五、 台灣 CMOS 微機電產業發展與未來
5.2 台灣 CMOS 微機電產業分析
5.2.5 台灣發展 CMOS 微機電產業之 SWOT 分析
5.2.5.5 市場反應能力
到目前為止，國外已採用 CMOS 微機電的主要業者，產品主要分布在 微機電麥克風與微機電振盪器。反觀國內的微智半導體與工研院，則均能 運用國內 CMOS 晶圓代工的充沛產能資源，快速地開發出適用於消費性電
子與手機的慣性元件[表 8]，顯示出 CMOS 微機電確實提供台灣設計業者 一個新的發展舞台。然而所需的電子設計軟體標準相對於 CMOS 的成熟度 而言仍舊不足，影響了產品開發的速度。
表 8 目前全球已採用 CMOS 微機電設計產品的主要業者
公司名稱 國別 主要產品
Memsmart 微智 台灣 電容式加速度計
ITRI 工研院 台灣 計畫於加速度計、陀螺儀、MEMS 麥 克風與振盪器等
MEMSIC 中國 熱感測式加速度計，磁性感測計 Akustica (Bosch) 德國 MEMS 麥克風, Fabless
Wolfson 蘇格蘭 MEMS 麥克風 Discera 美國 MEMS 振盪器 SiTime 美國 MEMS 振盪器
資料來源：本研究整理 5.2.5.6 政府的因素
日本在產業空洞化時，仍不忘推出創新研發計劃，微機電便是其中重 點項目之一，列為未來十年重要產業，影響所及，目前各國也都競相投入 研發。從政府的角度來看，2009 年貣台灣首度將微機電列入「政策性」補 助產業，主要是研發經費已經不受經濟部 3 年 3 千萬的限制，並主動地鼓 勵企業申請經費，顯示政府開始支持微機電產業的發展。例如，從經濟部 的網站可知 2009 年 2 月 19 日公告通過緯拓科技投入智慧型單晶片 CMOS 微機電麥克風技術開發計劃、創意電子開發支援多芯系統單晶片設計驗證 測詴及除錯之系統層級設計的計劃；以及 2009 年 2 月 28 日公告的先進微 系統科技股份有限公司所提「微機電雷射微投影顯示模組」計劃專案等。
5.2.5.7 人才
CMOS 相關設備與製程人才的供應充沛，熟悉電性的設計人才很多。
此外因為應用多元化，產品設計與製造複雜度昇高；若是朝向垂直分工，
比較有機會讓現在 CMOS 產業的人才轉移到微機電。
另外，CMOS 微機電代工的服務得以有效降低新創微機電公司的資金
門檻，使得專注在產品特性上的新創設計公司數目有機會快速上升。雖然 這些新創公司幾年後可能不會全部存活，但是對於提升國內整體產業的「人 才基因庫」卻有很大的幫助。隨著產業的成長，各公司之間的競爭、合作 乃至於合併都可以增進人才的培育。Porter 在其「國家競爭優勢」一文中 提到「國內市場競爭壓力除了迫使企業的自我改善之外，成功者會吸引其 他競爭者進入。形成創新的壓力以及升級的途徑。新廠商加入或是離職員 工的自行創業也會形成產業的擴散效應；這種動力通常是良性的，因為會 帶來更多競爭而釋放出更多的創造力。」。因為微機電的困難與複雜度的增 加，使得專業分工在各領域的價值創造，將比在同一企業內垂直整合的領 域更有效率。
5.2.5.8 CMOS 微機電系統產品特性
CMOS 微機電系統由於將感測計、致動器、控制電路在同一顆晶片上 製造出來，因此本賥上比一般封裝系統更具備下列優點。
1. 不需要進行 CMOS 與微機電的封裝接線，不僅縮小產品體積，而 且降低錯誤率，提升良率，降低封裝成本。
2. 電子元件與微結構邊靠著邊佈局，可以形成陣列結構，創造全新的 應用與更優異的特性(例如麥克風陣列)。
3. 整合訊號轉換器，可以直接將感測到的類比訊號轉換為數位訊號，
再予以輸出。除了提升訊號品賥以外，更有利於新產品的開發設計。
4. 排除封裝接線所產生的寄生電容，獲得更高的 S/N 比，元件的性 能更優異。
5.2.5.9 SWOT 分析矩陣
台灣晶圓產業切入 CMOS 微機電的 SWOT 分析矩陣整理如下[表 9]
[表 10]。
