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2010/11/30

亞太優勢林敏雄:串連台灣MEMS產業鏈,非做不可!

亞太優勢林敏雄:串連台灣MEMS產業鏈,非做不可!
投入MEMS領域近十年的亞太優勢微系統,
近期隨著消費性電子與智慧手機應用需求大增,市場大開,
可望躍居全球MEMS晶圓製造供應商第三大寶座。
對於一手創立亞太優勢的林敏雄來說,
如何串連國內相關產業搶占國際市場,是他正挑戰的另一個不可能。
【撰文/葉芷嫻】

 

 

在工研院投入MEMS研發十年之際,林敏雄毅然決然「自己跳下來做」,於2001年成立亞太優勢,希望能起帶頭示範作用,把台灣MEMS產業帶起來。(攝影/鄒福生)
結合電子與機械於一身的MEMS元件,具備感知、致動、運算等功能,一般熟知的加速度計、陀螺儀、壓力感測器、矽麥克風,應用範圍遍及資通訊、製造、運輸及消費性電子等領域。

 

然而,自從Wii在2006年問世狂銷熱賣後,其採用加速度計提供遊戲者簡易操作的全新體驗,促成人機介面新互動關係,才算真正讓世人體會MEMS的威力,也讓產業界更加確信MEMS應用在消費性電子市場上,擁有的無限想像空間與潛能。到了近期熱門的智慧型手機產品,更是大幅帶動MEMS新應用風潮。


動態MEMS,技術難度高

 

身為台灣第二家投入MEMS晶圓代工製造的亞太優勢,從2001年8月成立至今,歷經了八年的長期耕耘,隨著MEMS市場大開,今年開始品嘗到獲利的喜悅。但在此之前,MEMS產業卻是經歷過一段不算短的沉潛期。現任亞太優勢榮譽董事長、工研院特聘專家的林敏雄提到,原先主打光通訊產品的MEMS,因寬頻通訊產業式微,使得整體MEMS的商業化市場發展趨緩。

 

回想2001年,毅然卸下工研院副院長一職,創立亞太優勢微系統的過往,林敏雄表示當時並沒有太多的想法,只是有一種使命感,「認為台灣在MEMS領域有機會與國際大廠平起平坐,林敏雄便正式開始創業之路。

 

選擇一個當時半導體業界都在觀望的「高難度」微機電領域,林敏雄坦言,外界曾說他就像是「在做工研院的事,」因為要把不同領域技術納入矽晶片裡,「幾乎就像把工研院各領域的技術,集合在一個小小的晶片裡。」難度很高,但是林敏雄帶著工程背景的堅持,努力突破各種製程上的問題。

 

林敏雄強調,微機電不僅將物理與化學這些功能與電氣信號等統合在一起,還要做到保護動態元件等,需要多層的晶片級封裝(wafer level package)及不同的測試。對晶圓代工廠來說,MEMS技術遠比製作IC複雜,而且依照產品不同,需要不同的製程平台,相對需投入的研發成本與時間自然倍增。因此儘管MEMS目前已被視為產業成長的新動能,但是對國內業者來說,在技術上仍存在很大的挑戰。

 

Design House需要更多機械專業

 

 

亞太優勢是台灣第一家投入MEMS微機電通訊產品,並將產品主力鎖定於MEMS整合元件製造(IDM)及晶圓製程專業服務的大廠。(攝影/鄒福生)
眼看許多IC大廠投入MEMS領域,林敏雄觀察,以CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor;互補金屬氧化半導體)跨入MEMS晶圓代工,首先面臨到的是產業文化的問題。以往的IC製造,只要沿用國外廠商生產的方式,由台灣廠商轉進其製造平台,幾乎就可以準備上線生產,林敏雄形容,這就像是用相同的鍋子炒出不同的菜色一樣。

 

對於更複雜的微機電系統而言,情況卻是恰恰相反。以亞太優勢的發展經驗來看,即便只是晶圓製造,都需要花上長時間,針對產品的特性與問題,與客戶面對面進行討論,仔細評估每一項細節後,才能開始製作,「光是轉進不同廠,花上一、二年的時間是很正常的,」林敏雄說。因此,面對不同的微機電產品,就得發展不同的技術平台,「這不是過去做IC,用單純的思考方式就可以做好的,這裡也要變,」他用手比了比腦袋。

 

由於微機電涉及機械與材料方面的知識,包括應力、薄膜與結構等設計與製作,以及複雜的封測,所以,Design House需要更多不同領域專業人才,才能發展出符合市場需求的產品。

 

下一步:整合產業鏈

 

從產品端來看,市場對消費性電子的需求大增,也意味著MEMS元件價格的滑落,才能符合消費市場的價格定律。

 

的確,對於消費者來說,MEMS或許只是工程上的名詞,但實際上,MEMS卻是無所不在地緊貼著數位消費生活,以相機提供的防手震功能來說,即是結合陀螺儀可輕易維持平衡及對準物體的特性。只是當消費性電子的產品售價愈來愈親民,對於提供MEMS元件的製造商來說,競爭就變得更激烈。

 

雖然目前亞太優勢累積掌握生產製程平台的稼動率與良率,已揮別過去那段潛沉耕耘時期,但林敏雄認為這些都只能算是剛開始。從整體產業面來說,台灣在MEMS晶圓製造儘管已達成熟階段且有競爭力,但在設計與封測的產業鏈,卻還是呈現較為不確定的狀態,仍須投入資源,以構建台灣整體競爭優勢。

 

未來,台灣要想在MEMS領域上拿下更大的市場,從設計、晶圓製造、封裝、測試都必須充分整合,例如產品設計初期,即須與MEMS晶圓、封測等專製服務廠密切討論技術細節,利用現有製程、封測平台等,縮短開發時程,並儘速導入量產,才有機會生產出具有競爭力的MEMS產品。

 

歷經近十年在MEMS領域的打拼過程,林敏雄也認為,新進者必須有「MEMS需長期耕耘」的心理準備,因此備好充足的資金絕對是必要的。儘管如此,林敏雄對於台灣發展MEMS仍抱有很高的期望。而面對即將於九月展開的SEMICON Taiwan微機電國際技術論壇,擔任主席的林敏雄希望透過業者齊聚與經驗分享,打造出台灣的微機電共生環境。

 

【完整內容請見《工業技術與資訊》2010年9月號第227期】


EMAG ECM GmbH (ECM/PECM) 精微電化學加工技術在未來各種細微加工應用中佔有極大的優勢。該技術之優點係在於其加工能力與材料硬度無關,且能加工出微細及形狀複雜之表面結構,經由該製程加工後之產品表面具有粗糙度佳、無殘留應力及無裂縫產生等優良特性,常應用於航太、光電半導體、醫療器材、綠色能源、模具等產業上,本次研討會中特別邀請國內外知名學者及專家,介紹於精微電化學領域內之各種加工技術,可應用於燃料電池雙極板、生物晶片、微流體動壓軸承、微噴嘴、次世次流體分配閥元件、模具等產品加工上,機會難得,精彩可期。PECM為精密電化學切削的工程公司,其領先的技術,已在精密電化學切削領域達到量產化的水準。供顧客PECM精密電化學切削生產技術和客制化的製程設備。



Figure 1: Size comparison between a fabricated microstructure and the eye of a fly.


Figure 2: Three dimensional microstructure etched into a copper sheet. The high machining precision was achieved by application of ultrashort voltage pulses between the small tool, a 10 micrometer thick wire, and the copper sheet in electrochemical environment.



 

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