微机电系统心得体会

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微机电系统心得体会

微机电系统心得体会

万琼声

电子工程学院,2011211205班,2011211047

这个学期我们学习了微机电系统(Micro-Electro-Mechanical System),这门课主要介绍了MEMS的理论基础,MEMS材料、加工工艺和检测技术,传感器和执行器,MEMS器件及其系统。对这个之前很陌生的领域有了一定程度上的了解。

微机电系统是微米大小的机械系统,其中也包括不同形状的三维平板印刷产生的系统。这些系统的大小一般在微米到毫米之间。在这个大小范围中日常的物理经验往往不适用。比如由于微机电系统的面积对体积比比一般日常生活中的机械系统要大得多,其表面现象如静电、润湿等比体积现象如惯性或热容量等要重要。它们一般是由类似于生产半导体的技术如表面微加工、体型微加工等技术制造的。其中包括更改的硅加工方法如压延、电镀、湿蚀刻、干蚀刻、电火花加工等等。

微机电系统是一种先进的制造技术平台。它是以半导体制造技术为基础发展起来的。MEMS技术采用了半导体技术中的光刻、腐蚀、薄膜等一系列的现有技术和材料,因此从制造技术本身来讲,MEMS中基本的制造技术是成熟的。但MEMS更侧重于超精密机械加工,并要涉及微电子、材料、力学、化学、机械学诸多学科领域。它的学科面也扩大到微尺度下的力、电、光、磁、声、表面等物理学的各分支。

微机电系统具有体积小、重量轻、功耗低、耐用性好、价格低廉、性能稳定等优点。微机电系统是微电路和微机械按功能要求在芯片上的集成,尺寸通常在毫米或微米级,自八十年代中后期崛起以来发展极其迅速,被认为是继微电子之后又一个对国民经济和军事具有重大影响的技术领域,将成为21世纪新的国民经济增长点和提高军事能力的重要技术途径。

微机电系统的出现和发展是科学创新思维的结果,使微观尺度制造技术的演进与革命。微机电系统是当前交叉学科的重要研究领域,涉及电子工程、材料工程、机械工程、信息工程等多项科学技术工程,将是未来国民经济和军事科研领域的新增长点。

MEMS发展的目标在于,通过微型化、集成化来探索新原理、新功能的元件和系统,开辟一个新技术领域和产业。MEMS可以完成大尺寸机电系统所不能完成的任务,也可嵌入大尺寸系统中,把自动化、智能化和可靠性水平提高到一个新的水平。21世纪MEMS将逐步从实验室走向实用化,对工农业、信息、环境、生物工程、医疗、空间技术、国防和科学发展产生重大影响。人们不仅要开发各种制造MEMS的技术,更重要的是如何将MEMS技术与航空航天、信息通信、生物化学、医疗、自动控制、消费电子以及兵器等应用领域相结合,制作出符合各领域要求的微传感器、微执行器、微结构等MEMS器件与系统。

根据维基百科的描述,MEMS研究人员使用一系列的工程软件工具来对他们的设计进行仿真和原型测试。MEMS设计中经常用到有限元分析。对动态力,热度等等的仿真可以通过ANSYS,COMSOL、IntelliSuite和CoventorWare-ANALYZER等软件来实现。其他软件,比如ConvertorWare-ARCHITECT和MEMS-PRO,被用来开发更适合加工制造的产品布局,甚至用来仿真嵌入型的MEMS系统。当原型机开发完成后,研究人员能够用各种仪器比如激光多普勒扫描振动计,显微镜,频闪观测仪等来对它们进行测试。

随着时间的推移和技术的逐步发展,MEMS所包含的内容正在不断增加,并变得更加丰富。世界著名信息技术期刊《IEEE论文集》在1998年的MEMS专辑中将MEMS的内容归纳

为:集成传感器、微执行器和微系统。人们还把微机械、微结构、灵巧传感器和智能传感器归入MEMS范畴。制作MEMS的技术包括微电子技术和微加工技术两大部分。微电子技术的主要内容有:氧化层生长、光刻掩膜制作、光刻选择掺杂(屏蔽扩散、离子注入)、薄膜(层)生长、连线制作等。微加工技术的主要内容有:硅表面微加工和硅体微加工(各向异性腐蚀、牺牲层)技术、晶片键合技术、制作高深宽比结构的LIGA技术等。利用微电子技术可制造集成电路和许多传感器。微加工技术很适合于制作某些压力传感器、加速度传感器、微泵、微阀、微沟槽、微反应室、微执行器、微机械等,这就能充分发挥微电子技术的优势,利用MEMS技术大批量、低成本地制造高可靠性的微小卫星。

MEMS技术是一个新兴技术领域,主要属于微米技术范畴。MEMS技术的发展已经历了10多年时间,大都基于现有技术,用由大到小的技术途径制作出来的,发展了一批新的集成器件,大大提高了器件的功能和效率,已显示出了巨大的生命力。MEMS技术的发展有可能会像微电子一样,对科学技术和人类生活产生革命性的影响,尤其对微小卫星的发展影响更加深远,必将为大批量生产低成本高可靠性的微小卫星打开大门。

作为一名学习电子工程的学生,我觉得MEMS技术将会成为造福人类的新技术,具有划时代的意义,坚信在不久的将来,MEMS技术将会运用在我们生活的各个角落,也将极大地便利我们的生活,提高我们的生活水平,简化我们的生活方式。因此,我们需要给予这门技术足够的关注和信心,投身于这项发展人类文明的事业中去,世界的未来掌握在我们手中,我们要肩负起我们应有的责任,不仅仅满足个人温饱,还要将视野放宽全球,不能局限在这个狭小的知识网络里面,更不能安于现状,要勇于开拓创新,要将自己的最后一份力也用在造福全人类上。

最后,感谢老师这个学期的悉心教导!

