毫無疑問，智能手機(jī)需要大量的MEMS傳感器和功率器件。然而，由于市場(chǎng)日趨飽和，智能手機(jī)呈現(xiàn)增長放緩的跡象，那么，下一個(gè)重要增長領(lǐng)域在何處？

產(chǎn)業(yè)界的主要分析師一致指向了汽車領(lǐng)域。過去幾年，汽車電子元器件獲得了顯著增長。根據(jù)Gartner分析師JimHines預(yù)測(cè)，2016年，汽車電子元器件將從2000年的250美元/輛躍升至350美元/輛，2012年~2018年期間，車用半導(dǎo)體營收的復(fù)合年增長率為6.4%。

據(jù)麥姆斯咨詢報(bào)道，隨著越來越多的傳感器、功率器件和其它電子元器件進(jìn)入到汽車系統(tǒng)，汽車電子元器件數(shù)量將大幅增長。今年年初，拉斯維加斯的消費(fèi)電子展（ConsumerElectronicsShow,CES)上，汽車制造商們展示了多種基于電子元器件的新技術(shù)。盡管自動(dòng)駕駛汽車占據(jù)了消費(fèi)電子展的很大一部分，但是汽車制造商們也展示了一些已經(jīng)獲得應(yīng)用的實(shí)用功能，如能檢測(cè)駕駛員酒駕或車道偏離的傳感器，以及碰撞預(yù)警系統(tǒng)。

汽車制造商和技術(shù)供應(yīng)商正快速結(jié)成聯(lián)盟。2016年3月，通用汽車（GeneralMotors）收購了一家位于舊金山的初創(chuàng)公司CruiseAutomation，CruiseAutomation可以為現(xiàn)有車輛提供自動(dòng)駕駛系統(tǒng)。據(jù)麥姆斯咨詢報(bào)道，這家成立僅3年、擁有40名員工的公司，收購價(jià)格高達(dá)十億美元。最近，福特創(chuàng)立了一個(gè)新的業(yè)務(wù)部門——福特智能移動(dòng)（FordSmartMobility），新部門位于加州帕洛阿爾托，之所以選址在該處，是因?yàn)楦Ｌ叵胍M(jìn)硅谷的工程人才來發(fā)展無人駕駛汽車和車聯(lián)網(wǎng)。

上述應(yīng)用引領(lǐng)電子元器件制造商進(jìn)入新世界。2016年3月，在比利時(shí)布魯塞爾舉辦的化合物半導(dǎo)體國際大會(huì)（CompoundSemiconductorInternationalConference,CSIC）上，領(lǐng)先的功率器件廠商和供應(yīng)商強(qiáng)調(diào)，功率器件需要更多創(chuàng)新型先進(jìn)技術(shù)來支撐汽車和其它產(chǎn)品向5G無線即時(shí)通訊過渡。

汽車領(lǐng)域已經(jīng)“消費(fèi)”了很大一部分的功率器件和MEMS傳感器，預(yù)計(jì)還將保持健康增長。

汽車領(lǐng)域占據(jù)了整個(gè)MEMS和傳感器市場(chǎng)約26%的市場(chǎng)份額。根據(jù)市場(chǎng)調(diào)研公司YoleDéveloppement（以下簡稱Yole）所給出的數(shù)據(jù)，預(yù)計(jì)未來15年，傳統(tǒng)汽車及自動(dòng)駕駛汽車中所包含的傳感器，將以平均每年16%的速度增長。

根據(jù)Yole所給出的數(shù)據(jù)，2014年，汽車功率器件占據(jù)整個(gè)功率器件市場(chǎng)18%的市場(chǎng)份額，市場(chǎng)規(guī)模為115億美元。預(yù)計(jì)2020年汽車功率器件市場(chǎng)的市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到172億美元，電動(dòng)汽車和混合動(dòng)力汽車（EV/HEV)將成為該領(lǐng)域市場(chǎng)增長的主要?jiǎng)恿Α?/p>

此次汽車革命不僅僅是電動(dòng)機(jī)替代內(nèi)燃機(jī)的革新。例如，市場(chǎng)調(diào)研公司IHSTechnology對(duì)特斯拉S型車進(jìn)行了車載信息娛樂系統(tǒng)和儀表系統(tǒng)的拆解分析，揭示了其與平板電腦或智能手機(jī)在內(nèi)容與設(shè)計(jì)方面的很多相似之處。

特斯拉也積極的投入先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）開發(fā)。例如，2015年6月后生產(chǎn)的汽車可以收到軟件更新信息，此次軟件更新可以賦予汽車自動(dòng)駕駛功能。軟件更新費(fèi)用為6000美元，有些人稱它為最貴的待售APP。

業(yè)內(nèi)中堅(jiān)汽車制造商對(duì)先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）也非常重視，最近，在加利福尼亞州納帕舉辦了一場(chǎng)MEMS產(chǎn)業(yè)聚會(huì)，一位通用汽車的管理人員在的演講中說道，他感受了其中一家公司的全自動(dòng)駕駛原型車，帶領(lǐng)他像“小馬快遞小分隊(duì)”一樣從美國東海岸駕駛到西海岸。

