把握壓電MEMS核心技術，開啟5G萬物互聯時代

金秋十月，丹桂飄香，微納園區，齊聚一堂，滿載而歸，告別彷徨！由麥姆斯諮詢和無錫物聯網創新促進中心共同主辦，上海傳感信息科技有限公司和華強電子網協辦的

《壓電MEMS與傳感器培訓課程》，於2019年10月18日至20日在無錫市傳感網國際創新園F11座“創星咖啡”圓滿舉辦！

近年來，壓電和MEMS技術的融合發展正在為全球MEMS產業帶來一場革命。在市場需求和壓電材料製備水平提高的雙重因素影響下，壓電MEMS和傳感器正迎來黃金時代，將在5G通信、智能語音、消費類可穿戴設備、指紋識別和醫療等設備中擁有廣闊的應用前景。為此，麥姆斯諮詢特開辦《壓電MEMS與傳感器培訓課程》，邀請壓電領域知名專家和學者，為大家深入講解當前熱門的壓電MEMS和傳感器，其中包括：射頻濾波器（SAW和BAW濾波器）、SAW傳感器、MEMS諧振器與振盪器、壓電MEMS超聲波換能器和指紋識別傳感器、壓電MEMS麥克風、壓電MEMS揚聲器、壓電能量收集器等。課程內容不僅涉及壓電薄膜材料（PZT和AlN）的製備方法、壓電器件的設計仿真和製造工藝，還包括壓電MEMS產業現狀、壓電器件應用及市場，以期讓學員們全面學習壓電MEMS和傳感器知識及技術。

瞧！生怕錯過這場知識的盛宴，我們的學員們已經迫不及待地拿出自己的小本本開始記錄了！

知識之高地，講師大咖雲集，解析技術要點！

10月18日上午，來自上海交通大學電子信息與電氣工程學院的副院長韓韜教授為大家帶來了《SAW射頻濾波器和SAW傳感器》。韓韜老師從SAW（聲表面波）的基本概念出發，逐步引出SAW器件的仿真分析方法，並提到需要從基本波動方程和滿足的實際邊界條件出發來求取系統場的確切解。隨後韓韜老師又對SAW濾波器的基本原理及其常見的幾種結構進行了詳細講解，通過圖表對比的方式，分別分析了梯形結構、DMS結構以及混合結構三者的優缺點。提及SAW對壓電基底材料的要求時，韓韜老師重點強調了三點：（1）壓電基底材料表面粗糙度儘可能小，與電極良好黏附，如此才能使聲表面波傳播損耗盡可能低；（2）為了保證濾波器的帶寬要求，所用壓電材料及切型需要有高的SAW機電耦合係數，一般在4%以上；（3）壓電材料需要具有較小的溫度係數。當然了，重複性好、可靠性高以及成本低這些問題也是各個廠商在不斷追求的。展望SAW濾波器的行業發展前景，韓韜老師提到特定頻帶Normal SAW、TC-SAW、IHP-SAW、雙工器及模組高端產品的利潤空間及市場空間都足夠大，但要考慮到知識產權的問題，同時與PA以及射頻開關的半導體公司合作也會是一個新的突破點和機會。在對SAW傳感器的講解中，韓韜老師主要對無線無源傳感器（如溫度傳感器、壓力傳感器等）進行重點講解，並分析了其工作原理及優勢所在，包括信號穿透能力強、高速讀取能力（超過400km/h）以及傳感、定位與識別一體化，因此其應用領域也非常廣泛。課程最後，韓韜老師提到目前由於中美貿易問題，給了中國企業更多的機會，因此有大批量的企業開始進軍SAW濾波器領域，但是，目前我們需要做的是先冷靜下來，整合和集聚力量，共同來做好SAW！