五金机电专业市场的总体状况及发展趋势

五金机电专业市场的总体状况及发展趋势 字号显示:大中小2008-11-01 08:40:00来源:《精品五金》杂志【一大把网站】我国五金机电市场发展到今天,形成的市场格局比例是“一代市场”占30%,“二代市场”占45%,“三代市场”约占25%。从数字中可以看出,五金机电市场为王的是那些以卖场为主,独立商铺为辅的市场商家。针对这样的行业现状,今后要如何合理发展?专家朱仁和有话说。 我国五金机电专业市场经过十多年的建设与改造,培育与提升,已形成具备一定规模的专业市场达150余家。 据测算,每年全国五金机电销售额的一半以上是通过这些专业市场实现的,可见专业市场在我国五金机电商品流通中的地位和作用。 如果对这150余家专业市场作一个不同类型的比重分析,或许能使我们对全国五金机电专业市场发展的总体状况有一个初步的了解。 首先,从专业市场的功能档次上区划分析,可分为三类:一类是“街场结合”,以街为主的市场,或称“一代市场”,约占总量的30%;另一类是“场的市场”,以卖场为主,独立商铺为辅的市场,或称“二代市场”,约占总量的45%;再一类是“城的市场”,以独立商铺为主,卖场为辅,配套服务设施齐备,功能齐全的市场,或称“三代市场”,约占总量的25%。 除上述对150家专业市场所作的类型分析外,我还想谈几点看法,可能不准确,但有助于我们对全国五金机电专业市场的总体状况及下一步的发展趋势有一个更深的认识。 第一、近几年专业市场的建设速度比较快,全国绝大多数的省级行政区域和一级城市或一级市场均被覆盖,就总体而言,发展是均衡的,布局是合理的,总量及类型也是与产业规模、市场容量以及区域经济发展水平相匹配的。 第二、绝大多数专业市场经营状况较好,就总体而言,上世纪九十年代形成的一、二代专业市场要好于近几年新建的三代市场,但大多数一、二代专业市场均存在着商户多而小的问题,年销售额及商户的平均销售额和利税额并不高;再者,产地型市场要好于销地型市场,区域型市场要好于城市型市场。 第三、未来五年或十年,专业市场的建设将由一线城市向二、三线城市发展,由东部及沿海经济发达地区向中、西部欠发达地区延伸;一、二代市场所占比重大,发展潜力也大,改造、提升的步伐会加快;新建的三代市场,虽然比重不大,但由于规模大,区域影响大,对原有市场格局冲击力强,要想重新建立一个以自己为中心的区域性市场格局难度较大,因此,其中的一部分未达到预期的目标和效果,正处于调整和培育期。 与此同时,相当一部分城市,作为销地型市场,不仅数量偏多、档次不高,且多为综合型,没有形成专业特色和错位经营,其结果造成竞争加剧,发展受到制约,重新洗牌不可避免;对于为数不多产地型、全国型且具有国际性的专业市场,我们十分看好,这是本土市场

MEMS传感器的现状及发展前景

M E M S传感器的现状及 发展前景 集团标准化小组:[VVOPPT-JOPP28-JPPTL98-LOPPNN]

毕 业 设 计 指 导 课 论 文 MEMS传感器的现状及发展前景 摘要:MEMS传感器是随着纳米技术的发展而兴起的新型传感器,具有很多新的特性,相对传统传感器其具有更大的优势。在追求微型化的当代,其具有良好的发展前景,必将受到各个国家越来越多的重视。文章首先介绍了MEMS传感器的分类和典型应用,然后着重对几个传感器进行了介绍,最后对MEMS传感器的发展趋势与发展前景进行了分析。 关键词:MEMS传感器;加度计;陀螺仪;纳米技术;微机构;微传感器StatusandDevelopmentProspectofMEMSSensors Abstract:MEMSsensorisanewtypeofsensorwiththedevelopmentofnanotechnology.Ithasma nynewfeatures,whichhasagreatadvantageovertraditionalsensors.Inthepursuitofminia turizationofthecontemporary,itsgoodprospectsfordevelopment,willbesubjecttomorea

ndmoreattentioninvariouscountries.Firstly,theclassificationandtypicalapplicatio nofMEMSsensorareintroduced.Then,severalsensorsareintroduced.Finally,thedevelopm enttrendanddevelopmentprospectofMEMSsensorareanalyzed. Keywords:MEMSsensor;accelerometer;gyroscope;nanotechnology;micro- mechanism;micro-sensor 目录 一、引言 MEMS传感器是采用微机械加工技术制造的新型传感器,是MEMS器件的一个重要分支。1962年,第一个硅微型压力传感器的问世开创了MEMS技术的先河,MEMS技术的进步和发展促 进了传感器性能的提升。作为MEMS最重要的组成部分,MEMS传感器发展最快,一直受到各发达国家的广泛重视。美、日、英、俄等世界大国将MEMS传感器技术作为战略性的研究领域之一,纷纷制定发展计划并投入巨资进行专项研究。 随着微电子技术、集成电路技术和加工工艺的发展,MEMS传感器凭借体积小、重量轻、功耗低、可靠性高、灵敏度高、易于集成以及耐恶劣工作环境等优势,极大地促进了传感器的微型化、智能化、多功能化和网络化发展。MEMS传感器正逐步占据传感器市场,并逐渐取代传统机械传感器的主导地位,已得到消费电子产品、汽车工业、航空航天、机械、化工及医药等各领域的青睐。

