聲學MEMS和傳感器培訓課程

主辦單位：麥姆斯諮詢

協辦單位：華強電子網

一、課程簡介

與傳統的駐極體電容器麥克風（ECM）相比，MEMS麥克風具有尺寸小、耗電低、耐高溫、高抗震等優勢。

自從MEMS麥克風首次亮相以來，該市場一直保持高增長態勢。

全球龐大的智慧型手機出貨量成為加速MEMS麥克風市場飆升的「第一大功臣」。

因為幾乎每部智慧型手機中都至少使用一顆MEMS麥克風，一些高端智慧型手機甚至使用四顆麥克風。

近年來，隨著亞馬遜推出智能音箱Echo系列產品之後，正式引爆智慧語音市場，谷歌、京東及阿里巴巴相繼推出以自家語音助理打造的智能音箱，蘋果也推出以語音助理Siri打造的智能音箱Home Pod。

一台智能音箱的MEMS麥克風搭載量幾乎都在六顆以上，甚至八顆MEMS麥克風。

智能音箱成為MEMS麥克風市場再次出現井噴之勢的「第二大功臣」。

觀察全球麥克風出貨量的變化趨勢，2015年MEMS麥克風以約38億顆的數量首次超越ECM的34億顆，且與ECM出貨量的差距繼續拉大。

據Yole報告顯示，2017年MEMS麥克風的市場規模為10億美元，到2022年將達到14億美元，未來五年的複合年增長率為11%。

2022年MEMS麥克風的出貨量將超過80億顆。

目前的MEMS麥克風技術仍由電容式主導，但新進入者，如Vesper推出壓電式（AlN）MEMS麥克風，智動全球（GlobalMEMS）推出壓電式（PZT）MEMS麥克風，這些創新的麥克風能夠經受水、塵和顆粒物污染，為智慧型手機、可穿戴、物聯網設備提供極高的性能和豐富的聲學體驗。

MEMS麥克風市場的火爆，引發了MEMS麥克風廠商之間的專利「戰爭」。

中國歌爾股份（Goertek）和美國樓氏電子（Knowles）中美兩大巨頭長達近兩年的專利糾紛受到公眾的關注。

雖然最終達成全球性和解，但MEMS麥克風產業的企業家都達成了共識——伴隨著中國企業在全球貿易分工上擔任越來越重要的角色，與國外公司的智慧財產權糾紛也會越來越多，專利侵權訴訟已成為高新技術企業競爭的一種常用手段。

如何利用專利武器保護自身權益也成為MEMS麥克風企業做大做強的必修課。

麥姆斯諮詢特開設《聲學MEMS和傳感器培訓課程》，內容涵蓋：（1）MEMS麥克風的版圖設計，MEMS麥克風、微型揚聲器和麥克風陣列的聲學物理仿真分析；（2）針對電容式MEMS麥克風設計、製造、封裝、測試和專利的詳細分析和講解；（3）MEMS麥克風ASIC的設計、製造、案例分析等；（4）壓電式聲學MEMS器件——水聽器的工作原理、設計、封裝、測試以及應用案例。

同時，講師將結合MEMS麥克風典型應用（如智能音箱、耳機等）進行梳理和講解，採用啟發性思維的模式，通過產線參觀，讓學員對聲學MEMS和傳感器有全面深入的認知。

二、培訓對象

本課程主要面向聲學MEMS和傳感器相關企業（包括設計公司、晶圓代工廠、封裝和測試廠、模組及應用廠商、半導體設備及原材料供應商）的技術人員和管理人員、高校師生，同時也歡迎其他希望了解聲學MEMS和傳感器技術產業和應用的非技術背景人員參加，如銷售和市場人員、投融資機構人員、政府管理人員等。

三、培訓時間

2018年12月13日全天、12月14日全天、12月15日全天，共計3天。

授課結束後，為學員頒發麥姆斯諮詢的結業證書。

參加培訓的2019屆高校應屆畢業生將有機會獲得由麥姆斯諮詢安排的蘇州敏芯微電子技術股份有限公司「面試綠色通道」。

四、培訓地點

蘇州工業園區納米城

五、課程內容

課程一：聲學MEMS設計工具Tanner軟體及應用

講師：Mentor Graphics MEMS及物聯網周邊器件負責人 陳昇祐

Mentor Graphics是電子設計自動化（EDA）技術的領導供應商，提供完整的軟體和硬體設計解決方案，是全球三大EDA供應商之一。

在MEMS領域，Mentor Graphics已成功與Knowles、Vesper等著名MEMS麥克風廠商合作電容式MEMS麥克風和壓電式MEMS麥克風。

本次課程將分享Mentor Graphics的主要EDA設計工具Tanner在聲學MEMS設計商的使用案例及經驗。

課程大綱：

（1）MEMS麥克風的物理版圖設計（以Knowles為例）：MEMS麥克風設計考慮、L-Edit MEMS的特點、應用L-Edit MEMS快速完成MEMS麥克風設計等；

