第24期“见微知著”培训课程：MEMS技术进阶
2020-07-05 16:17:31   来源：麦姆斯咨询   评论：0   点击：

主办单位：麦姆斯咨询

协办单位：上海传感信息科技有限公司、华强电子网

一、课程简介

近年来，MEMS技术日臻成熟，新型MEMS产品层出不穷，系统应用数量也呈现爆发性增长趋势。同时，新材料和新工艺的开发“连绵不绝”，以期望为MEMS开拓新疆域！因此，不论是MEMS产业的老牌企业，还是新晋厂商，都需要了解市场发展趋势，并从MEMS器件的研发、设计、制造、封装、测试等环节学习新知识，从而利于开展企业战略布局和产品规划。

全球MEMS产业链

2019年，在全球半导体行业疲软的大环境下，MEMS市场依然有着不错的增长表现。2020年新型冠状病毒肺炎疫情突袭，在抗击病毒的过程中，一些MEMS产品逆势进入了“爆发期”。例如，疫情防控促使了热电堆传感器、微测辐射热计在红外测温应用领域的井喷；病毒检测驱动了微流控芯片在即时检测（POCT）应用领域的繁荣；病人急救推高了压力及流量传感器在呼吸机等医疗设备应用领域的需求。

新型冠状病毒肺炎“引爆”的MEMS细分市场

此外，随着人们对健康重视程度的不断提升，以智能手表为代表的可穿戴设备需求快速增长。通过集成“加速度计 + 陀螺仪”的6轴惯性测量单元（IMU），可穿戴设备可以实现步态分析、运动监测、动作捕捉、姿势识别等功能，在运动健康和康复医疗领域展现出广阔的应用前景。目前，惯性传感器领域的领先者和挑战者都将目光投向了组合式传感器的发展机遇，甚至通过产业链整合的方式攫取市场份额，例如：TDK收购InvenSense，矽睿科技收购Fairchild的MEMS与传感器解决方案部门。

尽管受到疫情冲击，2020年全球MEMS市场总体规模较2019年将略有下滑，但适应疫情并恢复生产之后，MEMS产业仍具有巨大的发展潜力。2020年至2024年期间，预计全球MEMS市场规模的复合年增长率（CAGR）可达两位数。以“热电堆传感器、微测辐射热计”为代表的红外探测器和微流控芯片是MEMS市场中表现较为亮眼的两类产品。

2018年至2024年全球MEMS市场规模（单位：亿元人民币）

由麦姆斯咨询策划并主办的《第24期“见微知著”培训课程：MEMS技术进阶》传承了深受学员欢迎的《MEMS高级培训课程》系列课程（可参考《MEMS高级培训课程-2019年》及相关报道《MEMS高级培训课程：沉淀经典，历久弥新！》）的精髓。本课程以热门MEMS器件为主线，从原理、设计、制造、封测及应用等重要环节入手，并融入了“新鲜血液”——MEMS可靠性分析，同时，本课程还为学员解析MEMS和传感器产业现状以及发展脉络，旨在帮助MEMS从业人员提升专业技能。

《第24期“见微知著”培训课程：MEMS技术进阶》内容主要包括：（1）从MEMS发展到NEMS的启示；（2）惯性MEMS，如组合式惯性传感器、高精尖惯性传感器；（3）光学MEMS，如MEMS可调谐激光器、气体传感器；（4）红外探测器，如微测辐射热计；（5）生物MEMS，如微流控器件；（6）MEMS制造工艺及封装技术；（7）MEMS可靠性分析，如加速度计、陀螺仪、微镜。

二、培训对象

本次课程主要面向MEMS设计、制造、封测及应用相关企业的工程师和管理人员，也适合高等院校老师和学生，同时欢迎其他希望了解MEMS技术和产业的非MEMS背景人员参加。