微反应器介绍及其研究进展

化工学术讲座课程论文 题目微反应器介绍及其研究进展 学号 姓名 成绩 老师签名 定稿日期:2015 年12 月20 日

微反应器介绍及其研究进展 摘要:近年来,随着微尺度下“三传一反”研究的进展,微尺度流体的性能得到了深入揭示,微反应器技术也被广泛应用于科学研究和工业生产领域。本文系统介绍了微反应器的结构特点、性能优势、研究进展,进而分析了微反应器的发展方向。 关键字:微反应器;微反应技术 1 引言 进入21世纪,化工过程向着更为绿色、安全、高效的方向发展,而新工艺、新设备、新技术的开发对于化工过程的进步是十分重要的。在这样的背景下,微化工系统的出现吸引了研究者和生产者的极大关注。微化工系统并非简单的微小型化工系统,而是指带有微反应或微分离单元的新型化工系统。在微化工系统中,微反应器是重要的核心之一。 “微反应器(microreactor)” 最初是指一种用于催化剂评价和动力学研究的小型管式反应器,其尺寸约为10 mm。随着本来发展用于电路集成的微制造技术逐渐推广应用于各种化学领域,前缀“micro”含义发生变化,专门修饰用微加工技术制造的化学系统。此时的“微反应器”是指用微加工技术制造的一种新型的微型化的化学反应器,但由小型化到微型化并不仅仅是尺寸上的变化,更重要的是它具有一系列新特性,随着微加工技术在化学领域的推广应用而发展并为人所重视。 现在所说的微反应器一般是指通过微加工技术制造的带有微结构的反应设备,微反应器内的流体通道或者分散尺度在微米量级[1],而微反应器的处理量则依据其应用目的的不同达到从数微升/分钟到数万立方米/年的规模。近年来与微反应器相关的流动、混合、反应等方向的研究工作发展十分迅速,带动了微反应器技术的快速发展。 微反应器内流体的存在状态不同于传统的反应器,其内部流体的流动或分散尺度在1μm到1mm之间,这种流体被称为微流体。微流体相对于常规尺度的流体具有一定的特殊性, 主要体现在流体力学规律的变化、传递过程的强化、固有的安全性以及良好的可控性等。目前,微反应器已经被广泛应用于化学、化工、

微机电系统文献综述

基于Galerkin法分析微梁的动态响应 一、课题研究背景 1.MEMS的概念 MEMS是微机电系统(Micro-Electro-Mechanical System)的英文缩写,是指将微结构的传感技术、致动技术和微电子控制技术集成于一体,形成同时具有“传感-计算(控制)-执行”功能的智能微型装置或微型系统[1]。 随着技术的兴起和发展,MEMS已成为继微电子技术之后在微尺度研究领域中的又一次革命。MEMS通过力、电、磁等能量的转换来实现自身的特有功能,涉及多种物理场的互相耦合,因此它是一个多能量域耦合作用的极其复杂的系统。 2.MEMS的特点 一般地说MEMS具有以下几个非约束性的特征: (1)MEMS器件体积小、重量轻、耗能低、惯性小、谐振频率高、响应时间短。尺寸在毫米到微米范围之内,区别于一般宏(Macro),即传统的、大于1cm 尺度的“机械”,并非进入物理上的微观层次。(2)以硅为主要材料,机械电器性能优良:硅的强度、硬度和杨氏模量与铁相当,密度类似于铝,热传导率接近钼和钨。基于(但不限于)硅微加工技术制造。 (3)批量生产大大降低了MEMS 产品成本。用硅微加工工艺在一片硅片上同时可制造出成百上千个微型机电装置或完整的MEMS,批

量生产使性能价格比比之传统“机械”制造技术大幅度地提高。(4)集成化。可以把不同功能、不同敏感方向的多个传感器或执行器集成于一体,或形成微传感器阵列、微执行器阵列,甚至把多种功能器件集成在一起,形成复杂的微系统。微传感器、微执行器和微电子器件集成在一起可制造成可靠性、稳定性很高的MEMS。 3.MEMS的研究领域 作为一门交叉学科,MEMS的研究和开发更是为了在微观领域探索新原理、开发新功能、制造新器件。由于MEMS具有体系小、重量轻、能耗低、集成度高和智能化程度高等一系列优点,MEMS的研究领域不仅与微电子学密切相关,而且还广泛涉及到机械、材料、光学、流体、化学、热学、声学、磁学、自动控制、仿真学等学科,技术影响遍及包括各种传感器件、医疗、生物芯片、通信、机器人、能源、武器、航空航天等领域[2-5],所以MEMS技术是一门多学科的综合技术。 MEMS的研究包括理论基础、技术基础和应用与开发研究。MEMS 理论基础研究主要包括由于尺寸的微小型化、结构材料以及加工方法的不同带来的一些新的理论问题。结构尺寸效应和微小型化理论,如:力的尺寸效应、微结构表面效应、微观摩擦机理、热传导、误差效应和微构件材料性能等等。尺寸减小到一定程度,有些宏观物理量甚至要重新定义,随着尺寸减小,需要进一步研究微结构力学、微动力学、微液体力学、微磨擦学、微电子学、微光学和微生物学等。 4.MEMS的应用

国外MEMS发展大致状况介绍 Microsoft Office Word 97 - 2003 文档

1.1 MEMS概况 1.1.1 MEMS的定义 MEMS是微机电系统(Micro-Electro-Mechanical Systems)的英文缩写。MEMS是美国的叫法,在日本被称为微机械,在欧洲被称为微系统,它是指可批量制作的,集微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路、直至接口、通信和电源等于一体的微型器件或系统。MEMS是随着半导体集成电路微细加工技术和超精密机械加工技术的发展而发展起来的,目前MEMS加工技术还被广泛应用于微流控芯片与合成生物学等领域,从而进行生物化学等实验室技术流程的芯片集成化。MEMS主要包括微型机构、微型传感器、微型执行器和相应的处理电路等几部分,它是在融合多种微细加工技术,并应用现代信息技术的最新成果的基础上发展起来的高科技前沿学科。 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,就象近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。目前MEMS市场的主导产品为压力传感器、加速度计、微陀螺仪、墨水喷咀和硬盘驱动头等。大多数工业观察家预测,未来5年MEMS器件的销售额将呈迅速增长之势,年平均增加率约为18%,因此对对机械电子工程、精密机械及仪器、半导体物理等学科的发展提供了极好的机遇和严峻的挑战。 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。完整的MEMS是由微传感器、微执行器、信号处理和控制电路、通讯接口和电源等部件组成的一体化的微型器件系统。其目标是把信息的获取、处理和执行集成在一起,组成具有多功能的微型系统,集成于大尺寸系统中,从而大幅度地提高系统的自动化、智能化和可靠性水平。 1.1.2 MEMS的相关技术主要有以下几种: 1.微系统设计技术主要是微结构设计数据库、有限元和边界分析、CAD/CAM仿真和模拟技术、微系统建模等,还有微小型化的尺寸效应和微小

