孕育着技术变革的MEMS技术

　　集成电路无疑是一个充满着创新与惊喜的领域，MEMS技术的发展开辟了一个全新的技术领域和产业，采用MEMS技术制作的微传感器、微执行器、微型构件、微机械光学器件、真空微电子器件、电力电子器件等在航空、航天、汽车、生物医学、环境监控、军事以及几乎人们所接触到的所有领域中都有着十分广阔的应用前景。MEMS技术正发展成为一个巨大的产业，就像近20年来微电子产业和计算机产业给人类带来的巨大变化一样，MEMS也正在孕育一场深刻的技术变革并对人类社会产生新一轮的影响。

　　1987年，美国UC Berkeley大学发明了基于表面牺牲层技术的微马达，引起国际学术界的轰动，人们看到了电路与执行部件集成制作的可能性，这是MEMS技术的开端。1988年，美国的一批著名科学家提出“小机器、大机遇”，并呼吁：美国应当在这一重大领域发展中走在世界的前列。1993年，美国ADI公司采用该技术成功地将微型加速度计商品化，并大批量应用于汽车防撞气囊，标志着MEMS技术商品化的开端。20世纪90年代，发达国家先后投巨资并设立国家重大项目促进其发展。此后，MEMS技术发展迅速，特别是深槽刻蚀技术出现后，围绕该技术发展了多种新型加工工艺。最近，美国朗讯公司开发的基于MEMS光开关的路由器已经试用，预示着MEMS发展又一高潮的来临。目前部分器件已经实现了产业化，如微型加速度计、微型压力传感器、数字微镜器件（DMD）、喷墨打印机的微喷嘴、生物芯片等，并且应用领域十分广泛。近年来国际上MEMS的专利数正呈指数规律增长，说明MEMS技术全面发展和产业快速起步的阶段已经到来。

　　微机电系统MEMS(Micro-Electro-Mechanical Systems)是一种全新的必须同时考虑多种物理场混合作用的研发领域，相对于传统的机械，它们的尺寸更小，最大的不超过一个厘米，甚至仅仅为几个微米，其厚度就更加微小。采用以硅为主的材料，电气性能优良，硅材料的强度、硬度和杨氏模量与铁相当，密度与铝类似，热传导率接近钼和钨。采用与集成电路（IC）类似的生成技术，可大量利用IC生产中的成熟技术、工艺 ，进行大批量、低成本生产，使性价比相对于传统“机械”制造技术大幅度提高。
 

　　称MEMS是一个繁荣市场是否还为时过早？2005年MEMS原材料的市场规模是3.85亿美元，这些是与MEMS产品和半导体产品直接相关的。到2010年会翻一番，CAGR(年复合增长率)可以达到15%。2005年器件的市场规模是53亿美元，在2010年可以达到100亿美元。更重要的是，希望大家看看MEMS系统，它将是采用了MEMS产品的最终电子产品，到2010年，其规模将达到950亿美元。

　  称MEMS孕育一场深刻的技术变革是否夸大其词呢？MEMS的应用对象都是最常见的东西。TI的DLP是一种MOEMS(微光机电系统)，还有喷墨打印头，这是MEMS的两个最大的应用领域。但是，当前还有相当一些应用，其历史甚至比这两种产品更长，其中大多数是在汽车方面，例如气囊传感器及相应的执行器，燃油系统中所采用的气压传感器和氧气传感器。在车身上也有MEMS，如GPS、麦克风，这些领域是未来几年中将取得巨大增长的领域。在声学方面，有公司在经营相应的业务，包括用于手机的麦克风，手机中的防冲击装置中的动作检测和执行等功能。还有一种是生物医学传感器，可以植入人体。这也将是未来会获得巨大增长的领域。可以看到一些昔日的设想变成了现实，例如几年前实现的DNA分析仪和光开关。MEMS是科学和技术的聚合体，汇集了各方面的学科，如化学、通信、医疗、影音、光学、电子、机械，合成为终极的片上系统，如MOEMS。

     MEMS是微电子加微机械，在所有工业领域具有上百种应用。从这点来看可以期望MEMS市场的长期发展会比“纯粹的”微电子要好，随着代工服务的发展，工程师将越来越多地使他们的设计适应工艺技术。 也许MEMS现在能起飞最重要的原因是微机械分析的复杂性随着千兆赫兹处理器的出现，在工程师桌面就能解决，留下的一个问题将是MEMS技术有无足够的时间在其享受胜利果实之前把“纳米技术”抛在后面。