三、培训时间

2020年8月14日 ~ 8月16日，共计3天。

授课结束后，为学员颁发麦姆斯咨询的结业证书。

四、培训地点

无锡协信维嘉酒店（无锡市新吴区和风路19号星光商业中心1号）

五、课程内容

课程一：从MEMS发展到NEMS的启示

讲师：中国科学院上海微系统与信息技术研究所 研究员 王跃林

“以史为鉴，可以知兴替”。了解MEMS技术起源，总结MEMS器件发展经验，洞悉制造工艺和典型产品，可以让学员在追根寻源的同时，理清MEMS行业脉络、把握传感器发展趋势。本课程讲师深耕MEMS领域40余年，将带领学员回顾过去，解析现在，展望未来。

课程大纲：

（1）MEMS技术的起源；

（2）MEMS发展历程及其推动力；

（3）典型MEMS制造工艺的发展：各向异性腐蚀技术，硅/玻璃、硅/硅键合技术，表面微机械技术，干法深刻蚀技术；

（4）典型MEMS器件简述：压力传感器、加速度计、陀螺仪、红外热电堆传感器等；

（5）从MEMS压力传感器产业化得到的思考和启示；

（6）NEMS的发展方向分析；

（7）如何结合MEMS的特点做好MEMS的研究与产业化工作。

课程二：惯性MEMS

讲师：中国科学院上海微系统与信息技术研究所 研究员 焦继伟

消费电子和汽车电子是惯性MEMS传感器的两大重要应用市场，组合式惯性传感器是其中的增长引擎。而对于高端惯性传感器，虽然国防和商用航空航天领域是该市场的支柱，但随着工业物联网（IIoT）、机器人及微型卫星等应用的高速发展，工业领域已一跃成为驱动该市场蓬勃成长的关键因素。本课程在梳理惯性MEMS传感器的基础知识、设计要点及典型案例的同时，帮助学员分析组合式惯性传感器，了解高精尖惯性传感器，从而掌握惯性MEMS关键技术！

课程大纲：

（1）惯性MEMS概念、典型器件（加速度计、陀螺仪）及工作原理；

（2）开环/闭环MEMS加速度计的检测方式、设计要点、制造、封测及闭环加速度计典型应用案例；

（3）MEMS陀螺仪的驱动/检测方式、设计要点、制造、封测及高性能陀螺仪典型设计案例；

（4）组合式惯性传感器技术发展趋势及设计要点；

（5）MEMS晶圆级封装技术在惯性传感器领域的应用及挑战；

（6）新材料（如PZT压电材料）和新工艺在惯性传感器的应用；

（7）全球高精尖惯性传感器产业现状及主要供应商；

（8）全球主要惯性传感器MEMS代工厂和封测厂；

（9）国内惯性传感器产业发展的应对策略。

课程三：光学MEMS

讲师：山东大学 教授 陶继方

光学MEMS是光学技术与MEMS的交叉融合，正是MEMS技术的不断精进弥补了硅基微电子材料在光电特性的不足，使得硅基光电子器件成为光学器件中的“顶梁柱”。随着3D视觉的强势崛起，数据通信、激光雷达以及光纤陀螺等应用的繁荣发展，硅基光电子器件在保持持续增长态势的同时，凭借其集成度高、尺寸小、与微电子工艺相兼容等优势在各应用中体现出了巨大的应用价值。从光学MEMS和硅基光电子器件基础知识的入手，讲师将针对其中激光器、硅基调制器以及MEMS光学气体传感器等热门器件进行详细解析，并辅以典型应用案例。

课程大纲：

（1）光学MEMS概念、典型器件（光学传感器、光学执行器）及工作原理；

（2）硅基光电子器件基础知识：硅基光波导设计及损耗控制、光耦合问题、光学传感器结构等；

（3）硅基光电子热门器件Ⅰ：MEMS可调谐激光器的设计、制造工艺、封装和测试的主要问题和解决方法；

（4）硅基光电子热门器件Ⅱ：硅基调制器的设计、制造工艺和封测的主要问题和解决方法；

（5）硅基光电子热门器件Ⅲ：MEMS气体传感器（高灵敏度VOCs气体监测、光子型湿度传感器、NDIR气体传感器）的设计、制造工艺、封装和测试的主要问题和解决方法，以及气体传感器产业现状、发展趋势及主要供应商。

