[00962184]MEMSCAD工具IMEE

项目概述：IMEE系统是由北京大学微电子研究院自主研发的、国内第一个具有完全自主知识产权的MEMSCAD工具，IMEE1.0测试版已于2003年8月26日在第六届全国微米纳米学术年会上对外正式发布，截止到2004年5月25日，用户已达260多个，不仅来自国内50多家大专院校和公司，还有香港、日本、美国等地的研究单位和MEMSCAD软件公司(如ConventorWare等)，在国内外同行中产生了较大的影响。IMEE系统拥有的知识产权包括：IMEE工具软件和三维工艺模拟与显示工具3Dvisulization；(计算机软件著作权：2003SR9975)。MEMS集成工艺设计工具PE&PRC；(计算机软件著作权：2003SR9976)。关键工艺ICP仿真工具DROPIE；(计算机软件著作权：2004SR03444)。基于MEMS基本单元的力学、电学仿真工具；(计算机软件著作权：正在申请中)。拥有多项专利的北京大学微米纳米国家重点实验室的工艺库；应用范围：IMEE系统适用于国内外MEMS研发单位和生产单位。IMEE系统的主要功能包括：版图设计：实现了适合MEMS版图设计的主要功能，包括20余种参数化版图单元、任意版图阵列设计功能、特殊图形优化算法和工艺设计规则检查等，实现了MEMS版图设计和设计规则检查的参数化和自动化。工艺设计与模拟，实现了集成工艺设计思想，包括MEMS集成工艺设计工具PE&PRC和三维工艺模拟与显示工具3Dvisulization。系统级设计：采用标准化VHDL-AMS语言，建立了适合微小尺度下的MEMS基本单元(梁、膜、弹簧、气隙、阻尼等)的结点化模型，可实现静态分析、时域分析、频域分析、系统性能分析和版图综合等仿真功能。器件级仿真：采用模块化的研究思想，创建了MEMS常用单元的力学计算模型及其仿真，可以对这些基本单元进行在线的参数化计算。基础数据库：立足于国内加工工艺，建设了相应的材料库和工艺库；关键工艺仿真工具：DRIE工艺仿真库，KOH工艺仿真库等。IMEE系统的主要用途：MEMS工艺、版图的设计与优化；MEMS器件与系统的设计、仿真、优化；MEMS产品开发；MEMS研究人员的培训；与MEMS加工基地配套的软件平台。技术优势：IMEE的技术特点：由于MEMS工艺具有高度集成、相关性强等特点，IMEE采用集成工艺设计的概念，即在工艺设计的过程中考虑各工艺步骤之间的相互联系和制约，建立相关设计规则PRC，通过与版图文件和工艺数据库、材料数据库的结合，实现了在设计中自动查找工艺之间的冲突和不合理因素，解决设计与工艺脱节的问题，大大提高了工艺设计的指导作用和设计效率，这是商用的MEMSCAD工具中工艺设计模块所无法比拟的。IMEE中的工艺模拟与三维显示工具3Dvisulization，它能够与版图和工艺流程相结合实现工艺的模拟，为方便用户观察图形还实现了单步显示(可往返)、集中显示、任意角度旋转等功能，计算速度快，界面友好，使用方便，该模块的功能已经超越了大多数商用软件。模块化设计：器件级和系统级的模拟都采用了模块化的设计思想，既方便于其他工具接口又有利于用户自己扩展；扩展性好：该系统提供与多种版图设计工具的接口，同时实现标准格式的三维模型输出，实现与现有分析工具的连接。数据库的建立与规则设计都是面向用户的，支持用户自己扩展；针对性强：针对国内加工基地的工艺条件，为国内的用户和加工单位提供帮助。兼容性好，跨平台UNIX/WINDOWS，支持扩展自主的功能模块；提供多种出入口，方便用户从任何一级进入。技术水平：IMEE系统从技术上来分析是国内一流的，在某些方面(工艺设计、关键工艺模拟等)是国际领先的，在版图设计、模块化的基本单元分析等方面与国际同行处于同一水平，在系统级设计、器件级设计等方面落后与国际同行，但是这两个方面不是该软件的重点。该项目于2002年荣获北京市科技进步一等奖。项目所处阶段：IMEE处于研发和技术完善阶段，2003年8月26日对外正式发布了IMEE1.0测试版，预计2004年7-8月推出IMEE1.1测试版。市场状况及市场预测：在国际上商用的MEMSCAD工具，共有四家，如下：CoventorWare，美国：主要功能：完全集成的MEMS设计环境，可完成版图设计、系统级仿真、有限元分析等功能。