微反应器的发展的意义和前景

微反应器是一种反应物质在微米级别通道内连续流动、发生反应、同时实现换热的装备。他具体传统反应器所不具备的恒温、传热、传质、生产效率高等诸多优点,所以包含医药、饮料、化工、颜料、树脂、科研等多个领域有着广泛的应用。本篇主要对微反应器的意义和发展的前景意义做出概述。 一、微反应技术发展的意义 微反应成套技术属于国家产业结构调整目录鼓励发展的先进实用化工生产技术,具有投资小、占地少、能耗低、收率高、品质优、环境友好的特点,可实现连续、稳定、大规模、清洁化生产。因此,该技术还可拓展用于含能材料、医药中间体合成等领域,对传统化工生产的转型升级意义巨大。 微反应成套技术实现了从实验室到工业化的完整跨越,具有两个方面的重大科学意义: 第一,将微化工技术的过程强化及微型化、系统风险分散、并行放大与柔性生产模式从科学原理转变为技术现实,实现了微反应硝化成套技术工业化应用的重大技术突破,为现代化工技术提供了一种全新的工业化生产理念和方式。 第二,微反应硝化成套技术作为具有完全自主知识产权的高新技术,有力促进了我国化工技术水平跨越式进步,对我国含能材料、医药中间体合成等产业的现代化转型升级开辟了新的思路和方法,为能源、化工、军工和医药等行业提供了安全高效的生产解决方案。

二、前景与展望 近几年,微反应器在制备无机颗粒材料的研究方面取得了很多成果,具有很大的潜力和应用前景。微化学工艺在各领域中的应用随着不同领域之间合作研究的加强而不断增加,利用微反应器可以合成半导体材料、金属、聚合物等,与传统的反应器相比,颗粒的尺寸大大减少,达到纳米级。但是利用微流体技术合成纳米颗粒和生物材料仍处于初期阶段,存在一些难度,如微通道堵塞、监测与控制问题,有待进一步研究开发。在未来,利用微流体技术可以开发出大量的新型材料。所以我们有必要相信微反应器将在化学工业中发挥出巨大的作用。 上海惠和化德生物科技有限公司,是一家专注于微反应器连续工艺开发及工业化的创新性高科技公司。公司于2015年6月在中国(上海)自由贸易试验区内成立,随着业务的发展,公司于2019年10月整体搬迁至上海化学工业园内。公司上海本部实验室配备十余套微反应器,并与梅特勒托利多共建化学过程联合实验室、与沈阳化工研究院和上海化工研究院共建过程安全联合体、与南大淮安高新技术研究院共建特殊反应实验室等。公司主要服务于国内外精细化工企业,帮助客户进行微反应器连续流工艺咨询与评估、工艺开发、工业化项目投资和管理等。公司立足于客户具体项目,以“以终为始”的项目开发思路为指导,着眼于“双赢”和共同发展。目前,公司已经完成了多个项目的工业化,有丰富的工程化经验。完善的设施,丰富的经

微机电学习心得体会

《微机电机械系统》 学习心得 众所周知,21世纪是一个信息经济时代。为适应时代的发展,作为一名当代大学生,所受的社会压力将比任何时候的大学生都要来得沉重,因此在校期间,我们必须尽可能的利用好学习时间,尽可能地学习更多的知识和能力,学会创新求变,以适应社会的需要。 毕竟,不管将来是要从事什么样的相关行业,都需要掌握较为全面的电子知识,因为小到计算机的组装维修,大到器件的设计与制造,知道的更多更全面,那么对于自己以后找工作以及参加工作帮助就越大。在知识经济时代,没有一个用人单位会傻到和知识作对。 基于这样对社会现状的认识,让我积极、认真地对于学习微机电机械系统有了较为良好的心理基础。而我在第一次接触电子就觉得很新鲜,觉得很奇妙,但随着需求的变化,自己对电子接触的不断深入,认识越来越深,特别是进到大学,专业要求学习电路分析,模拟电路,数字电路,微机电机械系统等等之类。 通过学习微机电机械系统,我了解到:微机电系统是一种先进的制造技术平台。它是以半导体制造技术为基础发展起来的。MEMS技术采用了半导体技术中的光刻、腐蚀、薄膜等一系列的现有技术和材料,因此从制造技术本身来讲,MEMS中基本的制造技术是成熟的。但MEMS更侧重于超精密机械加工,并要涉及微电子、材料、力学、化学、机械学诸多学科领域。它的学科面也扩大到微尺度下的力、电、光、磁、声、表面等物理学的各分支。 微机电系统是微电路和微机械按功能要求在芯片上的集成,尺寸通常在毫米或微米级,自八十年代中后期崛起以来发展极其迅速,被认为是继微电子之后又一个对国民经济和军事具有重大影响的技术领域,将成为21世纪新的国民经济增长点和提高军事能力的重要技术途径。 微机电系统的优点是:体积小、重量轻、功耗低、耐用性好、价格低廉等优点。、性能稳定等。微机电系统的出现和发展是科学创新思维的结果,使微观尺度制造技术的演进与革命。微机电系统是当前交叉学科的重要研究领域,涉及电子工程、材料工程、机械工程、信息工程等多项科学技术工程,将是未来国民经济和军事科研领域的新增长点。