表 9 台灣晶圓產業切入 CMOS 微機電的 SWOT 分析
表 10 台灣晶圓產業切入 CMOS 微機電的 SWOT 策略矩陣
合，降低兩者以獨立晶片型態封裝時所不可避免的接點寄生電容，
所引發的高雜訊問題，因此可以提供更好的性能。
5.3 台灣 CMOS 微機電產業之發展機會
從目前已經有產品驗證的角度來看，Pre-CMOS 在陎型加工有加速度 計與光學開關，在體型加工有加速度計、壓力計與紅外線偵測計等。在 Intermediate-CMOS 部分在陎型加工有加速度計、陀螺儀、壓力計、超音波 轉換器、射頻開關與震盪器，在體型加工有壓力計、流量計、生化探針與 加速度計等。
Post-CMOS 產品最為廣泛。在陎型加工有加速度計、震盪器、Si/Ge 微 機電、Varactor、微鏡陣列與陀螺儀等，在疊加層(add-on layer)進行體型加 工有加速度計與壓力計等。在 CMOS 元件層進行體型加工有最多種類的產
優勢 限制
Intermediate-CMOS
可以選擇微機電所需結構 強化或機械動作取向的材 賥，彈性最大，適合微機 電 IDM 的技術擴張。
CMOS 後段製程必頇保護微 機電孔洞結構，加溫過程也會 影響 CMOS 特性，因此無法 直接採用標準 CMOS 製程，
必頇建立新的電路元件模型 與製程條件，不利於標準 CMOS 代工廠。
Post-CMOS 直接採用已量產的標準 CMOS 製程，縮短產品開 發時程，有利於 design house，可以委託具有成本 優勢的標準 CMOS 代工廠 來生產。
微機電的部分是和 CMOS 電 路部份同時設計與製作，所以 在後製程的處理上，多半會受 到電路部分的材料限制；此外 CMOS 金屬層並非結構強化 或機械動作取向，故微機電元 件的表現會受影響。
資料來源：本研究整理
六、 結論與建議
6.1 結論
未來，Post-CMOS MEMS 標準製程，以及 CMOS 層的體型微加工，
既可符合系統單晶片之趨勢，亦可藉由高度成熟的 CMOS 產業帶動微機電 之發展；對台灣眾多 CMOS 晶圓廠及 IC 封測廠而言，更可以讓其舊有設 備的利用價值得到延伸，讓善於發揮規模優勢的台灣晶圓代工及封測業 者，可將直接挑戰目前寡佔微機電市場的 IDM 廠商。而且一旦台灣晶圓代 工及封測業者進入這個領域，將使微機電設計業者更有舞台可以發揮，並 能提供更有吸引力的產品功能，因為這些設計業者可以因此快速跨越自有 廠房的高昂投資門檻，以靈活的市場敏感度來設計市場所期待的新產品，
並且經由 CMOS 標準製程快速生產，搶佔消費性電子市場。
6.2 建議
台灣 CMOS 微機電產業之發展機會的實現，可以透過 Weihrich SWOT 策略矩陣的分析結果來獲得方向的指引。
1. SO 策略：政府可政策性補助設備轉型所需研發經費，並扶植設計 業者，開發具價格優勢的創新 3C 應用裝置，帶動台灣整個高科技 供應鏈。
2. ST 策略：直接引進 IDM 技術專利縮短開發時程，以設備產能優勢 創造價格競爭力。
3. WO 策略：經由垂直分工以重點性建立系統整合人才，加速終端產 品的開發量產。
4. WT 策略：培育人才，建立技術專利。
由於微機電設備投資支出不像 IC 那麼龐大，設計的概念與技術的開發 以生產成本低、性能可被接受的元件與模組以進入消費性市場，是最需要 投入的資源，因此最重要的是足夠的高級跨領域整合型人才。即使從現在 開始規劃並設計大學教育系所，也要等到多年以後，才有足夠師資與畢業 生數量可以就職服務。因此短期內要設法從相關行業找人重新作定位，政 府及企業應強化相關的訓練，培養整合型人才。換言之，台灣 微機電產業
發展將可依循過去 IC 成功模式，以強大的晶圓製造、封測生產能力，培植 並壯大具有創新能力的設計公司，在國際微機電舞台佔一席之地。
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