微機電系統之生產方式類似積體電路,但由於在性能上的要求不僅需考慮電的特性,常要兼顧機械與光學等特性,所以也逐步發展出不同的製造技術,產品可廣泛應用在各個領域。
由於人口的老化及日漸嚴重的肥胖問題所衍生的生理障礙,例如心血管疾病及糖尿病等患者日益增多,如何減輕治療與診斷時的不舒適感與增加方便性,成為生醫微機電(BioMEMS)產品發展之主要動力。
我國具有深厚的積體電路製造技術及機械技術,加上生醫產業亦是我國之政策性重點產業,深具遠景,所以本研究在探討國際間BioMEMS之應用狀況、瞭解我國如何發展BioMEMS之資源,以期展望我國BioMEMS之發展契機。本研究內容摘要如下:
一、MEMS產品在生醫上的應用
BioMEMS是一個正在發展中的產業,目前應用的領域還不廣,產品的應用範圍也不多,現今主要應用在氣喘、聽力障礙、心臟病、血管修復、眼科等治療;亦可應用在皮膚醫學、糖尿病、血壓量測、產科醫學、整型外科、在地照護(Point-of-Care, POC)測試等之診斷;也可應用在人工義肢之復建;及相關病理研究;或其他行動裝置、視覺輔助等。然而當研發與製程技術隨著時間而逐漸成熟時,將會有越來越多的產品出現在市場上,其成本也會產生巨大變化。
二、應用在生醫上MEMS之市場發展趨勢
2001年全球應用在生醫上之MEMS市場約6.2億美元,年成長率約11.4%。其中感測器(Sensor)約佔四分之三,致動器(Actuator)約佔四分之一。但Actuator成長率遠較Sensor高,因此至2006年Actuator可佔全體市場四成左右。從量的觀點來看Sensor仍是市場中非常重要的一部分,2001年全球Sensor市場量有19億個,而Actuator僅310萬個,相差600倍以上,雖Actuator成長較快,但至2006年,數量上差距仍可達450倍以上。價格上Actuator大多高於Sensor。從應用市場佔有率上來看,使用於糖尿病領域的最多,約佔43%,其次是用於診斷,約佔23%,心臟病領域約佔12%,而生命科學研究的約佔19%,其他應用領域約佔3%。但研究領域之應用市場將因晶片實驗室(Lab-On-a-Chip)元件的導入成長最快。
三、研發現況
國際上應用在生醫領域之Sensor的研發包括加速度計/慣性感測器、Bio/化學感測器、氣體感測器、紅外線/視覺感測器、壓力感測器、超音波感測器;Actuator的研發包括導管、晶片實驗室、微針頭/探針、噴嘴、幫浦、儲液器、血管支架。國內研發方面機構投入BioMEMS之研發的機構較少,目前研究單位包括工研院電子所、中科院微系統計畫,學術界包括台灣大學生物醫學微機電研究群。國內廠商方面則雖已進入MEMS正式量產階段,但多以汽車或通訊相關應用領域為主,在生醫微機電領域的投入仍甚少,較為知名的為洹藝科技、騏通科技、楠桐生技、晶宇生物科技等。
四、我國BioMEMS之發展契機
國內BioMEMS相關廠商面臨的機會為微機電製程及生產線部分與半導體雷同,國內汰換掉的六吋晶圓廠,加上代工管理的優良人力素質,是我國發展微機電的一大利基。廠商如能於投入前慎選研發方向,藉代工累積經驗,加強量產及封裝技術的提升,並藉由策略聯盟強化技術,透過合作模式降低失敗風險,政府亦挹注科技資源,協助研發,假以時日,應可使國內BioMEMS廠商成為國際BioMEMS產業價值鏈中重要的一環。