Tendinte de crestere sustinuta in industria dispozitivelor MEMS

 

Autor:Jerome Baron, traducere si adaptare Anda Bratosin

Sectorul industrial care ansambleaza MEMS (Micro ElectroMechanical Systems)are o viteza de crestere dubla fata de cel al circuitelor integrate, releva raportul MEMS packaging realizat de Yole Developpement.
In prezent, toate dispozitivele inteligente (telefon, tableta play-station) contin mai multe tipuri de MEMS (accelerometre, giroscoape, senzori de presiune, magnetometre electronice, microfoane pe baza de siliciu, filtre si duplexoare, switch RF, oscilatoare). In prezent se constata ca productia de MEMS are o dezvoltare mai rapida decat cea a circuitelor integrate standard.

Constructiv, un dispozitiv MEMS este format dintr-o capsula speciala, in care se gasesc un senzor specializat si un dispozitiv de tip ASIC (Aplication-Specific Integrated Circuit). Procesul de asamblare al MEMS este unul costisitor presupunand o serie de etape cu cerinte riguroase: realizarea capsulei, asamblarea componentelor, testarea si calibrarea, toate avand o pondere intre 35 si 60% in costul total al unui dispozitiv MEMS.
Capsulele ?i asamblarea pentru MEMS au o complexitate mai ridicata decat cele standard folosite pentru circuitele integrate. In cazul MEMS se folosesc preponderant procese de asamblare de tip SiP (System-in-Package), adica montarea mai multor tipuri de dispozitive cu functii complementare in aceeasi capsula. In plus, diferite MEMS pot contine in interior o diversitate de senzorii specializati fiecare pentru mediul in care sunt destinati sa lucreze. Acest aspect inpune constrangeri speciale privind modul de realizare a capsulei. Capsula in sine poate fi o cavitate, un spatiu cu dimensiuni speciale creat intr-un substrat sau un substrat special din metal; fiecare solutie constructiva trebuind adaptata pentru dispunerea speciala a senzorului, a microfoanelor, a ferestrelor optice, toate in vacuum si inchidere ermetica a capsulei.

Paleta de aplicatii pentru dispozitivele MEMS este una extrema de extinsa si diversificata. Inca de la lansare, industria MEMS s-a adresat unei piete extrem de fragmentate, din care inca lipsesc standardele de productie general acceptate.
Actuala legea empirica a MEMS-urilor: "1MEMS = 1Dispozitiv cu 1 anumit Proces intr-o anume Capsula" este pe cale sa fie abolita. Se prefigureaza aparitia unei platforme pentru standardizarea capsulelor.
Raportul MEMS packaging citat ofera o analiza elaborata privind cerintele necesare pentru aplicatiile de realizarea capsulelor, asamblarii si testarii, respectiv privitor la materialele folosite ca substrat in MEMS (ceramica, cadru metalizat sau materiale organice).

La acest moment cresterea performatei dispozitivelor MEMS este principala preocupare a industriei. Cererea tot mai mare de MEMS din partea industriilor auto, medicala si de masini industriale, face ca ele sa fie regasite astazi aproape peste tot: in dispozitivele mobile, dispozitive de uz general si console pentru jocuri. Prin urmare, diversitatea constructiva si volumele solicitate sunt imense. Tocmai de aceea, producatorii OSAT (Open Source Appropriate Technology ), care produc in baza tehnologiilor open-source, sunt tot mai ofertanti in ce priveste dispozitivele MEMS pentru a acoperi volumele mari solicitate.
La nivelul industriei MEMS se identifica un set de tendinte interesante:

• producatorii de dispozitive integrate au nevoie de tot mai multi parteneri. De aceea, acestia califica producatori OSAT pentru a-si asigura astfel continuitatea lantului de furnizori;

• Standardizarea este promovata deopotriva de producatorii de dispozitive, OSAT si de furnizorii de materiale. In acest fel, furnizorii din industrie incearca sa mentina sub control costurile de capsulare, asamblare, testare si calibrare.

In industria MEMS, integrarea la nivelul sistemelor (incluzand competente de proiectare colaborativa a capsulelor si a software-ului, procese de asamblarea dispozitivelor tip SiP, integrarea pasiva si capabilitatile de proiectare 3D) au devenit esentiale pentru a atinge valori inalte de valoare adaugata in dispozitivele MEMS destinate producatorilor de echipamente OEM (Original Equipment Manufacturer). In paralel, este esentiala infrastructura de afaceri eficienta astfel incat sa faca fata volumelor mari de MEMS pentru producatorii de aplicatii de larg consum.
In prezent exista producatori diferiti cu proiectari diferite si nu se prefigureaza perspectiva ca toti acestia sa adopte un singur standard. Mai curand este probabila formarea unor nise "mari" in care sunt aplicate standarde proprii, in functie de interesele si solutiile celor mai mari si de succes producatori.

Domeniul: Materiale speciale, Mecatronica, MEMS, Optimizarea proceselor