包含可复用的IP库；在中国的业务：由IMAG公司代理，150万左右，大约有36个用户(2004年赠送30家)；历史与现状：由MIT来，http：//www.coventor.com。MEMSCAP，法国：主要功能：版图设计、系统级仿真等功能，与ANSYS有无缝连接，可以完成有限元仿真；在中国的业务：由ANSYS公司代理，30-40万，约有6-8个用户；历史与现状：优势组合方式开发htto：//www.memscap.com。Intellisuite，美国：主要功能：功能包括版图设计、工艺模拟、三维建模、性能仿真等；在中国的业务：在南京有代理，10-20万，约有5个用户；历史与现状：由MIT来，http：//www.intellisense.com。总结：主要功能：基本都没有工艺设计和仿真功能；在中国的业务：共约10-20个用户，性价比不好；历史与现状：多数公司前身是高校和研究院所。商用MEMS软件的功能比较：商用软件：MEMSPro/CAP；系统级设计：工具(S-Edit)：功能一般；器件级设计：工具(ANSYS)：功能强；工艺设计：工具(3D)：功能弱；版图设计：工具(L-Edit)：功能较强。商用软件：Conventor；系统级设计：工具(Architect)：功能一般；器件级设计：工具(Analyze)：功能针对性；工艺设计：工具(Designer)：功能弱；版图设计：工具(Designer)：功能一般。商用软件：Intellisuite；器件级设计：工具(Simulation)：功能弱；工艺设计：工具(3DView)：功能弱；版图设计：工具(MaskEditor)：功能弱。总结：系统级设计：基本不实用；器件级设计：能较好解决问题；工艺设计：难指导工艺设计；版图设计：完成一般版图设计。对工艺设计指导非常有限，基本不支持功能扩展，功能限制比较多，计算效率低，兼容性差，不支持跨平台应用，技术支持能力有限，价格昂贵，性能价格比低。国内这几年来MEMS的研究开展得如火如茶，研究单位从90年代的10-20家迅速增加到了近100家(2003年8月统计)，对设计工具的需求是非常迫切的，而由于加工条件、设备以及工艺水平的限制，国内80％的MEMS研究单位没有加工条件，很多设计者对工艺的了解有限，因此工艺设计方案漏洞多，所以对于MEMS研究单位和个人而言，工艺设计是设计中最关键、最困难的一步。尽管有以上商业工具可选用，但都没有工艺设计能力，其功能和性能远远不能满足用户的需求，而且性能价格比较低。所以，开发一个万元量级的、与国内工艺条件相结合的MEMS工艺设计工具以及相应的MEMS设计工具，为广大国内外用户降低设计门槛，是符合市场需求的，拥有巨大的市场潜力和前景，就IMEE1.0测试版发布以来，每天都有用户从网上下载，反响非常强烈。一个好的功能集中的软件工具是非常实用的，在此基础上再不断补充完善成一个系统性的MEMSCAD工具，在国际市场上也有巨大的发展空间。所需设备及投资估算：一个具有研发经验的软件研发团队和硬件，在原始创新上与北京大学保持合作，与加工基地相结合，技术投资在200左右即可，市场开拓需要100-200万元，如果与北大继续合作，该项费用可降低。效益分析；软件开发完善后，分两种形式出售：选择WINDOW操作系统，所有模块全部自主开发，其中，工艺设计和模拟仿真作为系统的主要特色，其他部分实现主要功能。该系统的客户群体主要面向国内外的高等院校和研究院所，定位在5-10万元一套，提供免费的技术支持和咨询，并提供相应的设计服务，提供设计和加工一条龙服务；选择UNIX/linux操作系统，版图工具和系统设计工具选用华大公司的PDT和VDE系统(课题组已经在该工具上增加了适用于MEMS设计的若干功能)，也可以独立开发(成本太高)。该系统的客户群体主要面向国内外的MEMS公司，定位在几十万元一套，开展销售活动，价格可能会提高一些。1年内可以推向国内市场，2-3年内可收回投资，3-5内推向世界，实现盈利。受让方接产条件：最好是一个拥有微电子背景的公司或软件公司，固定资产在2000万以上。技术转让费：一次性转让费200万元；技术合作形式，对方出资50-100万元/年，知识产权和利益共享。