把握压电MEMS核心技术，开启5G万物互联时代
2019-10-28 15:34:17   来源：麦姆斯咨询   评论：0   点击：

金秋十月，丹桂飘香，微纳园区，齐聚一堂，满载而归，告别彷徨！由麦姆斯咨询和无锡物联网创新促进中心共同主办，上海传感信息科技有限公司和华强电子网协办的《压电MEMS与传感器培训课程》，于2019年10月18日至20日在无锡市传感网国际创新园F11座“创星咖啡”圆满举办！

《压电MEMS与传感器培训课程》师生合影留念

近年来，压电和MEMS技术的融合发展正在为全球MEMS产业带来一场革命。在市场需求和压电材料制备水平提高的双重因素影响下，压电MEMS和传感器正迎来黄金时代，将在5G通信、智能语音、消费类可穿戴设备、指纹识别和医疗等设备中拥有广阔的应用前景。为此，麦姆斯咨询特开办《压电MEMS与传感器培训课程》，邀请压电领域知名专家和学者，为大家深入讲解当前热门的压电MEMS和传感器，其中包括：射频滤波器（SAW和BAW滤波器）、SAW传感器、MEMS谐振器与振荡器、压电MEMS超声波换能器和指纹识别传感器、压电MEMS麦克风、压电MEMS扬声器、压电能量收集器等。课程内容不仅涉及压电薄膜材料（PZT和AlN）的制备方法、压电器件的设计仿真和制造工艺，还包括压电MEMS产业现状、压电器件应用及市场，以期让学员们全面学习压电MEMS和传感器知识及技术。

瞧！生怕错过这场知识的盛宴，我们的学员们已经迫不及待地拿出自己的小本本开始记录了！

培训现场图：学员们聆听讲师授课，汲取知识

知识之高地，讲师大咖云集，解析技术要点！

10月18日上午，来自上海交通大学电子信息与电气工程学院的副院长韩韬教授为大家带来了《SAW射频滤波器和SAW传感器》。韩韬老师从SAW（声表面波）的基本概念出发，逐步引出SAW器件的仿真分析方法，并提到需要从基本波动方程和满足的实际边界条件出发来求取系统场的确切解。随后韩韬老师又对SAW滤波器的基本原理及其常见的几种结构进行了详细讲解，通过图表对比的方式，分别分析了梯形结构、DMS结构以及混合结构三者的优缺点。提及SAW对压电基底材料的要求时，韩韬老师重点强调了三点：（1）压电基底材料表面粗糙度尽可能小，与电极良好黏附，如此才能使声表面波传播损耗尽可能低；（2）为了保证滤波器的带宽要求，所用压电材料及切型需要有高的SAW机电耦合系数，一般在4%以上；（3）压电材料需要具有较小的温度系数。当然了，重复性好、可靠性高以及成本低这些问题也是各个厂商在不断追求的。展望SAW滤波器的行业发展前景，韩韬老师提到特定频带Normal SAW、TC-SAW、IHP-SAW、双工器及模组高端产品的利润空间及市场空间都足够大，但要考虑到知识产权的问题，同时与PA以及射频开关的半导体公司合作也会是一个新的突破点和机会。在对SAW传感器的讲解中，韩韬老师主要对无线无源传感器（如温度传感器、压力传感器等）进行重点讲解，并分析了其工作原理及优势所在，包括信号穿透能力强、高速读取能力（超过400km/h）以及传感、定位与识别一体化，因此其应用领域也非常广泛。课程最后，韩韬老师提到目前由于中美贸易问题，给了中国企业更多的机会，因此有大批量的企业开始进军SAW滤波器领域，但是，目前我们需要做的是先冷静下来，整合和集聚力量，共同来做好SAW！