课程四：红外探测器

讲师：上海巨哥电子科技有限公司 总经理 沈憧棐

新冠疫情的肆虐让红外探测器成为2020年MEMS市场中最炙手可热的传感器之一。其原因便是红外探测器能以非接触的方式测量体温，建立起疫情的第一道防线。但是，测温仅是红外探测器的典型应用之一，红外探测器的热门应用还有哪些？红外探测器究竟涵盖哪些核心技术？热电堆传感器与微测辐射热计有哪些异同？红外探测器市场的霸主有谁？沈憧棐博士将为学员一一解答。

课程提纲：

（1）红外探测器概念、分类及技术路线分析（制冷/非制冷、热探测器/光子探测器）；

（2）微测辐射热计工作原理、结构及材料体系（非晶硅、氧化钒）；

（3）微测辐射热计设计要点、制造工艺、封装和测试主要问题和解决方法；

（4）非制冷红外阵列探测器技术对比分析；

（5）红外探测器市场产业现状、技术趋势及主要供应商；

（6）红外探测器热门应用领域产品剖析：医疗防疫、智能手机、安防监控、车载夜视仪。

课程五：生物MEMS

讲师：北京大学 教授 王玮

生物MEMS是生物医学与MEMS技术的交叉领域，正是MEMS技术的加持，生物医疗领域涌现了众多先进的微型器件。2015年被誉为“十大技术突破的”液体活检，就是微流控技术在精准医疗领域的重要应用。正值新冠病毒“全民检测”的趋势下，微流控技术所具有的无创性、实时检测等特点将可能为检测技术带来革新。通过学习本课程，学员将了解生物MEMS原理及微流控基底材料，掌握液态活检的核心技术。同时，课程还将介绍微流控技术在新型冠状病毒检测方面的应用。

课程大纲：

（1）生物MEMS概念、典型器件及工作原理；

（2）微流控器件的主要基底材料，例如玻璃、聚合物、金属；

（3）基于微流控技术、滤膜技术的液态活检技术；

（4）新兴液态活检对象：循环肿瘤DNA（ctDNA）与外泌体（exosome）；

（5）微流控技术在新型冠状病毒检测方面应用。

课程六：MEMS制造及封装技术

讲师：苏州美图半导体技术有限公司 总经理 王云翔

MEMS制造工艺及封装技术是MEMS产业链不可或缺的重要环节。相比于传统IC器件，MEMS器件的三维立体结构（如梳齿、悬臂梁、通孔、流道、膜、腔等）更为复杂且更具多样性，因此对MEMS制造工艺和封装技术有着非常苛刻的要求。本课程将为学员重点讲解MEMS特殊工艺和典型工艺流程，以及MEMS器件级封装与晶圆级封装技术，同时还将梳理MEMS制造及封装产业链情况。