10月18日下午，首先是來自武漢大學的吳國強教授為大家講解了《壓電MEMS諧振器與振盪器》。此次課程吳國強老師先從諧振器和振盪器的概念著手，提到目前市面上的消費類電子產品中都包含一至多個時鐘器件，並重點分析了時鐘器件在手機和汽車領域的應用。隨後，吳國強老師詳細闡述了石英和MEMS振盪器之間的對比，吳老師說到，目前市場上超過90%的還是石英振盪器，因為其產業鏈更成熟，但由於抗震性差，在汽車領域的應用受到了很大限制，而MEMS振盪器則以其成本和尺寸優勢在奮力追趕石英振盪器，未來發展不可小覷。接著，吳國強老師結合公式，闡述了壓電原理以及壓電材料的選擇，並多角度地對比分析了三種常用壓電薄膜：PZT（鋯鈦酸鉛）、AIN（氮化鋁）以及ZnO（氧化鋅）的優缺點，但PZT一般不適合高頻應用。對於MEMS諧振器和振盪器的工藝講解，吳國強老師結合自己的研究方向，為學員們剖析了三項工藝難點，包括取向控制、厚度控制和應力控制，並根據自己多年從事相關領域的經驗為大家提供相應建議。課程最後，吳國強老師結合目前該市場主要的公司及應用案例，分析了當前主流產品以及產業化過程中的關鍵問題，其中涉及到諧振器的參數問題，包括振動頻率、Q值、溫度係數、一致性等，對於材料的選擇、如何減少空氣阻尼、優化TED（Thermoelastic Dissipation，熱彈性損耗）以及溫度補償方案等方面，吳國強老師均細緻講解，為學員們在實際工作中遇到的困難提供建議和思考，打破了理論內容帶給學員的枯燥感，大家紛紛表示受益匪淺！

當天下午第二節關於《PZT壓電薄膜製備及壓電MEMS器件工藝流程設計》的課程由蘇州MEMS中試平臺的技術總監馬清傑為大家講解。馬清傑老師從壓電效應簡介出發，結合圖表，為大家分析了壓電效應的測試方法、壓電薄膜的特性及其適用的MEMS器件等，隨後重點剖析了壓電MEMS器件市場及PZT壓電薄膜MEMS器件。馬清傑老師更是毫不吝嗇，將最新的壓電MEMS技術及市場數據與大家分享，學員們都笑稱不虛此行！隨後對本次課程的核心部分——PZT壓電薄膜MEMS器件工藝簡介的講解中，馬清傑老師結合自身平臺的PZT壓電薄膜濺射工藝特點以及PZT壓電薄膜特性，重點講解了PZT壓電薄膜MEMS微鏡、PZT壓電薄膜噴墨打印頭和自動對焦鏡頭的整合工藝流程及製備過程中會產生的問題等。馬老師不僅擁有多年MEMS製造產線的管理經驗，還成功領導過多項MEMS器件開發項目，對MEMS器件工藝整合的認知和理解可謂“手到擒來”，此次課程對幾項PZT壓電薄膜MEMS器件的製造工藝講解詳細、步驟清晰，深受學員們好評！

10月19日上午，武漢大學工業科學研究院副院長孫成亮教授為大家帶來了《BAW濾波器和壓電能量採集器》課程的講解。孫成亮老師以氮化鋁（AlN）壓電薄膜材料的講解開篇，分析了AlN壓電薄膜材料的製備技術以及應力控制，孫成亮老師說到，在做應力控制時，需要考慮以下幾方面：直流功率、沉積速率、氣體壓強和直流偏壓。在對基於AlN薄膜材料的射頻濾波器的講解中，孫成亮老師首先分析了市場對濾波器的需求，尤以5G通訊最為重要，因為在5G通訊時代，手機濾波器數量將增加至百顆數量級，而FBAR（薄膜體聲波諧振器）更是濾波器的主力器件！隨後則對FBAR的仿真設計、製備工藝及測試方法和結果進行了重點闡述。針對目前FBAR的市場情況，孫成亮老師提到，目前國內對於FBAR技術的研究才剛剛起步，目前除天津諾思微系統以及一些研究所有少量產品面市，還沒有任何大規模生產，所佔市場比例幾乎為零。但假以時日，相信國內的FBAR技術一定能發展起來！接著，孫成亮老師又對MEMS氮化鋁能量採集器的工作原理、封裝技術及應用進行了深入講解，並稱流體驅動式壓電能量採集器首次利用氮化鋁微機電技術將低頻、不規則振動和流體的動能高效的收集起來，開闊了能量採集的新領域。課程最後，對於基於AlN壓電薄膜材料器件的展望中，孫老師說到未來需要面對更加智能的信息化社會，因此需要更多的智能傳感器、無線通訊元器件與系統以及數以億計的傳感器節點能量供給。