上海交通大学电子信息与电气工程学院副院长韩韬教授的授课风采

10月18日下午，首先是来自武汉大学的吴国强教授为大家讲解了《压电MEMS谐振器与振荡器》。此次课程吴国强老师先从谐振器和振荡器的概念着手，提到目前市面上的消费类电子产品中都包含一至多个时钟器件，并重点分析了时钟器件在手机和汽车领域的应用。随后，吴国强老师详细阐述了石英和MEMS振荡器之间的对比，吴老师说到，目前市场上超过90%的还是石英振荡器，因为其产业链更成熟，但由于抗震性差，在汽车领域的应用受到了很大限制，而MEMS振荡器则以其成本和尺寸优势在奋力追赶石英振荡器，未来发展不可小觑。接着，吴国强老师结合公式，阐述了压电原理以及压电材料的选择，并多角度地对比分析了三种常用压电薄膜：PZT（锆钛酸铅）、AIN（氮化铝）以及ZnO（氧化锌）的优缺点，但PZT一般不适合高频应用。对于MEMS谐振器和振荡器的工艺讲解，吴国强老师结合自己的研究方向，为学员们剖析了三项工艺难点，包括取向控制、厚度控制和应力控制，并根据自己多年从事相关领域的经验为大家提供相应建议。课程最后，吴国强老师结合目前该市场主要的公司及应用案例，分析了当前主流产品以及产业化过程中的关键问题，其中涉及到谐振器的参数问题，包括振动频率、Q值、温度系数、一致性等，对于材料的选择、如何减少空气阻尼、优化TED（Thermoelastic Dissipation，热弹性损耗）以及温度补偿方案等方面，吴国强老师均细致讲解，为学员们在实际工作中遇到的困难提供建议和思考，打破了理论内容带给学员的枯燥感，大家纷纷表示受益匪浅！

武汉大学吴国强教授的授课风采

当天下午第二节关于《PZT压电薄膜制备及压电MEMS器件工艺流程设计》的课程由苏州MEMS中试平台的技术总监马清杰为大家讲解。马清杰老师从压电效应简介出发，结合图表，为大家分析了压电效应的测试方法、压电薄膜的特性及其适用的MEMS器件等，随后重点剖析了压电MEMS器件市场及PZT压电薄膜MEMS器件。马清杰老师更是毫不吝啬，将最新的压电MEMS技术及市场数据与大家分享，学员们都笑称不虚此行！随后对本次课程的核心部分——PZT压电薄膜MEMS器件工艺简介的讲解中，马清杰老师结合自身平台的PZT压电薄膜溅射工艺特点以及PZT压电薄膜特性，重点讲解了PZT压电薄膜MEMS微镜、PZT压电薄膜喷墨打印头和自动对焦镜头的整合工艺流程及制备过程中会产生的问题等。马老师不仅拥有多年MEMS制造产线的管理经验，还成功领导过多项MEMS器件开发项目，对MEMS器件工艺整合的认知和理解可谓“手到擒来”，此次课程对几项PZT压电薄膜MEMS器件的制造工艺讲解详细、步骤清晰，深受学员们好评！

苏州MEMS中试平台技术总监马清杰的授课风采

10月19日上午，武汉大学工业科学研究院副院长孙成亮教授为大家带来了《BAW滤波器和压电能量采集器》课程的讲解。孙成亮老师以氮化铝（AlN）压电薄膜材料的讲解开篇，分析了AlN压电薄膜材料的制备技术以及应力控制，孙成亮老师说到，在做应力控制时，需要考虑以下几方面：直流功率、沉积速率、气体压强和直流偏压。在对基于AlN薄膜材料的射频滤波器的讲解中，孙成亮老师首先分析了市场对滤波器的需求，尤以5G通讯最为重要，因为在5G通讯时代，手机滤波器数量将增加至百颗数量级，而FBAR（薄膜体声波谐振器）更是滤波器的主力器件！随后则对FBAR的仿真设计、制备工艺及测试方法和结果进行了重点阐述。针对目前FBAR的市场情况，孙成亮老师提到，目前国内对于FBAR技术的研究才刚刚起步，目前除天津诺思微系统以及一些研究所有少量产品面市，还没有任何大规模生产，所占市场比例几乎为零。但假以时日，相信国内的FBAR技术一定能发展起来！接着，孙成亮老师又对MEMS氮化铝能量采集器的工作原理、封装技术及应用进行了深入讲解，并称流体驱动式压电能量采集器首次利用氮化铝微机电技术将低频、不规则振动和流体的动能高效的收集起来，开阔了能量采集的新领域。课程最后，对于基于AlN压电薄膜材料器件的展望中，孙老师说到未来需要面对更加智能的信息化社会，因此需要更多的智能传感器、无线通讯元器件与系统以及数以亿计的传感器节点能量供给。

武汉大学工业科学研究院副院长孙成亮教授的授课风采

10月19日下午，首先由上海微技术工业研究院资深技术总监林华茂为大家讲解《AlN压电薄膜制备及压电MEMS器件工艺流程设计》。林华茂老师在半导体及MEMS制造工艺和器件集成领域具有众多前瞻性的研发成果和丰富的行业应用经验，课程开始他首先对AlN压电薄膜做了简短的概述，随后对AlN压电薄膜的制备原理、工艺参数控制以及常见问题进行了深入讲解。关于薄膜的择优取向问题，林老师提醒大家需要关注以下几点：衬底的温度、离子对晶圆表面轰击、吸附子到达表面时的能量以及晶圆表面的状态。同时，对于应力控制的工艺要求，林老师也提到需要耦合因子越高越好，并依据器件对耦合因子的需求和制造过程中允许的应力范围来优化工艺，否则应力过大则可能引起薄膜破裂。随后，林华茂老师又分别对射频滤波器、压电MEMS超声波换能器以及能量收集器的制造流程进行了详细阐述，并罗列了制造过程中遇到的难点，同时结合多年的产业经验输出了自己的独特见解，学员们都表示又get到了新技能！

