微型传感革命：国产CMOS-MEMS单片集成技术、MEMS Speaker破局

=（电子发烧友网综合报道）在万物互联与智能硬件的浪潮下，传感器微型化、高精度化正成为产业升级的核心驱动力。MEMS（微机电系统）与CMOS（互补金属氧化物半导体）技术的深度融合，被视为突破传统传感瓶颈的关键路径。此外，MEMS Speaker芯片也成为新兴传感器的又一快速增长领域。
 
随着技术的发展，MEMS 与互补金属氧化物半导体（CMOS）技术的集成成为众多技术人员关注的方向。但MEMS与CMOS的单片集成也面临着技术挑战：一是，MEMS结构是在较高温度下制造，而CMOS工艺需要较低的温度。二是，MEMS和CMOS的材料兼容性问题，两者对材料的需求不同，MEMS需要用到金属和薄膜材料等，CMOS一般需要用到硅等半导体材料。
 
为了实现MEMS和CMOS集成，目前有两种技术方案被广泛讨论着，一是混合集成，二是单片集成。相对来说，单片集成的技术难题会相对来说小一点，且可以减少制造成本，系统可靠性和集成度也可以做得更高。
 
研究人员认为，通过CMOS后端工艺（BEOL）进行MEMS超声换能器的单片集成，具备高集成度、低成本和高性能的优势。
 
在国内企业中，也有企业以及研究机构正在探索MEMS与CMOS集成技术。近期，业内消息指出声动微科技（常州）有限公司（以下简称“声动微”）首款产品红外阵列传感芯片即将量产，可应用于智慧工业、智能家居、智能家电等领域。
 
企查查数据显示，声动微成立于2024年11月，致力于CMOS-MEMS单片集成技术，是国内少数具备Intra-CMOS单片集成技术的企业之一，这使得他们建立了SENSChip的工艺技术平台，此平台不仅支持了一系列MEMS阵列传感芯片的发展，还为实现高端传感产品的商业化量产奠定了基础。
 
若首款产品红外阵列传感芯顺利量产，公司将成为国内极少数能够商业化量产该产品的企业。据了解，通过与头部晶圆厂的深度合作，声动微正在突破国内技术瓶颈，打破迈来芯等国际传感芯片企业技术垄断。

此外，声动微的技术积累还包括对MEMS Speaker芯片、PMUT等新兴传感领域的布局，进一步拓展了技术和产品的应用场景。凭借深厚的技术背景和丰富的行业经验，声动微正逐步建立起一套完整的MEMS传感器解决方案体系。就在3月10日，声动微完成千万元种子轮融资，本轮资金将重点投入8×8、16×16及32×32阵列热感传感芯片的量产研发、工艺优化及团队扩充。
 
上述提到的MEMS Speaker芯片也是传感器领域的关键细分领域，业内研究机构市场预计，在未来五年，MEMS Speaker将以近100%的年复合增长率保持增长。
 
MEMS Speaker是基于MEMS的扬声器，不同于传统扬声器利用电磁感应的原理，MEMS Speaker其工作原理主要是基于静电驱动或压电驱动。采用微加工技术，在硅片等材料上制造出仅有微米级别的尺寸的发声结构。
 
因此MEMS Speaker具备小型化的优势，同时也有低功耗、高性能的特点，特别适用于TWS、助听器、AI智能眼镜等设备中。
 
据了解，共达电声已经在3月宣布公司的MEMS Speaker成功量产。共达电声与MEMS扬声器供应商Usound公司合作，将最新一代MEMS Speaker芯片用于产品封装，该产品具备低成本、更低非线性和总谐波失真（THD）、可定制振膜等特点。
 
小结：
随着声动微科技红外阵列传感芯片量产在即，国产CMOS-MEMS单片集成技术进入新的阶段。在传感器微型化的道路上，国产MEMS Speaker也将进一步迎来发展机会。