（2）機械-靜電耦合力分析與仿真流程（實例演示）：2D 物理版圖設計、3D 器件形成、結合有限元分析工具進行全流程分析與仿真。

課程二：聲學MEMS和傳感器有限元設計軟體COMSOL Multiphysics及其應用

講師：COMSOL中國 應用工程師 鍾振紅

電聲設備（包括揚聲器、耳機、麥克風和助聽器）常常涉及電磁、結構和聲學等多個物理場，需要在同一環境下綜合實現力學、聲學和電氣學等多個物理場的仿真。

COMSOL Multiphysics作為一款優秀的多物理場仿真軟體，能在一個平台上統一地對力學、聲學和電磁學做多物理場耦合仿真，在電聲行業內有廣泛的應用和龐大的客戶群。

本課程將通過理論結合案例講解，並帶領學員實際操作軟體，學習如何使用COMSOL Multiphysics仿真電聲器件並得到相應結果。

課程大綱：

（1）MEMS麥克風的多物理場有限元分析設計：結合上一課程Mentor提供的電容式MEMS麥克風版圖進行仿真實例的講解，以及壓電式MEMS麥克風版圖進行仿真實例的講解；

（2）COMSOL電聲多物理場耦合解決方案展示：電磁、結構以及聲學性能仿真；

（3）COMSOL智能設備電聲仿真應用：揚聲器陣列、麥克風陣列的聲學仿真分析。

課程三：電容式MEMS麥克風設計及封測

講師：蘇州敏芯微電子技術股份有限公司 總經理 李剛

麥克風是把聲學信號轉換為電信號以供助聽器音頻信號鏈處理的傳感器。

有許多技術可用於這種聲電轉換，但電容式麥克風是其中尺寸最小、精度最高的一類麥克風。

電容式麥克風中的薄膜隨著聲學信號而運動，這種運動引起電容變化，進而產生電信號。

MEMS技術是電容式麥克風變革的中堅力量，為麥克風的技術進步貢獻頗多，包括超小型製造結構、出色的穩定性和可重複性、低功耗，以及智能化等。

本課程將從麥克風的發展歷程、分類和原理談起，深入講解電容式MEMS麥克風工作原理、設計、封裝、測試以及應用案例。

課程大綱：

（1）麥克風發展歷程；

（2）麥克風分類和原理；

（3）MEMS麥克風產業鏈及主要廠商；

（4）電容式MEMS麥克風工作原理；

（5）電容式MEMS麥克風設計；

（6）電容式MEMS麥克風封裝；

（7）電容式MEMS麥克風測試；

（8）MEMS麥克風應用案例分析，如智慧型手機和智能音箱。

課程四：電容式MEMS麥克風製造工藝及產線參觀

講師：蘇州MEMS中試平台 技術總監 馬清傑

電容式MEMS麥克風包含一張靈活懸浮的薄膜，它可在一個固定背板之上自由移動，並且所有結構均在一片矽晶圓上製造。

這種矽基結構的製造工程有哪些特殊工藝？如何解決和處理電容式MEMS麥克風製造工藝的常見問題？我們如何從其他MEMS傳感器工藝中借鑑靈感？

本課程從MEMS製造工藝基礎知識講起，對電容式MEMS麥克風製造工藝流程、重難點剖析、常見問題及解決方案進行詳細講解，並啟發性地講解其他典型MEMS產品製造流程。

