业绩乏力，索尼MEMS业务过去一年无增长，因此被台积电、X-FAB超过。
索尼半导体制造公司利用其在制造 MEMS 和半导体技术加工方面的丰富经验，提供广泛的 MEMS 代工服务，包括晶圆工艺开发（开发、工程样品、小批量至大批量生产）、可用流程有批量工艺（包括SOI）、表面工艺、半导体工艺，MEMS产线位于日本鹿儿岛。
6、ATOMICA（IMT）
2021年MEMS代工销售额：3000万美元
2020年MEMS代工销售额：2400万美元
MEMS代工销售额增长情况：+25%
排名上升情况：+1
Atomica前身是IMT（Innovative Micro Technology）成立于2000年1月，于2021年5月改名Atomica。专门生产MEMS（微机电系统）器件，是目前美国本土最大的纯MEMS晶圆代工厂，2021年增长25%。
IMT的全自动MEMS生产工厂可以满足客户对6英寸和8英寸的批量需求。与CMOS工厂不同，其优势在于金属、聚合物和其他材料的灵活性，以及硅、SOI、玻璃（熔融石英、石英、硼硅酸盐）和III-V基板的经验。
7、ASIA PACIFIC MICROSYSTEMS
2021年MEMS代工销售额：3000万美元
2020年MEMS代工销售额：3000万美元
MEMS代工销售额增长情况：0%
排名上升情况：-1
ASIA PACIFIC MICROSYSTEMS（APM）成立于2001年，是全球主要的MEMS组件开发和生产商。早期，APM作为MEMS器件的集成器件制造商运营，特别强调压力传感器和光学元件的产品开发。几十年来，APM在开发各种MEMS器件方面积累了丰富的经验，包括传感器、执行器和微型元件。2021年APM的MEMS业务无增长。
自2007年以来，凭借其在MEMS方面的生产和专业知识，以及丰富经验，该公司的业务重点转为纯粹的MEMS代工，通过扩展更先进的MEMS组件的开发来发展业务。APM目前拥有一个6英寸晶圆厂，拥有专用的微机械加工工具以及完整的MEMS加工能力。
8、VIS-Vanguard（世界先进）
2021年MEMS代工销售额：2500万美元
2020年MEMS代工销售额：2200万美元
MEMS代工销售额增长情况：+12%
排名上升情况：+1
VIS（世界先进积体电路）是我国宝岛台湾TOP晶圆代工厂之一。2019年，世界先进以2.36亿美元收购了Globalfoundries（格芯）新加坡8吋厂，包含厂房、厂务设施、机器设备与 MEMS IP等业务，该厂现有月产能约 3.5 万片 8 吋晶圆。该厂的核心业务是MEMS 代工。因此世界先进顶替了之前格芯的MEMS全球市场份额。2021年世界先进的MEMS也是实现了12%的增长，并超过了飞利浦。
9、Philips Innovation Services
2021年MEMS代工销售额：2400万美元
2020年MEMS代工销售额：2300万美元
MEMS代工销售额增长情况：+2%
排名上升情况：-1
飞利浦是全球电子业巨头，Philips Innovation Services（飞利浦创新服务部）是其一部分，在荷兰埃因霍温运营着一座MEMS晶圆代工厂。
虽然飞利浦早年将半导体业务拆分，独立成立恩智浦半导体公司（NXP），之后退出半导体制造业。但飞利浦仍然保留了荷兰埃因霍温的晶圆代工厂，因此该MEMS代工市场份额属于飞利浦而非NXP。
该晶圆厂随后被用于在内部和外部提供MEMS和微装配服务。在2,650平方米的洁净室中雇用了大约140人，其中大约70人从事MEMS工作，70人从事微型装配。该团队可以为MEMS工艺开发以及MEMS制造和原型制作提供帮助。
飞利浦的MEMS代工厂能够处理从Ag到Zn的材料，包括CMOS禁止材料、合金、电介质和聚合物，如Parylene，并且可以将它们放置在各种基板上，包括硅、化合物半导体和玻璃。
该厂可以生产各种类型的MEMS设备，特别是在印刷和医疗电子应用中生产微流体设备方面成绩斐然。该集团还提供各种晶圆键合技术，包括专有的粘接技术，MEMS-last CMOS晶圆集成和后端工艺，如微装配和MEMS器件测试。
10、Tower SEMI
2021年MEMS代工销售额：2000万美元
2020年MEMS代工销售额：2000万美元
MEMS代工销售额增长情况：+2%
排名上升情况：0
Tower Jazz（高塔半导体）1993年于以色列成立，成立后相继收购了美国国家半导体、美光、Maxim Integrated Products等公司的晶圆厂，以及晶圆代工厂商Jazz Semiconductor公司，2022年被因特尔收购。高塔半导体式以色列第一大晶圆代工厂，也是全球主要晶圆厂之一。