10月19日下午，首先由上海微技術工業研究院資深技術總監林華茂為大家講解《AlN壓電薄膜製備及壓電MEMS器件工藝流程設計》。林華茂老師在半導體及MEMS製造工藝和器件集成領域具有眾多前瞻性的研發成果和豐富的行業應用經驗，課程開始他首先對AlN壓電薄膜做了簡短的概述，隨後對AlN壓電薄膜的製備原理、工藝參數控制以及常見問題進行了深入講解。關於薄膜的擇優取向問題，林老師提醒大家需要關注以下幾點：襯底的溫度、離子對晶圓表面轟擊、吸附子到達表面時的能量以及晶圓表面的狀態。同時，對於應力控制的工藝要求，林老師也提到需要耦合因子越高越好，並依據器件對耦合因子的需求和製造過程中允許的應力範圍來優化工藝，否則應力過大則可能引起薄膜破裂。隨後，林華茂老師又分別對射頻濾波器、壓電MEMS超聲波換能器以及能量收集器的製造流程進行了詳細闡述，並羅列了製造過程中遇到的難點，同時結合多年的產業經驗輸出了自己的獨特見解，學員們都表示又get到了新技能！

10月19日下午，上海思立微電子科技有限公司研發工程師黃景澤為大家帶來了《壓電MEMS超聲波換能器與生物識別技術》課程的講解。黃景澤老師以超聲波換能器基本概念的講解開啟了此次課程之旅，在簡單介紹了PMUT（壓電MEMS超聲波換能器）和CMUT（電容式MEMS超聲波換能器）這兩類超聲波換能器及其區別之後，黃景澤老師著重對PMUT的結構和工作原理進行了講解，再輔以公式的層層推進，將其原理講的非常透徹，之後又通過結合市場上的典型產品，分別列舉了兩種器件測試方法，包括阻抗測試和振動位移測試，對學員們日後工作大有裨益。隨後，在對三類指紋識別傳感器（包括電容式、光學式和超聲波式）進行了簡單介紹之後，黃景澤老師重點闡述了基於PMUT的指紋識別傳感器的關鍵技術，包括與CMOS單片集成的設計以及製造工藝等。在對基於PMUT傳感器的應用領域的講解中，黃景澤老師以基於PMUT的ToF（飛行時間）傳感器為主，提到目前利用ToF測距是所有應用的基礎，同時ToF技術還可用於手勢識別以及兒童滯留檢測等，對於車內兒童滯留的監測，相比於攝像頭和紅外光技術，超聲技術的優勢更是有目共睹，如不受環境溫度和環境光的影響，也不受車內空氣流動的影響等。黃景澤老師在課程最後說到，對於PMUT，由於它的高集成度，可適合大批量應用領域，而小型化、低成本和高集成度將成為未來超聲波換能器技術的主要驅動力。

10月20日上午，我們迎來了此次培訓的最後一節課——《壓電聲學換能器設計與仿真課程》，由COMSOL中國的應用工程師鍾振紅為大家講解。在COMSOL仿真領域擁有數十年經驗的鐘振紅老師，在介紹了壓電效應和壓電材料後，就“簡單粗暴”地直接來到了軟件實操演練環節。此次課程，鍾老師以壓電MEMS麥克風、壓電MEMS超聲波換能器、射頻濾波器為例，一邊重點講解操作時注意事項，一邊與學員進行互動，時不時走下講臺關注學員操作情況並進行指導，同時鼓勵大家完成自己的仿真模型，看到有的學員跟不上節奏，鍾老師還笑稱：“有時候阻礙你學習之路的只是一個按鈕。”鍾振紅老師的課程講解詳盡透徹，故意的犯錯也增加了課程的趣味性，學員們緊跟講師步伐，成功完成自己的仿真模型的學員都異常興奮，笑聲、歡呼聲充斥著整個教室，熱鬧非凡！整場課程在輕鬆的氛圍中完成，有些意猶未盡的學員，鍾老師還特意給他們“開小灶”，真是收穫頗豐吶！

思想之盛宴，學員共商共討，學習氛圍濃郁！

如何積累人脈？如何拓寬交際圈？來我們的培訓現場就知道了！課堂上，有的學員奮筆疾書，有的學員積極提問，有的學員更是拍照聽課兩不誤；課堂下，學員們三五成群，共商共討的身影屢見不鮮。毛主席說過：“世間最怕認真二字。”看著大家認真對待學習的態度，麥姆斯諮詢的每一位工作人員都心生讚歎，我們也相信學習定不會辜負大家。

一次學習就是一次充電的機會，相信大家已經攜著滿滿的電能，奔向各自的工作和學習征程。至此，麥姆斯諮詢舉辦的《壓電MEMS與傳感器培訓課程》圓滿舉辦！麥姆斯諮詢將繼續聆聽學員需求，秉承精益求精、不斷開拓進取的精神，一如既往地為大家帶來更多的精品課程！

2019年只剩兩個月了，到了年底最後的衝刺階段，還有什麼可為自己補給和續航？來參加我們的課程呀！還在等什麼，趕快加入吧！