理論知識學習後，將帶領學員參觀蘇州MEMS中試平台。

課程大綱：

（1）MEMS製造工藝基礎知識：光刻、薄膜沉積、刻蝕、摻雜、氧化、擴散、注入、深矽刻蝕、雙面光刻、鍵合、釋放工藝、磁控濺射等；

（2）電容式MEMS麥克風製造工藝流程講解；

（3）電容式MEMS麥克風製造過程的重難點剖析；

（4）電容式MEMS麥克風製造常見問題及解決方案；

（5）其它典型MEMS產品製造工藝流程講解（啟發性思維）。

（6）蘇州MEMS中試平台：講解產線的MEMS製造機台、工藝能力、主要產品和應用；在參觀走廊學習MEMS製造產線相關知識。

課程五：新興聲學傳感器技術——水聽器（水下麥克風）

講師：新加坡微電子研究所（IME） 前研究員 徐景輝

水聽器即水下麥克風，是把水下聲信號轉換為電信號的換能器。

基於的MEMS技術的水聽器具有小型化、低功耗、低成本、易成陣、無源、噪音低等優點，對於海洋勘探、航道監測、管網監測、水下導航等大規模民用領域具有重要意義。

本課程將從水聽器的發展歷程、分類和原理談起，分析MEMS水聽器的產業鏈分布、工作原理、設計、封裝、測試以及應用案例。

課程大綱：

（1）水聽器發展歷程；

（2）水聽器分類及原理；

（3）MEMS水聽器產業鏈及主要廠商；

（4）MEMS水聽器工作原理；

（5）MEMS水聽器設計、製造、封裝和測試的主要問題和解決方法；

（6）水聽器應用案例詳解。

課程六：MEMS麥克風ASIC設計及製造

講師：蘇州芯儀微電子科技有限公司 總經理 朱瀟挺

通常MEMS麥克風內包含兩顆晶片：MEMS晶片和ASIC晶片，兩顆晶片被封裝在一起。

ASIC晶片用於檢測MEMS晶片的電容變化，並將其轉換為可用的電信號，功能模塊包括小信號放大、模數轉換、溫度補償、濾波、存儲單元、數字接口等。

MEMS晶片和ASIC晶片的完美配合是實現最佳性能MEMS麥克風的關鍵要素。

本課程將從傳感器ASIC設計原理入手，重點講解電容式MEMS麥克風ASIC設計和製造工藝，並結合產業鏈的情況探討智能MEMS麥克風的實現。

課程大綱：

（1）傳感器ASIC設計介紹及需求分析；

（2）MEMS麥克風ASIC設計流程及要點；

（3）MEMS麥克風ASIC製造工藝；

（4）幾款MEMS麥克風ASIC對比；

（5）MEMS麥克風ASIC產業鏈及主要廠商；

（6）智能MEMS麥克風實現探討；

（7）其它典型傳感器ASIC設計講解（啟發性思維）。

課程七： MEMS麥克風專利分析

講師：智慧芽信息科技（蘇州）有限公司 智慧財產權（專利） 諮詢顧問 張永強

隨著MEMS技術的快速發展，越來越多的中國企業在這一領域取得了階段性技術突破，伴隨著中國企業壯大和發展，與國外龍頭企業的智慧財產權糾紛也會越來越多，專利侵權訴訟已成為高新技術企業競爭的一種常用手段。

特別是在中美貿易摩擦高頻化的當下，中國企業應該學習借鑑如何更好地利用專利武器保護自身的權益。

本課程以MEMS麥克風為例，從MEMS麥克風的基本原理開始討論，以技術的視角，分析並討論MEMS麥克風領域的宏觀、中觀和微觀的專利信息情報在技術開發過程中的實際運用，通過具體案例分析介紹不同競爭對手的技術特點。

梳理近年來MEMS麥克風領域的專利訴訟案件的發展態勢，介紹專利侵權判定具體方法與流程，通過對具體的MEMS麥克風專利訴訟案例詳細分析，提出專利侵權規避的方法和技巧。

課程大綱：

（1）MEMS麥克風基本原理介紹；

（2）MEMS麥克風專利情報運用與案例分析；

（3）MEMS麥克風專利侵權判定方法；

（4）MEMS麥克風專利訴訟案例分析；

（5）專利侵權規避的方法與技巧。

六、師資介紹

陳昇祐，畢業於清華大學電機工程學系，擁有18年半導體行業經驗。

2000年碩士畢業後任職於台灣積體電路製造公司（TSMC），為21項國內外半導體器件已公告專利的唯一或主要發明人，2011年加入明導電子科技（Mentor, A Siemens Business），目前在IC設計方案事業部（IC Design Solutions Division）負責MEMS、物聯網周邊器件、矽光晶片（Silicon Photonics）方面與全球各大晶圓廠的合作。

營運的團隊專注於整合 MEMS、模擬、數字、射頻的設計平台與PDK支持解決物聯網周邊器件的設計難題，包含系統級設計方法實現MEMS器件模型和結構表征，從而使之與IC設計流程兼容並提供與典型分析工具相媲美的仿真精度和速度。