上海微技术工业研究院资深技术总监林华茂的授课风采

10月19日下午，上海思立微电子科技有限公司研发工程师黄景泽为大家带来了《压电MEMS超声波换能器与生物识别技术》课程的讲解。黄景泽老师以超声波换能器基本概念的讲解开启了此次课程之旅，在简单介绍了PMUT（压电MEMS超声波换能器）和CMUT（电容式MEMS超声波换能器）这两类超声波换能器及其区别之后，黄景泽老师着重对PMUT的结构和工作原理进行了讲解，再辅以公式的层层推进，将其原理讲的非常透彻，之后又通过结合市场上的典型产品，分别列举了两种器件测试方法，包括阻抗测试和振动位移测试，对学员们日后工作大有裨益。随后，在对三类指纹识别传感器（包括电容式、光学式和超声波式）进行了简单介绍之后，黄景泽老师重点阐述了基于PMUT的指纹识别传感器的关键技术，包括与CMOS单片集成的设计以及制造工艺等。在对基于PMUT传感器的应用领域的讲解中，黄景泽老师以基于PMUT的ToF（飞行时间）传感器为主，提到目前利用ToF测距是所有应用的基础，同时ToF技术还可用于手势识别以及儿童滞留检测等，对于车内儿童滞留的监测，相比于摄像头和红外光技术，超声技术的优势更是有目共睹，如不受环境温度和环境光的影响，也不受车内空气流动的影响等。黄景泽老师在课程最后说到，对于PMUT，由于它的高集成度，可适合大批量应用领域，而小型化、低成本和高集成度将成为未来超声波换能器技术的主要驱动力。

上海思立微电子科技有限公司研发工程师黄景泽的授课风采

10月20日上午，我们迎来了此次培训的最后一节课——《压电声学换能器设计与仿真课程》，由COMSOL中国的应用工程师钟振红为大家讲解。在COMSOL仿真领域拥有数十年经验的钟振红老师，在介绍了压电效应和压电材料后，就“简单粗暴”地直接来到了软件实操演练环节。此次课程，钟老师以压电MEMS麦克风、压电MEMS超声波换能器、射频滤波器为例，一边重点讲解操作时注意事项，一边与学员进行互动，时不时走下讲台关注学员操作情况并进行指导，同时鼓励大家完成自己的仿真模型，看到有的学员跟不上节奏，钟老师还笑称：“有时候阻碍你学习之路的只是一个按钮。”钟振红老师的课程讲解详尽透彻，故意的犯错也增加了课程的趣味性，学员们紧跟讲师步伐，成功完成自己的仿真模型的学员都异常兴奋，笑声、欢呼声充斥着整个教室，热闹非凡！整场课程在轻松的氛围中完成，有些意犹未尽的学员，钟老师还特意给他们“开小灶”，真是收获颇丰呐！

COMSOL中国应用工程师钟振红的授课风采

思想之盛宴，学员共商共讨，学习氛围浓郁！

如何积累人脉？如何拓宽交际圈？来我们的培训现场就知道了！课堂上，有的学员奋笔疾书，有的学员积极提问，有的学员更是拍照听课两不误；课堂下，学员们三五成群，共商共讨的身影屡见不鲜。毛主席说过：“世间最怕认真二字。”看着大家认真对待学习的态度，麦姆斯咨询的每一位工作人员都心生赞叹，我们也相信学习定不会辜负大家。

积极讨论的学员们+满满的学习笔记

一次学习就是一次充电的机会，相信大家已经携着满满的电能，奔向各自的工作和学习征程。至此，麦姆斯咨询举办的《压电MEMS与传感器培训课程》圆满举办！麦姆斯咨询将继续聆听学员需求，秉承精益求精、不断开拓进取的精神，一如既往地为大家带来更多的精品课程！

2019年只剩两个月了，到了年底最后的冲刺阶段，还有什么可为自己补给和续航？来参加我们的课程呀！还在等什么，赶快加入吧！

推荐培训：

2019年11月15日至11月17日，麦姆斯咨询在无锡主办《运动（惯性）传感器核心技术培训课程》。

2019年12月6日至12月8日，麦姆斯咨询在苏州主办《MEMS制造工艺培训课程》。

欢迎来电咨询！

麦姆斯咨询
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