我国机电行业发展现状及问题分析

我国机电行业发展现状及问题分析 (2013年) 1我国机电产业发展现状 1.1成为国民经济的支柱 集货物贸易、技术贸易和服务贸易于一身的机电产品贸易,是国际贸易及国际高新技术产品贸易的主导产业,也是衡量一个国家参与经济全球化分工能力和外贸竞争力的重要标志。机电产品在世界出口商品中占60%以上。机电产业涉及机械、电子、汽车、轻工等多个行业。作为我国国民经济的支柱产业之一,长期以来受到了国家政策的重点扶持和保护,近些年迅速发展,显示出良好的发展前景,目前国内生产厂家多达十万家。加入WTO以来,我国机电产业更是迎来了新的发展机遇。据海关资料显示,上世纪80年代中期至90年代中期,我国外贸增长主要是靠轻工产品和纺织品服装来实现的;而从上世纪90年代中期到本世纪这十多年来,则主要靠机电产品的增长来支撑,我国外贸顺差的70%已是由机电产品实现的。从1994年至今,机电产品连续成为我国第一大类出口商品,机电产业成为推动我国经济增长的主要力量。在保持总量快速增长的同时,机电产品出口结构明显改善,出口质量稳步提升,出口市场更加多元化,出口主体迅猛增长,成为推动我国对外贸易发展和促进国民经济增长的重要力量。

1.2国际竞争力不断提升 我国机电产品出口中,自动数据处理设备、家电及消费类电子、通信设备、电子元器件四大类技术含量较高、附加值较大的大宗重点产品带动出口。随着机电产品出口总额的不断提升,我国已经成为机电产品出口的大国之一。上世纪80年代中期我国机电产品出口排在世界第28位。约占世界机电产品贸易额的2‰;上世纪90年代出口上升至第15位,但出口额仅相当于美国、日本的1/7、德国的1/6;2000年我国机电产品出口占世界机电产品出口总额的34%。2005年我国机电产品出口占世界机电产品出口总额的比重提升至8.5%。在世界机电产品出口国排位升至第四,仅次于德国、美国和日本。2006年,我国机电产品出口是上世纪90年代的12.5倍,占出口总额的比重为56.7%。在世界机电产品出口总额的比重超过10%。仅次于德国和美国,居世界第三,迈人世界机电产品出口贸易大国行列。 2发展中的问题 2.1行业关联度减低 从机电出口产品的集中指数来看,集中程度越来越高,且出口市场的集中度也一直维持在一个较高的水平,这说明我国出口产品结构和市场相对单一,这将不利于规避市场风险,容易引起机电产品出口波动。从长远看,这会影响中国机电产品国际竞争力的提升和产业升级创新的实现。 2.2自主创新能力欠缺

MEMS技术发展现状及发展趋势

MEMS技术发展现状及发展趋势 MEMS系统在工业、信息通信、国防、航空航天、航海、医疗、生物工程、农业、环境和家庭服务等领域有着潜在的巨大应用前景,它将成为本世纪最重要的科技领域和主要的支柱技术之一。 目前对MEMS的需求产业主要来自于汽车工业、通信网络信息业、军事装备应用、生物医学工程;而按专业MEMS分四大类:生物MEMS技术、光学、MEMS技术、射频MEMS技术、传感MEMS 技术。 1.总述 1.1生物MEMS技术 生物MEMS系统具有微型化、集成化、成本低的特点。功能上有获取信息量大、分析效率高、系统与外部连接少,具有实时通信、连续检测的特点。国际上生物MEMS的研究已成为热点,在不久将为生物、分析化学分析系统带来一场重大的革新。 CardioMEMS公司采用MEMS技术制成心血管微传感器可测量动脉的压力,该传感器就像汽车里的EZPass设备(一种在高速公路入口无需停车即可完成付费的自动感应装置)一样工作,本身不带电源,读取信息时在外面用一个感应棒启动传感器即可得到此人动脉的所有相关数据。利用MEMS还能制作出智能型外科器械,减少手术风险和时间,缩短病人康复时间,降低治疗的费用。Verimetra公司正

在利用MEMS把现有手术器械转变成智能型手术器械,可用于多种场合,包括小手术、肿瘤、神经、牙科和胎儿心脏手术等。 药物注入是生物医学MEMS另一个可能有巨幅增长潜力的领域,MicroChipd公司正在开发的一种药物注入系统利用了硅片或聚合物微芯片,其上带有成千上万个微型贮液囊,里面充满药物、试剂及其它药品。这些微芯片能够向人体注入药物,使止痛剂、荷尔蒙以及类固醇之类的注入方式发生革命性的变化。类似这样的生物医学新进展还将催生出新型器械,如便携式掌上型透析机等。 1.2光学MEMS技术 随着信息技术、光信息技术的迅猛发展,MEMS发展的又一领域是与光学结合。即综合微电子、微机械、光电子技术等基础技术,开发新型光器件称为微光机电系统MOEMS,它能把各种MEMS机构件与微光学器件、光波导器件、半导体激光器、光电检测器件等完整地集成在一起,形成一种全新的功能系统。目前较成功的应用科学研究主要集中在两方面:一是基于MOEMS的新型显示、投影设备,主要研究如何通过反射面的物理运动进行光的空间调制,典型代表为新型投影仪、数字微镜阵列芯片和光栅光阀。二是通信系统,主要研究通过微镜的物理运动来控制光路发生预期的改变,较成功的有光开关、关调制器、光滤波器及复用器等光通信器件