鍾振紅，COMSOL中國應用工程師。

畢業於復旦大學力學系理論與應用力學專業，長期負責 COMSOL MEMS及聲學行業的技術支持和客戶諮詢，擁有八年以上COMSOL仿真經驗。

研究內容主要涉及聲學、結構、AC/DC、MEMS以及光學等領域。

李剛，博士，集成微型矽麥克風post-CMOS集成工藝的發明者，有著二十年超凈間的豐富工作經驗，熟悉 CMOS 工藝和 MEMS 工藝。

他曾先後獲得電子科技大學微電子專業學士學位、北京大學「微米/納米加工技術國家重點實驗室」MEMS專業碩士和香港科技大學MEMS專業的博士學位。

他於2007年10月成立蘇州敏芯微電子技術股份有限公司並擔任總經理，歷經11年，目前公司MEMS麥克風產品已經占據了國內智能音箱五成的市場份額。

馬清傑，碩士，蘇州工業園區納米產業技術研究院有限公司微納分公司技術總監。

專注於MEMS壓阻壓力傳感器、VOx非製冷紅外探測器等器件和MEMS工藝集成技術創新和工程化工作。

至今從事MEMS器件研發及MEMS整合工藝研發8年，成功開發並量產多個MEMS產品，積累了大量MEMS器件研發及量產經驗。

曾經作為項目負責人，先後主持中國航空工業集團MEMS高溫壓力傳感器研發及產業化項目以及國家發改委高端MEMS傳感器產業化項目。

在從事MEMS行業之前，一致從事集成電路器件及整合工藝開發工作，對半導體晶片製造工藝及器件有非常深刻的理解。

申請國家發明專利超過30項，其中已授權超過20項。

徐景輝，博士，2009年畢業於中國西北工業大學空天微納系統教育部重點實驗室，獲得微機電系統及納米技術專業博士學位。

2009-2010年在德國弗萊堡大學微系統工程系（IMTEK）從事博士後研究，從事基於分子動力學的微流體器件的建模與仿真工作。

2010年9月加入新加坡微電子研究院，主要從事基於壓電AlN（氮化鋁）平台的聲學（水聲/麥克風/超聲）、振動 （RF MEMS諧振器/振蕩器）及加速度計等工業物聯網傳感器系統研發與產業化。

作為聲學與振蕩MEMS組長，帶領約12人的研發團隊（包括器件設計、電路設計、工藝集成及封裝），獲得來自新加坡科技局、跨國公司、新加坡環境署、新加坡國防部等單位共計10餘個項目總計約600萬新幣資助。

其中水聲傳感器項目獲得國際石油勘探巨頭連續6年共4個項目的滾動支持，相關研發成果已轉入小規模量產。

過去10年間，累計申請並獲授權中國專利13項；國際專利5項，已授權3項，完成專利技術轉讓2次。

以第一作者或通訊作者在國際著名學術期刊或會議發表論文超過20篇。

研發成果先後獲得國家技術發明二等獎、新加坡科技局先進團隊獎、MIT TR35亞太區前10等獎項。

朱瀟挺，碩士，蘇州芯儀微電子科技有限公司總經理。

本科畢業於華東師範大學微電子與固體電子學專業，碩士畢業於復旦大學微電子與固體電子學專業。

曾供職於亞德諾半導體技術有限公司（Analog Devices Inc.）。

擁有在音頻、傳感器接口電路等混合信號集成電路的設計、流片及量產擁有10年的工作經驗。

張永強，電子科技大學碩士，Patsnap智慧財產權（專利）諮詢顧問。

曾任職於英飛凌科技（蘇州）有限公司和樓氏電子（蘇州）有限公司，10年半導體集成電路和MEMS行業經驗，在IC和MEMS傳感器領域有深厚的技術和管理積累，發表技術論文近10篇。

在樓氏電子工作期間，作為公司訴訟代理人，與國內頂級3家律師事務所合作處理與歌爾股份的專利侵權訴訟案，全程參與法庭庭審和答辯，為案件最終和解做出重要貢獻。

同時獲取國家專利代理人資格，在半導體和MEMS技術領域和智慧財產權領域有著豐富的理論和實戰經驗。

七、培訓費用和報名方式諮詢

請發送電子郵件至PengLin#MEMSConsulting.com（#換成@）或GuoLei#MEMSConsulting.com（#換成@），郵件題目格式為：報名+聲學MEMS和傳感器培訓+單位名稱+人數。

麥姆斯諮詢

聯繫人：彭琳

E-mail：PengLin#MEMSConsulting.com（#換成@）

聯繫人：郭蕾

E-mail：GuoLei#MEMSConsulting.com（#換成@）