Tower SEMI提供大批量MEMS制造解决方案，支持高端加速度计、陀螺仪、振荡器、电源管理控制器、音频传感器和执行器、射频MEMS调谐器、红外像素阵列传感器以及驱动器等应用。
Tower SEMI在全球的6英寸，8英寸和12英寸制造工厂中，将新技术从创意转化为批量生产，拥有超过15年的大批量MEMS制造能力。
11、BOSCH
2021年MEMS代工销售额：2000万美元
2020年MEMS代工销售额：600万美元
MEMS代工销售额增长情况：+117%
排名上升情况：+4
BOSCH（博世）是一家德国半导体和电子业巨头，与美国博通合称为全球MEMS两大巨头。近几年，随着博世传感器业务的蓬勃发展，博世一家甩开博通，逐渐成为全球MEMS传感器第一企业。
博世的MEMS代工销售额全部来自自己的MEMS传感器需求，是一家典型的IDM厂商。2021年度，博世的MEMS代工业务增长了117%！是所有MEMS晶圆厂增长最快的公司。博世所有 MEMS 传感器均在德国罗伊特林根 (Reutlingen)制造，制造过程需要三个多月的时间，数百个步骤。
12、UMC
2021年MEMS代工销售额：1800万美元
2020年MEMS代工销售额：1500万美元
MEMS代工销售额增长情况：+18%
排名上升情况：-1
UMC（联华电子）成立于1980年，是我国宝岛台湾的主要晶圆代工厂之一。联电大部分的十二吋和八吋晶圆厂及研发中心位于台湾，另有数座晶圆厂在亚洲其他地区。联电现共有十二座晶圆厂，月产能总计约80万片，主要为八吋成熟制程晶圆。
联电的MEMS代工产线主要为8英寸晶圆线，包括麦克风、惯性传感器、压力传感器和环境传感器（温度/湿度传感器、气体传感器）等MEMS产品，已经出货超过数十万片晶圆。
13、STMicroelectronics
2021年MEMS代工销售额：1600万美元
2020年MEMS代工销售额：1300万美元
MEMS代工销售额增长情况：+19%
排名上升情况：-1
STMicroelectronics（意法半导体，ST）是一家国际性IDM企业，总部在瑞士日内瓦。意法半导体也是全球传感器巨头，全球TOP 4的MEMS传感器厂商，其MEMS代工销售额主要来自于自身传感器业务的需求。
14、ROHM
2021年MEMS代工销售额：900万美元
2020年MEMS代工销售额：800万美元
MEMS代工销售额增长情况：+15%
排名上升情况：-1
ROHM（罗姆）是全球知名的半导体和传感器厂商，擅长利用薄膜压电元件的MEMS工艺，基于其子公司LAPIS Semiconductor Miyazaki建立的制造工艺，可提供针对各种市场和应用而优化的压电MEMS。
ROHM的MEMS工艺利用薄膜压电元件提供的主要优点包括：综合生产系统中，可实现高质量和灵活的产品制造和控制；使用6英寸和8英寸晶圆；全天候运行可加速开发，同时实现早期生产启动。
15、Semefab
2021年MEMS代工销售额：800万美元
2020年MEMS代工销售额：700万美元
MEMS代工销售额增长情况：+8%
排名上升情况：+1
Semefab成立于1986年，位于英国苏格兰，以Fabless芯片设计公司起家，后拥有自己的晶圆产线，目前MEMS代工是Semefab的最大业务版块。
Semefab生产各种MEMS传感器，可为全球许多OEM提供代工服务。产品包括气体流量传感器，基于质量流量原理的客户定制技术，薄膜上带有微加热器和温度传感器；气体浓度传感器，采用定制技术，可实现基于特定气体的电阻变化；应变计，使用专用材料的压电效应定制技术。此外，还有液体粘度传感器和血液分析传感器等。
Semefab有一系列的专有技术，如Micro Hot Plate，可创建适用于气体光谱测定的宽带红外（IR）光源；热电堆，用于非接触温度检测；呼吸传感器，易于佩戴，用于监测呼吸状况，睡眠呼吸暂停等。
结语
中国传感器技术卡脖子的地方很多，但其中最为致命和严峻的部分就是传感器芯片。
除了由赛微电子收购的瑞典Silex位列全球MEMS代工厂家TOP 1外，没有其他中国MEMS厂商进入，韦尔股份、歌尔股份、瑞声科技等我们熟知的中国MEMS巨头，也大都是Fabless企业。
然而中国企业想要通过收购国外半导体巨头，一举掌握先进半导体技术的野心，也已被欧美日 *** 卡死。瑞典 *** 否决赛微电子旗下的Silex专项技术出口许可申请，就是前车之鉴。
中国传感器、半导体之路困难重重，还需积累和突破。
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