高温微波冶金反应器的研究现状及发展趋势

第 21 卷第10 期中国有色金属学报 2011 年 10 月 V ol.21 No.10 The Chinese Journal of Nonferrous Metals Oct. 2011 文章编号:1004-0609(2011)10-2607-09 高温微波冶金反应器的研究现状及发展趋势 彭金辉 1, 2, 3 ,刘秉国 1, 2, 3 ,张利波 1, 2, 3 ,周俊文 1, 2, 3 ,夏洪应 1, 2, 3 ,张泽彪 1, 2, 3 (1. 昆明理工大学 冶金与能源工程学院,昆明 650093; 2. 昆明理工大学 非常规冶金省部共建教育部重点实验室,昆明 650093; 3. 昆明理工大学 云南省微波能应用及装备技术工程实验室,昆明 650093) 摘要:在简述微波加热基本原理的基础上,评述高温微波冶金反应器近年来的国内外研究现状,分析目前高温微 波冶金反应器存在的主要问题,指出由于高温条件下微波系统的连续稳定性、适用于微波场的大尺寸高温反应内 腔及高效的反应工程设计等难题,除小规模微波设备外,能够满足高温、高效、大功率的微波冶金反应器仍是空 白,解决高温微波冶金反应器工业化应用在微波高温陶瓷材料、大功率微波发生器和物料温度测试等方面存在的 主要问题,提高微波能的转换效率,研制、设计连续、稳定的大功率高温微波冶金反应器是微波工业化实践的关 键。 关键词:单模微波冶金反应器;多模微波冶金反应器;微波;高温;研究现状 中图分类号:TN05 文献标志码:A Research status and trend of high-temperature microwave metallurgy reactor PENG Jin-hui 1, 2, 3 , LIU Bing-guo 1, 2, 3 , ZHANG Li-bo 1, 2, 3 , ZHOU Jun-wen 1, 2, 3 , XIA Hong-ying 1, 2, 3 , ZHANG Ze-biao 1, 2, 3 (1.Faculty of Metallurgy and Energy Engineering, Kunming University of Science and Technology, Kunming650093, China? 2.Key Laboratory of Unconventional Metallurgy, Ministry of Education, Kunming University of Science and Technology, Kunming 650093, China? 3.Engineering Laboratory of Microwave Energy Application and Equipment Technology, Yunnan Province, Kunming University of Science and Technology, Kunming 650093, China) Abstract: The research progress of high-temperature microwave metallurgy reactor was reviewed based on the brief account of the theory of microwave. The exiting problems of high-temperature microwave metallurgy reactor were discussed, which include the stability of microwave metallurgy reactor on the conditions of high temperature, large size high temperature cavity to be the same with microwave fields and design of react engineering. So, it is blank to meet the need of high temperature and high power microwave reactor except small scale microwave equipment. To prepare microwave high-temperature special ceramics, the high-power microwave generator and temperature detection are important. It is conducted that the conversion efficiency of microwave energy, high power microwave metallurgy reactor continuous and steady are the key problems to be overcome for improving the industrial applications. Key words: single model microwave metallurgy reactor? multi-model microwave metallurgy reactor? microwave? high-temperature?research status 基金项目:国家自然科学基金重大项目(51090380);国家自然科学基金重点项目(50734007);云南省科技计划项目(2007GA002);校企预研基金项 目(KKZ4201152010) 收稿日期:2010-05-20;修订日期:2011-07-19 通信作者:彭金辉,教授,博士;电话:0871-5191046;E-mail: Jhpeng_ok@https://www.360docs.net/doc/ca6439271.html,

2014年微机电系统MEMS行业分析报告

2014年微机电系统MEMS行业分析报告 2014年1月

目录 一、MEMS:智能化时代的核心交互器件 (3) 1、MEMS简介 (3) 2、MEMS发展历程 (4) 3、汽车电子、消费电子和医疗电子是MEMS主要应用领域 (4) 二、智能化时代来临,MEMS迎来黄金发展期 (5) 1、消费电子领域:智能手机等智能终端快速普及驱动MEMS出货量倍增.5 (1)智能手机和平板电脑开启MEMS在消费电子领域应用的新篇章 (6) (2)可穿戴设备MEMS市场启动在即,增长潜力大 (8) 2、医疗电子:MEMS应用最有潜力的领域之一 (9) 3、汽车电子:仍将惯性增长 (11) 4、市场容量预测 (12) 5、从长期来看,物联网崛起将打开MEMS应用的蓝海 (13) 三、MEMS行业技术壁垒高,市场集中度高 (14) 1、技术壁垒高,新产品开发周期长 (14) 2、市场集中度高 (16) 四、国内MEMS产业发展相对滞后,但有望加速 (18) 1、国内市场空间巨大 (18) 2、政策助推,国内MEMS产业有望提速 (19) 3、国内企业在中低端市场已经开始有所突破 (22) 五、相关公司概况 (23) 六、主要风险 (24)

一、MEMS:智能化时代的核心交互器件 1、MEMS简介 在智能化时代,随着技术进步及应用终端朝着“短、小、轻、薄”方向发展,对传感器设备的微型化、低功耗等性能提出了新的要求,MEMS正好适应这一潮流,迎来了黄金发展期。 MEMS(微机电系统)是指集微型传感器、执行器以及信号处理和控制电路、接口电路、通信和电源于一体的微型机电系统,简言之,其工作原理是外部环境物理、化学和生物等信号输入,通过微传感器转换成电信号,经过信号处理(模拟信号或数字信号)后,由微执行器执行动作,达到与外部环境“互动”的功能。

化工进展微反应器综述

微反应器研究进展与应用 龙立 S141101059 摘要:微反应器作为微化工系统的核心设备,是实现化工过程强化的重要技术基础,近年来逐渐成为国际化工技术领域研究的热点。本文介绍了微反应器的原理及其研究进展,阐明了微反应器技术的特点,列举微反应器的应用范围与实例,说明了微反应器的发展前景。 关键词:微反应器,微反应系统。 1绪论 微化工技术是20世纪90年代初顺应可持续发展与高技术发展的需要而兴起的多学科交叉的科技前沿领域。它是集微机电系统设计思想和化学化工基本原理于一体并移植集成电路和微传感器制造技术的一种高新技术,涉及化学、材料、物理、化工、机械、电子、控制学等各种工程技术和学科。主要研究对象为特征尺度在微米到数百微米间的微化工系统,常贵尺度的化工过程通常依靠大型化来达到降低产品成本的目的,而微化工过程则注重于高效、快速、灵活、轻便、易装卸、易控制、易直接放大及高度集成等方面[1]。 将部分核心化工装备小型化、微型化的方法是促进化工过程强化的有效手段,它是实现化工过程安全、高效和绿色的重要方法之一[2]。化工设备的微小型化是现代化工技术发展的一种新理念,它以微尺度流动、分散和传递的基本原理为核心,能够有效强化反应和分离过程,提升生产效率并且大幅缩小设备的体积,有利于化工新过程的快速开发和产业转化。微型化工器件已成为微型设备的重要组成部分,主要包括微混合器、微型反应器、微型换热器、微化学分析、微型萃取器、微型泵和微型阀门等。 作为微化工技术核心部件的微反应器,其内部通道特征尺度在微尺度范围(10-500μm),远小于传统反应器的特征尺寸,但对分子水平而言已然非常大,故利用微反应器并不能改变反应机理和本征动力学特性,而是通过改变流体的传热、传质及流动特性来强化化工工程的。 2微反应器 微结构反应器(简称微反应器)是重要的微化工设备之一,是实现化工过程微小型化的核心装备。在微化工过程中微反应器担负起了完成反应过程、提

