1.3 MEMS发展缓慢的主要原因
1958年发明了集成电路,集成电路一经发明马上得到了突飞猛进的发展,之后摩尔定律给出了清晰的集成电路发展路线图,如今全球市场规模接近4000亿美元,可谓发展神速。同样是脱胎于集成电路工艺的MEMS的发展历史如果从硅压力传感器算起,与集成电路一样长,就算从出现MEMS的概念算起也有30多年的历史。经过这么多年的发展,MEMS全球市场规模只有100多亿美元,与集成电路相比其发展可谓十分缓慢。
集成电路发展神速主要是因为拥有基本单元和主流产品。实际上无论多么复杂的集成电路都是由海量的基本单元——晶体管构成的。晶体管的基本结构如图1-15所示。晶体管相当于集成电路的细胞,通过海量的晶体管组合就可以实现信息处理、存储和传输等复杂功能。因此,集成电路的基础问题非常明确集中,理论、设计和制造都是围绕如何做好晶体管展开的,更易于取得突破,给出清晰的发展路线图,技术进步清晰且可预测。
图1-15 晶体管的基本结构
集成电路不仅有基本单元,还有主流产品。在计算驱动时代,处理器和存储器两大主流产品的市场规模足以驱动集成电路的发展,只要做好这两个产品,资本市场对集成电路的投资就能得到巨额回报。
集成电路技术路线清晰,主攻产品明确,自然会得到资本市场的青睐,其发展神速是自然而然的事情。
遗憾的是,MEMS不仅无基本单元,也没有主流产品。与集成电路不同,MEMS的核心是微机械结构,微机械结构多种多样,但目前还没有一种像晶体管那样功能强大的微机械结构,因此研发目标难以集中在特定的微机械结构上,研究目标分散,研究成果没有普适性,开发效率低。
而且MEMS市场是个性化的,产品专用性强。对于同一种产品,不同的客户有不同的要求,为了满足不同的客户要求,需要增加额外的成本。MEMS市场个性化的特点,使得单个产品的市场规模很小,没有像处理器和存储器市场规模那么大的主流产品,使得开发商难以将目标集中在某一产品上,因此开发效率低、资本投入分散、难以形成规模。
MEMS既没有基本单元,又没有主流产品,这使得人们无论是在突破基础技术,还是在发展具体产品上,目标都难以集中,客观上造成了基础技术始终没有重大突破,市场规模远不如预期的现象,所以其发展速度跟不上产业界的预测。