加拿大着力发展MEMS产业，能否成为全球MEMS领导者？

摘要：虽然加拿大距离大规模半导体制造还有很长的路要走，但MEMS是一种不依赖于先进工艺的技术，只需要适度的制造设施。虽然MEMS可能不是加拿大半导体行业的前沿，但悠久的历史意味着，成熟的公司已经积累了大量的专业知识，初创公司和大学研究机构也在不断创新。

专注于MEMS对加拿大来说意义重大。

MEMS在加拿大有着悠久的历史，可以说是该国半导体领域的一大亮点。但如果该行业想要成为全球领导者，就需要更多的商业化和制造能力。

虽然加拿大距离大规模半导体制造还有很长的路要走，但MEMS是一种不依赖于先进工艺的技术，只需要适度的制造设施。虽然MEMS可能不是加拿大半导体行业的前沿，但悠久的历史意味着，成熟的公司已经积累了大量的专业知识，初创公司和大学研究机构也在不断创新。

加拿大无法跟上更广泛的半导体行业的发展，这可以说是该国发展MEMS能力的原因。

CMC Microsystems总裁兼首席执行官Gord Harling在接受 EETimes 采访时表示：“20世纪80年代和90年代，大学实验室无法跟上半导体投资的步伐，因此他们被迫寻找他们能负担得起的新技术。幸运的是，硅光子和MEMS并不像其他半导体一样遵循‘摩尔定律’缩微设计规则的发展趋势。”

阿尔伯塔大学的 nanoFAB 是一个集中式开放式研发设施，专门从事微纳米级制造和表征，其中包括湿法处理通道。（来源：阿尔伯塔大学）

Harling说，这些实验室拥有的大部分半导体设备都非常适合，不需要经常更换。“MEMS和硅光子更多地与智力、巧妙的设计和处理有关，而不是与资本设备有关。”Harling说，“MEMS的难点在于，该工艺往往针对每种设计进行优化，因此很难获得大批量生产的好处，除非你挑选你的客户。”

MEMS是加拿大半导体计划中被认定为具有战略意义的关键领域之一。最近获得资助的FABrIC计划包括承诺创建基准或平台工艺，人们可以使用这些工艺来实现MEMS或硅光子设计。Harling表示，这不是一个完美的解决方案，但足以向投资者或潜在客户展示最小可行产品。他说，一旦产品开始进入批量生产，开发该产品的公司就可以直接与代工厂合作，优化其设计和工艺。

通过FABrIC计划，CMC Microsystems正在与加拿大埃德蒙顿的Applied Nanotools、渥太华的光子制造中心、布罗蒙特的C2MI和Teledyne、3IT、4D 实验室等合作，开发具有工艺描述或工艺设计套件（PDK）、设计示例、培训和其它工具的平台工艺。

Harling表示，CMC Microsystems每年在MEMS领域制造80或90个原型，在硅光子领域制造约180个原型。“这远远超过其他国家，我们拥有出色的技术基础。”

尽管加拿大在MEMS领域拥有强大的技术基础和悠久的学术研发历史，但其创新可能并未获得充分的赞誉，因为其技术最终往往被用于国外开发的应用。

温莎大学教授Sazzadur Chowdhury表示，加拿大在MEMS方面的研究活动大部分都是与美国公司合作进行的。专利通常在美国申请，这意味着很难估计加拿大MEMS技术在苹果iPhone等商业电子产品中的实际应用量。他指出，根据加拿大统计局的数据，过去二十年来，加拿大在电气工程领域的专利数量急剧下降。

加拿大进行MEMS研发需要更多投资，Chowdhury指出，加拿大最大MEMS代工厂Microlayne位于魁北克省的Bromont，但它现在不是一家加拿大公司了，因为被美国Teledyne Technologies收购。

Chowdhury补充道，加拿大在MEMS和半导体方面的投资与美国相比相形见绌。“将美国芯片法案的520亿美元与加拿大在同一时期的2.4亿美元进行比较。这说明了一切！”他补充说，欧盟目前也有"欧洲芯片法案"。

Chowdhury还表示，加拿大如果要发展包括MEMS在内的半导体能力，就需要有自己的“芯片法案”，MEMS具有广泛的用途，包括电动汽车、卫星、智能手机、智能家电等。

他说，加拿大大学需要更多资金来支持研究，并为其提供必要的设备以及商业化能力。加拿大还需要拥有自己的商业化生态系统或商业化网络。

曼尼托巴大学普莱斯工程学院教授道格拉斯·布坎南也表达了同样的看法。他说，大学正在努力想办法让工程师和商人走到一起，但目前加拿大大学进行的大部分研究成果都被加拿大以外的国家采用——其中大部分被美国采用，因为美国就在加拿大隔壁。

他说，专注于MEMS对加拿大来说是有意义的，因为加拿大永远无法进行先进CMOS制造，因为成本太高了。Buchanan补充说，MEMS的尺度在微米量级，而不是纳米级。因此这样更容易在加拿大实现产业发展。

布坎南曾在沃森实验室工作了16年，与来自世界各地的人共事，包括诺贝尔物理学奖获得者。他说，加拿大大学的研发水平与世界任何地方一样好。“加拿大大学的研究是一流的。但事实是，我们没有足够的人愿意创建一家MEMS初创公司并尝试让事情起步。”他说，“这是一种不同的思维方式。”

目前，加拿大确实有一些MEMS初创公司，但是不够多。例如MEMS Vision是蒙特利尔麦吉尔大学的孵化公司，总员工人数超过50人，其产品主要为环境传感器和超声波传感器。该公司已经开发了一系列从零开始的MEMS工艺。MEMS Vision最初专注于IP开发，并于2019年发布了其首款MEMS传感器。