微电子学与集成电路分析

微电子学与集成电路分析 1微电子学与集成电路解读 微电子学是电子学的分支学科,主要致力于电子产品的微型化,达到提升电子产品应用便利和应用空间的目的。微电子学还属于一门综合性较强学科类型,具体的微电子研究中,会用到相关物理学、量子力学和材料工艺等知识。微电子学研究中,切实将集成电路纳入到研究体系中。此外,微电子学还对集成电子器件和集成超导器件等展开研究和解读。微电子学的发展目标是低能耗、高性能和高集成度等特点。集成电路是通过相关电子元件的组合,形成一个具备相关功能的电路或系,并可以将集成电路视为微电子学之一。集成电路在实际的应用中具有体积小、成本低、能耗小等特点,满足诸多高新技术的基本需求。而且,随着集成电路的相关技术完善,集成电路逐渐成为人们生产生活中不可缺少的重要部分。 2微电子发展状态与趋势分析 2.1发展与现状 从晶体管的研发到微电子技术逐渐成熟经历漫长的演变史,由晶体管的研发→以组件为基础的混合元件(锗集成电路)→半导体场效应晶体管→MOS电路→微电子。这一发展过程中,电路涉及的内容逐渐增多,电路的设计和过程也更加复杂,电路制造成本也逐渐增高,单纯的人工设计逐渐不能满足电路的发展需求,并朝向信息化、高集成和高性能的发展方向。现阶段,国内对微电子的发展创造了良好的发展空间,目前国内微电电子发展特点如下:(1)微电子技术创新取得了具有突破性的进展,且逐渐形成具有较大规模的集成电路设计产业规模。对于集成电路的技术水平在0.8~1.5μm,部分尖端企业的技术水平可以达到0.13μm。(2)微电子产业结构不断优化,随着技术的革新产业结构逐渐生成完整的产业链,上下游关系处理完善。(3)产业规模不断扩大,更多企业参与到微电子学的研究和电路中,有效推动了微电子产业的发展,促使微电子技术得到了进一步的完善和发展。 2.2发展趋势 微电子技术的发展中,将微电子技术与其他技术联合应用,可以衍生出更多

微系统集成与封装技术发展现状与趋势探讨

微系统集成与封装技术发展现状与趋势探讨 李晨 王杨 中国电子科技集团公司发展战略研究中心 微系统原来是指MEMS(微机电系统),在欧洲被称为微系统,在美国被称为MEMS,在日本被称为微机器。 如今,美国DARPA的MTO给予微系统技术的定义是:赋予未来能力的一项综合系统技术能力。欧洲对微系统技术的定义是:两类以上技术的微集成。美国军方权威专家评价这是一项引发武器装备新一轮革命性变革的重大创举,是未来战场对抗的核心技术。对我国来说,微系统是继集成电路之后的下一个基础性、战略性、先导性产业,是关注太空、海洋、战略预警和电磁的技术基础。 微系统涉及微电子、光电子、MEMS、架构、算法五方面的集成。微电子、光电子和MEMS 器件是微系统的核心硬件,而架构和算法是构成微系统的宏观基础。本文分别以传感—信息处理—通信与导航—电源管理—集成微细统(功能集成)、新材料—设计方法—制造工艺—系统封装(研发流程)为主线介绍了几十项MTO和IPTO主持的微系统项目,分析微系统的国外技术发展现状。接下来分析了微系统技术的未来发展趋势,包括后摩尔定律将成为指导微系统发展的新规律、三维异构集成是微系统的核心集成技术、向纳米尺度发展、与生物技术相结合、与信息系统一体化等。 由于在未来5~10年,微系统的三维异构集成技术在我国难以应用于大规模批量生产,但在MCM的基础上利用封装技术发展功能集成的微系统可能是比较现实的技术途径。除了实现功能集成,封装还能提高微系统的可信度、抗辐照等特殊环境适应能力,是实现关注海洋、太空、战略预警和电磁的技术途径之一。美国的NASA正在大力开展NEPP项目,希望国内引起足够重视。 在对比分析国内外技术发展差距的基础上,本文总结了国内制约微系统发展的主要问题,包括对微观性与系统性协同发展认识不足、需求超前探索力度不够、系统性研究不够、传统的微电子与MEMS研发水平落后、基础平台投入不足、技术攻关方向不够聚焦与明确、科技情报与技术发展战略研究力量不足等。最后,针对上述问题、未来技术发展趋势和我国国情提出了推动我国微系统技术发展的措施建议,包括加强科技情报与发展战略研究、加强需求牵引落实具体重大项目、创新微系统研发的合作模式、加强领军人才培养、创新项目运作管理模式等。