课程大纲：

（1）单步特殊制造工艺详解：深硅刻蚀、双面光刻、键合、释放工艺、磁控溅射等；

（2）典型制造工艺流程详解：体微加工技术、表面微加工技术和CMOS MEMS技术；

（3）全球MEMS制造产业链介绍；

（4）MEMS封装概论：MEMS结构特点、加工工艺分类、MEMS封装与IC封装差异等；

（5）MEMS器件级封装技术：引线键合、塑料封装、陶瓷封装、金属封装、QFN封装、LGA封装及其他封装技术；

（6）MEMS晶圆级封装技术：扇出型/扇入型晶圆级封装技术、晶圆级三维封装技术；

（7）全球MEMS封装产业链介绍。

课程七：MEMS可靠性分析

讲师：东南大学 副研究员 王磊

MEMS器件的机械结构由微米/纳米材料制备而成，其中薄膜材料的使用最为频繁。评价这些材料的力学性能对MEMS器件实用化有着显著的意义。随着技术的发展，薄膜材料在越来越多的机械结构中得到应用，其力学和机电性能对MEMS器件的工作特性都会产生显著影响。因此很有必要像测量半导体器件电学特性那样精确测量薄膜的力学性能。王磊博士在MEMS可靠性分析方面拥有多年的实战经验，将带领学员认识常见的失效模式及机理，并通过经典案例分析来讲解MEMS结构和工艺的可靠性问题。

课程大纲：

（1）MEMS可靠性导论；

（2）MEMS材料力学性能评价及评价标准；

（3）常见MEMS失效模式及失效机理；

（4）MEMS可靠性测试及分析技术；

（5）MEMS结构和工艺的可靠性问题；

（6）MEMS可靠性分析案例，如加速度计、陀螺仪、微镜。

六、师资介绍

王跃林，麦姆斯咨询2019年度“最受欢迎讲师”，中国科学院上海微系统与信息技术研究所研究员。他生于1959年，江西省南昌人，1978年3月参加工作，博士研究生毕业。1978年3月至1978年10月南昌市新建县松湖公社港北大队知青。1978年10月至1982年7月浙江大学无线电系半导体专业就读本科。1982年9月至1985年7月哈尔滨工业大学控制系半导体专业硕士研究生。1985年8月至1998年1月浙江大学信电系讲师、副教授、教授、博士生导师，其中1986年3月至1989年10月在清华大学微电子所读博士学位，1995年3月至1995年12月赴香港科技大学访问学者，1996年1月至1996年12月赴日本东北大学访问学者。1998年1月起历任中科院上海微系统与信息技术研究所研究员、博导、室副主任、主任、“微光机电系统”项目经理、“973”计划“集成微光机电系统研究”项目首席科学家。1999年10月起任上海微系统所所长助理。2003年6月起兼任上海微系统所学术委员会主任。2003年3月任上海市政协委员、长宁区政协副主席。2009年4月起任上海微系统所副所长。

焦继伟，麦姆斯咨询2019年度“最受欢迎讲师”，中国科学院上海微系统与信息技术研究所研究员。他生于1968年，江苏无锡人。1989年毕业于浙江大学物理系，1994年于中科院上海冶金所（现上海微系统所）获半导体物理与器件专业博士学位。作为主要成员参与国家“八五”攻关项目等课题的科研工作，在低温硅固相键合技术上取得突出成果，处于当时国际先进水平。1996年至2002年，分别于荷兰Delft Univ. of Technology、日本三菱电机株式会社先端技术研究所工作，主要从事MEMS技术、车用微型惯性传感器（角速度和加速度）的开发和量产化工作，以及面向机载APAA的RF MEMS模块的研究。开发出硅－玻璃键合衬底上高深宽比的微机械结构的无损释放技术，实现高成品率的微惯性器件；研制出全单面工艺的Grounded Cavity结构的低插损RF MEMS器件和模块。2002年回国，任中科院上海微系统所研究员、博导，自2008年起任传感技术国家重点实验室副主任。目前，主要从事惯性器件、MEMS/NEMS技术等相关研究，回国后先后承担多项国家863、973课题等。已发表SCI/EI论文50余篇，申请及获得授权国际、国家发明专利10余项。

