微纳传感器集成化技术——中国传感器发展的机遇与挑战

摘要

自上世纪50年代半导体技术的出现,拉开了微传感器研究、开发与生产的序幕,但是,传感器市场分散、种类多,长期处于多品种、小批量的制造方式.MEMS技术的出现,使微纳传感器的批量化制造成为可能,尤其是以iPhone和iPad为代表的便携式产品,正在改变人类的生活方式,其中应用的主要产品包括麦克风、陀螺、加速度计、磁场传感器、振荡器等是MEMS产业发展的里程碑式产品.物联网已成为当前世界新一轮经济和科技发展的战略制高点之一,在智能工业、智能农业、智能交通、智能电网、智能医疗、智能环保、智能物流、智能安防、智能家居等将有巨大应用,发展物联网对于促进经济发展和社会进步具有重要的现实意义.传感器是物联网的重要组成部分,MEMS技术提供的低成本、低功耗、高性能、多功能、智能化的微纳传感器成为支撑1万亿产业链发展的核心关键技术,也给传感器批量化制造发展带来了机遇.只有集成化技术才能实现低成本、低功耗、高性能、多功能、智能化的微纳传感器.微纳传感器的集成可以在很多层次上完成,包括仪器层次、电路板层次、封装层次和芯片层次.集成传感器有三种类型:(1)将传感器与处理或存储电路集成;(2)将多个同类传感器集成,即集成传感器阵列;(3)将多种传感器集成,即多功能集成传感器.讨论国际上芯片层次(基于CMOS技术)和封装层次(基于SiP技术)集成化技术的进展以及我国相关研究进展、面临的机遇与挑战.