化工进展-微反应器综述

化工进展-微反应器综述 微反应器研究进展与应用 龙立S141101059 摘要:微反应器作为微化工系统的核心设备,是实现化工过程强化的重要技术基础,近年来逐渐成为国际化工技术领域研究的热点。本文介绍了微反应器的原理及其研究进展,阐明了微反应器技术的特点,列举微反应器的应用范围与实例,说明了微反应器的发展前景。 关键词:微反应器,微反应系统。 1绪论 微化工技术是20世纪90年代初顺应可持续发展与高技术发展的需要而兴起的多学科交叉的科技前沿领域。它是集微机电系统设计思想和化学化工基本原理于一体并移植集成电路和微传感器制造技术的一种高新技术,涉及化学、材料、物理、化工、机械、电子、控制学等各种工程技术和学科。主要研究对象为特征尺度在微米到数百微米间的微化工系统,常贵尺度的化工过程通常依靠大型化来达到降低产品成本的目的,而微化工过程则注重于高效、快速、灵活、轻便、易装卸、易控制、易直接放大及咼度集成等方面⑴。 将部分核心化工装备小型化、微型化的方法是促进化工过程强化的有效手段,它是实现化工过程安全、高效和绿色的重要方法之一[2]。化工设备的微小型化是现代化工技术发展的一种新理念,它以微尺度流动、分散和传递的基本原理为核心,能够有效强化反应和分离过程,提升生产效率并且大幅缩小设备的体积,有利于化

工新过程的快速开发和产业转化。微型化工器件已成为微型设备的重要组成部分,主要包括微混合器、微型反应器、微型换热器、微化学分析、微型萃取器、微型泵和微型阀门等。 作为微化工技术核心部件的微反应器,其内部通道特征尺度在微尺度范围 (10-500卩m),远小于传统反应器的特征尺寸,但对分子水平而言已然非常大, 故利用微反应器并不能改变反应机理和本征动力学特性,而是通过改变流体的传热、传质及流动特性来强化化工工程的。 2微反应器 微结构反应器(简称微反应器)是重要的微化工设备之一,是实现化工 过程微小型化的核心装备。在微化工过程中微反应器担负起了完成反应过程、提高反应收率、控制产物形貌以及提升过程安分离回收难度和成本、减少过程污染等具有重要的意义。针对不同过程特点开发出的微反应器不仅形式多样,其配套的工艺技术也与传统化工过程存在一定区别,利用集成化的微反应系统可以实现过程的耦合,因此微反应技术的发展也同时带动了化工工艺的进步。 微反应器起源于20世纪90年代,21世纪初叶是微尺度反应技术的快速发展 期。在基础研究方面,随着对微尺度多相流动、分散、聚并研究的不断深入,微反应器内多相流型,分散尺度调控机制以及微分散体系的大批量制备规律等问题逐渐被人们深入理解。基于微反应器内微小的流体分散尺度、极大的相间接触面积等特点可以有效强化相间传质和混合过程,从而为反应过程的强化奠定基础。 研究结果表明,利用微反应器能够有效强化受传递或混合控制的化学反应过程,而这类过程在传统的反应装置内往往难以精确控制,极易产生局部热点、浓度分布不均、短路流和流动死区等问题,微反应器具有的高效混合和快速传递性能是解决这些问题的重要手段。 微反应器的分类。对于不同相态的反应过程,微反应器可以分为气固催化微反应器、液液催化微反应器、气液微反应器和气液固三相催化微反应器等。根据输入能量的不同,可分为非动力式微反应器和动力式微反应器。按照微结构的不同可分为:微通道反应器、毛细管微反应器、降膜式微反应器、多股并流式微反应器、微孔阵列和膜分散式微反应器以及外场强化式微反应器等⑷。 2.1微反应器的微混合机理 微反应器具有与大反应器完全不同的几何特性:狭窄规整的微通道、非常小的

机电一体化行业产业现状分析(5.10)

3-1建设背景:申报专业所面向的行业产业现状及发展趋势分析。 3-1-1、机电一体化技术概述 机电一体化是一门新兴的技术,正处于高速发展阶段,代表着机械工业技术革命的发展方向。一般认为,机电一体化技术是一门跨学科的综合性较高的技术,是由微电子技术、计算机技术、信息技术、机械技术及其他技术相融合而构成的一门独立的交叉性的综合性技术。目前,国际上普遍采用日本机械振兴协会的定义:“机电一体化是在机械的主功能、动力功能、信息功能和控制功能上引进微电子技术,并将机械装置与电子装置用相关软件有机结合而构成的系统的总称”,涉及机械制造技术、电子技术、信息处理技术、测试和传感器技术、控制技术、接口技术、计算机技术、伺服驱动等多种技术。机电一体化技术对现代工业的发展有巨大的推动力,因此世界各国都在大力推广机电一体化技术。 3-1-2、行业产业现状及人才需求分析 近年来,全球制造业始终面临着转型升级和可持续发展的挑战。2013 年4 月,德国开启了“工业4.0 ”第四次工业革命。“工业 4.0”是基于对制造业前景的预测而制订的前瞻性计划,试图呈现以信息物理系统(Cyber-Physical Systems,CPS,被译为“信息物理融合系统”)为核心,引领第四次工业革命的生产体系。“工业4.0 ”主要包括两个主题,即“智能工厂”与“智能生产”。“智能生产”的基本设想是制造的产品集成有动态数字存储器、感知和通信能力,承载 着在其整个供应链和生命周期中所需的各种必需的信息;整个生产价值链中所集成的生产设施能够实现重组与自配置,能够根据当前的状况灵活地决定生产过程。智能生产目标是满足用户的各种需求,建立一个高度灵活的个性化和数字化的产品与服务的生产模式。实现智能生产的主要手段之一是采用“智能技术系统”。 我国机电一体化经过多年的发展和积累,机电一体化取得了巨大进步。但发展并不完善,现阶段我国机电一体化技术水平与发达国家相比仍有相当大的差距,机电一体化水平仍有待提高。2015 年 5 月,我国发布了“中国制造2025”行动纲领。该纲领将制造业定位成“立国之本,兴国之器,强国之基”,并提出了建设制造业强国的三步走战略:第一步,2015 ~2025 年,迈入制造强国行列;第二步,2025 ~2035 年,达到制造强国中等水平;第三步,2035 ~2049 年,进入世界制造强国前列,建成全球领先的技术和产业体系。我们应该借鉴工业

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