先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)并不是科學(xué)幻想，多種形式的無人駕駛已然成為現(xiàn)實(shí)。先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)將先進(jìn)傳感器立體攝像機(jī)和遠(yuǎn)程/短程雷達(dá)組合在一起，加上驅(qū)動(dòng)器、控制單元和集成軟件，幫助汽車監(jiān)控并響應(yīng)周圍環(huán)境。例如，一種用于先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)的重要技術(shù)——激光雷達(dá)（LIDAR），它將“光”和“雷達(dá)”組合起來，通過發(fā)射激光束探測(cè)目標(biāo)距離。

部分先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)解決方案已經(jīng)投入使用，尤其是偏離車道警示系統(tǒng)、自適應(yīng)巡航控制、倒車警報(bào)和停車輔助系統(tǒng)，其它先進(jìn)的自動(dòng)駕駛功能也將在未來幾年逐步實(shí)現(xiàn)。除了先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)，汽車上基于傳感器的管理系統(tǒng)還可以解決各種各樣的問題，從發(fā)動(dòng)機(jī)及傳動(dòng)系統(tǒng)狀況到通訊、定位服務(wù)、疲勞駕駛監(jiān)測(cè)，以及最為重要的駕駛安全。

新興MEMS傳感器

現(xiàn)有傳感器，如壓力傳感器、溫度傳感器、氣體傳感器、慣性傳感器、光學(xué)傳感器和超聲波傳感器，將繼續(xù)在汽車領(lǐng)域應(yīng)用，同時(shí)仍需要能支持安全或自動(dòng)駕駛功能的特定類型傳感器。

對(duì)如應(yīng)用材料公司（AppliedMaterials）這樣的公司而言，所面臨的挑戰(zhàn)在于不僅要為先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)應(yīng)用開發(fā)下一代MEMS和傳感器工藝技術(shù)，還需要滿足汽車中現(xiàn)有應(yīng)用不斷增長的發(fā)展需求。，包括發(fā)動(dòng)機(jī)管理傳感器（滿足嚴(yán)苛環(huán)境需求）、氣體傳感器（車廂內(nèi)外氣體檢測(cè)，包括發(fā)動(dòng)機(jī)與排氣系統(tǒng)內(nèi)部和周圍環(huán)境）和其它類型傳感器。

在車廂內(nèi)部，汽車公司青睞于提供全新的語音控制功能，這需要信噪比在60~70分貝區(qū)間的MEMS麥克風(fēng)。和其它創(chuàng)新技術(shù)一樣，這些需求推動(dòng)了基于懸臂梁的MEMS麥克風(fēng)的設(shè)計(jì)發(fā)展，這種MEMS麥克風(fēng)需要工藝流程上的創(chuàng)新。汽車廠商已經(jīng)開始應(yīng)用這些新麥克風(fēng)，而且至少有一家公司已計(jì)劃將基于叉指技術(shù)的電容式MEMS麥克風(fēng)投入生產(chǎn)。

汽車生產(chǎn)流程的需求

功率器件有不同的電壓范圍，電動(dòng)汽車所需功率器件的電壓范圍介于300V到1200V之間，（例如，火車頭機(jī)車需要高電壓功率器件，介于1700V~6500V）。根據(jù)Yole預(yù)測(cè)，低壓到中壓范圍的絕緣柵雙極型晶體管（insulated-gatebipolartransistor,IGBT)功率器件，受電動(dòng)汽車和混合動(dòng)力汽車增長驅(qū)動(dòng)，其增速將超過全球半導(dǎo)體市場(chǎng)增速。

構(gòu)建先進(jìn)的功率器件需要改進(jìn)的半導(dǎo)體加工設(shè)備。例如，應(yīng)用材料公司的高增長率磊晶爐的磊晶硅生長，為串聯(lián)電阻或?qū)娮璧木_控制提供均勻、超高純度、低不良率的硅晶片。功率器件的電壓處理需求可以超過1000V，磊晶層最薄可達(dá)到5µm，最厚可達(dá)到100µm或更甚。應(yīng)用材料公司的高增長率磊晶爐跟以往相比，生長速度提高了50%，因而獲得了客戶的青睞。

同樣的，為了解決電流電壓和器件散熱需求，應(yīng)用材料公司的高沉積率PVD(物理氣相沉積)厚鋁反應(yīng)堆沉積厚度大約為3~6µm+。應(yīng)用材料公司的高沉積率鋁爐以2.3µm/分的速率進(jìn)行鋁沉積，并且沒有任何缺陷與裂縫。例如，IGBT器件的特定電氣性能需要獨(dú)特的磊晶摻雜工藝。

在汽車領(lǐng)域，更好的先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)性能要求將推動(dòng)對(duì)更快（例如，數(shù)據(jù)和安全系統(tǒng)的即時(shí)通訊）、更高效（超快速開關(guān)和最小功耗）功率器件的需求增長。同時(shí)，為了在性能上超過硅晶片，芯片設(shè)計(jì)廠商也將繼續(xù)挑戰(zhàn)現(xiàn)有半導(dǎo)體制程技術(shù)的極限，下一代寬帶隙（GaN和SiC）功率器件的開發(fā)任重而道遠(yuǎn)。

上述改變將對(duì)GaN和SiC器件、磊晶、刻蝕、缺陷和檢測(cè)、摻雜處理和退火處理的工藝產(chǎn)生重大影響。

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