大咖报告 | 王瑜璞《MEMS TQV的设计与开发》

纳博会

2026-04-20 15:02:03

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2025年10月24日，在第六届中国MEMS制造大会暨微纳制造与传感器展览会上，九峰山实验室技术专家王瑜璞发表《MEMS TQV的设计与开发》的报告。

大咖报告

工艺技术认证平台包含用于工艺控制和监控的测试密钥、用于工艺窗口和裕度开发的实验设计 (DOE)、MEMS元件及其构建模块、MEMS原型以及用于技术认证的其他可靠性测试结构。

上图显示MEMS TQV 设计的功能模块，为了更好地服务客户，推荐对于产品开发和小批量生产采用MEMS MPW（多产品晶圆）的解决方。将进行严格的工艺控制为客户带来更高的产品良率。

要实现一款MEMS产品，需要经历七个主要阶段：

1.项目调研

需要前期调研来验证概念的价值，了解市场的主要参与者以及产品的未来趋势。

2.技术可行性

根据行业标准的建议，流程和产品开发的阶段都进行DFMEA（设计故障模式和影响分析）和 PFMEA（工艺故障模式和影响分析）对设计和工艺风险进行详细分析。

3.技术方案与设计

列出工艺和产品规格，将这些信息融入到设计中，TQV设计在此阶段完成，PDK将在TQV的工艺技术开发过程中不断完善。

4. 技术开发

PDK成熟度规划可分为四个阶段：工艺短制程开发、工艺全制程开发、技术认证和原型认证，在产品开发中，根据JEP001-3A 考虑产品认证。

5.确认工艺

在短制程开发和全制程开发中，工艺处于严格控制下，使用TQV测试结构进行监控，把控工艺的关键材料和工艺参数，DOE数据提供工艺窗口，Cp和Cpk用于判断工艺能力。

6.可靠性测试

根据JEP001-2A和3A（针对消费电子产品）以及AEC-Q 103（针对汽车产品）规划可靠性测试，可靠性评估贯穿于工艺开发的所有阶段，在每个阶段结束时都会重新评估DFMEA 和PFMEA。

7. 量产及故障分析

通过所有测试关键件、组件构建块、原型及其可靠性评估，可以识别故障模式。MEMS故障分析的挑战在于其具有带腔体的移动组件、较大的分析区域以及较厚的机械结构，为了揭示故障机制，避免使用机械样品制备方法，并且材料分析对于了解材料性能的劣化始终至关重要。

企业介绍

九峰山实验室于2021年由湖北省人民政府正式批复组建，是湖北实验室之一。实验室面向世界科技前沿，面向国民经济主战场和国家重大需求，以建设先进的化合物半导体研发和创新中心为愿景，在中国光谷建立起全球一流的化合物半导体工艺、检测基础设施，打造公共、开放、共享的科研平台。在9000平方米的洁净室内，实验室建立的磷化铟、砷化镓、碳化硅、硅基氮化镓、SIC基氮化镓、压电MEMS、硅光集成MEMS七条特色工艺产线，已具备流片能力，全时不间断运营。同时拥有世界顶尖的专业检测平台，具备晶体材料分析、芯片级测试、器件失效分析的能力。研究中心主攻光电子技术、功率电子技术、射频技术、微系统技术和新型材料技术五大技术方向。

往届回顾

作为MEMS领域的年度盛会，自2009年首次启幕至今，中国MEMS制造大会已连续成功举办六届，累计邀请了285位来自国内外权威行业协会、科研院所、企业高管出席并分享报告，参会观众多达3700余位，如今已成为公认的引领中国乃至全球 MEMS产业发展方向的“标杆”平台。第六届中国MEMS制造大会，汇聚50余位行业权威专家与技术领军者，围绕前沿技术突破与核心工艺升级展开深度研讨，大会同期举办25000 ㎡微纳制造与传感器展览会，吸引350余家全球MEMS产业链优质企业参展。