電子百科
1.微型化:MEMS器件體積小、重量輕、耗能低、慣性小、諧振頻率高、響應(yīng)時(shí)間短。
2.以硅為主要材料,機(jī)械電器性能優(yōu)良:硅的強(qiáng)度、硬度及楊氏模量與鐵相當(dāng),密度類似鋁,熱傳導(dǎo)率接近相和鎢。
3.大量生產(chǎn):用硅微加工工藝在一片硅片上可同時(shí)制造成百上千個(gè)微型機(jī)電裝置或完整的MEMS,批量生產(chǎn)可大大降低生產(chǎn)成本。
4.集成化:可以把不同功能、不同敏感方向或致動(dòng)方向的多個(gè)壓力傳感器或執(zhí)行器集成于一體,或形成微傳感器陣列、微執(zhí)行器陣列,甚至把多種功能的器件集成在一起,形成復(fù)雜的微系統(tǒng)。微傳感器,微執(zhí)行器和微電子器件的集成可制造出可靠性、穩(wěn)定性很高的MEMS。
5.多學(xué)科交叉:MEMS涉及電子、機(jī)械、材料、制造、信息與自動(dòng)控制、物理、化學(xué)和生物等多種學(xué)科,并集中了當(dāng)今科學(xué)技術(shù)發(fā)展的許多尖端成果,是一種多學(xué)科交叉技術(shù)。
6.應(yīng)用上的高度廣泛:MEMS的應(yīng)用領(lǐng)域包括信息、生物、醫(yī)療、環(huán)保、電子、機(jī)械、航空、航天、軍事等等。它不僅可形成新的產(chǎn)業(yè),還能通過產(chǎn)品的性能提高、成本降低,有力地改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)。
我國MEMS的研究始于20世紀(jì)80年代末,起步并不晚,在“八五”、“九五”期間得到國家科技部、教育部、中國科學(xué)院、國家自然科學(xué)基金委和原國防科工委的支持。開展了包括微型直升機(jī)、力平衡加速度傳感器、力平衡真空傳感器、微泵、微噴嘴、微馬達(dá)、微電泳芯片、微流量計(jì)、硅電容式麥克風(fēng)、分裂漏磁場(chǎng)傳感器、集成壓力傳感器、微諧振器和微陀螺等許多微機(jī)械器件的研究和開發(fā)工作。
值得一提的是:歷史長(zhǎng)達(dá)53年的IEDM(International Electron Devices Meeting)是IEEE旗下的王牌會(huì)議之一。直到2004年,50歲的IEDM才第一次聽到來自中國大陸的聲音:中科院微系統(tǒng)所的研究人員將STI(淺槽隔離)技術(shù)加以變化后運(yùn)用到單晶圈MEMS的制作上,發(fā)展出一種溝槽--側(cè)墻(Trench-Sidewall)技術(shù)。清華大學(xué)的研究思路與微系統(tǒng)所有異曲同工之妙,他們將鐵電薄膜與Si基MEMS巧妙結(jié)合,利用壓電效應(yīng)設(shè)計(jì)并制備出性能優(yōu)良、高可靠性的超聲波微話筒。將IC技術(shù)巧妙地運(yùn)用到MEMS中,中科院和清華大學(xué)的這兩個(gè)研究小組以其新穎的創(chuàng)意引起關(guān)注,向全球的同行們展示了國內(nèi)在半導(dǎo)體技術(shù)上的長(zhǎng)足進(jìn)步。
MEMS在國防、醫(yī)療、儀器檢測(cè)、材料等領(lǐng)域,尤其是活動(dòng)空間狹小、操作精度要求高、功能需要高度集成的航空航天等領(lǐng)域,具有廣闊的應(yīng)用前景,被認(rèn)為是一項(xiàng)面向21世紀(jì)可以廣泛應(yīng)用的新興技術(shù)。
目前MEMS已從實(shí)驗(yàn)室探索走向產(chǎn)業(yè)化軌道,據(jù)美國MCNC(北卡羅來納微電子中心)MEMS技術(shù)應(yīng)用中心預(yù)測(cè),當(dāng)前MEMS業(yè)界的年增長(zhǎng)率是10%~20%, 2001年有高于80億美元的MEMS潛在市場(chǎng)。2003年MEMS市場(chǎng)達(dá)到400億美元。
從MEMS市場(chǎng)的角度來看,2005年MEMS原材料的市場(chǎng)規(guī)模是3.85億美元,這些是與MEMS產(chǎn)品和半導(dǎo)體產(chǎn)品直接相關(guān)的。到2010年會(huì)翻一番,CAGR(年復(fù)合增長(zhǎng)率)可以達(dá)到15%。2005年器件的市場(chǎng)規(guī)模是53億美元,在2010年可以達(dá)到100億美元。
更重要的是,希望大家看看MEMS系統(tǒng),它將是采用了MEMS產(chǎn)品的最終電子產(chǎn)品,到2010年,其規(guī)模將達(dá)到950億美元。