陶继方，麦姆斯咨询2019年度“杰出讲师”，博士，山东大学教授、博士生导师。他在北京邮电大学信息光子学与光通信国家重点实验室获得工学博士学位，从事硅基微纳光电子器件的设计、加工和封装工艺的研究，以及该器件在智能传感领域中的应用。2012至2013年，在新加坡南洋理工大学担任博士后研究员；2013至2014年，在歌尔股份中央研究院任职高级工程师、副总裁助理；2014年至2018年，先后获得新加坡国立研究基金（NRF）、科技局-宝洁公司联合基金、科技局前沿研究项目、德国博世集团等机构的资助。近年来在Advanced Materials、Scientific Reports、Applied Physics Letters、IEEE-MEMS、Transducers、IEDM等国际权威期刊和国际会议上，发表学术论文40余篇，申请国际专利12项，已授权美国专利2项。目前担任Nanoscale、Optics Express、Journal of Selected Topics in Quantum Electronics、Optics Communications、Photonics Journal等期刊审稿人。

沈憧棐，麦姆斯咨询2019年度“杰出讲师”，博士，上海巨哥电子科技有限公司总经理。他1989年考入清华大学物理系，1996年赴美留学就读于普林斯顿大学电子工程系，并于2001年获得博士学位后留美工作。2008年回国创办上海巨哥电子科技有限公司，致力于推动红外热成像技术的民用化，在红外成像精确测温、低成本红外探测器等方向上具有众多前瞻性的研发成果和丰富的行业应用经验。

王玮，麦姆斯咨询2019年度“最受欢迎讲师”，博士，北京大学教授。1999年于清华大学航天航空学院获博士学位，师从过增元院士；之后加入北京大学信息科学技术学院和微米/纳米加工技术国家级重点实验室，现任微米/纳米加工技术国家级重点实验室常务副主任；北京大学微纳电子学院研究院副院长；北京大学集成微纳系统（MEMS）研究所所长。主要开展集成微系统与热管理、聚合物微纳加工方法、临床微纳系统相关研究，发表SCI检索期刊论文50余篇，领域顶级国际会议50余篇，授权、申请发明专利及软件著作权20余项，包括美国专利1项、PCT专利1项。担任微机电系统领域顶级国际会议IEEE MEMS 2015、2016、Transducers 2019的执行技术委员会委员，微纳流体前沿国际会议2015共同主席；担任多个应用中心、重点实验室学术委员会主任或委员。作为负责人承担探索转化应用项目（射频转接板，1050万元）、预研项目（IPD、TGV等）、自然基金等多项国家级项目，并作为骨干研究人员参与了自然基金集成项目、973等重大项目。

王云翔，麦姆斯咨询2019年度“最受欢迎讲师”，硕士，中科院微电子所攻读硕士期间从事先进光刻机技术的研究，承担多项国家科研项目，包括国家自然科学基金项目“纳米电子束曝光中的散射参数模型研究”项目主要成员，批准号60276019；国家973重大基础研究项目“20-50纳米器件的关键工艺技术基础研究和器件制备”电子束光刻工艺承担人；国家863计划“新一代无线通信用SAW器件及材料研究”器件制备工艺承担人。曾先后担任上海微电子装备有限公司技术经理、德国SUSS MicroTec公司销售经理、美国Ziptronix公司中国区首席代表。2012年创办苏州美图半导体技术有限公司，研发并商业化中国第一台晶圆级键合设备。

王磊，博士，2012年获东南大学电子科学与工程学院工学博士，现任东南大学副研究员。他长期从事MEMS器件可靠性工作，承担和参与了多项国家科研项目，包括“十一五”、“十二五”、“十三五”的装发预研项目，“十二五”重大专项，国家自然科学基金项目，以及多项企业横向合作项目。主持制定了多项企业MEMS可靠性标准，并牵头协同了国内11家企事业单位共同起草了GB/T 38341-2019“微机电系统（MEMS）技术MEMS器件的可靠性综合环境试验方法”国家标准。

七、培训费用和报名方式咨询

请发送电子邮件至PENGLin@MEMSConsulting.com，邮件题目格式为：报名+MEMS技术进阶培训+单位名称+人数。

麦姆斯咨询
联系人：彭琳
电话：17368357393
E-mail：PENGLin@MEMSConsulting.com

联系人：郭蕾
电话：13914101112
E-mail：GUOLei@MEMSConsulting.com