微电子机械系统(MEMS)技术在军工和民生的应用及发展前景

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微机电系统技术的发展与前景

微机电系统技术的发展与前景

微机电系统技术的发展与前景微机电系统技术可以说是近年来科技领域里最具有生命力的领域之一。

微电子技术的发展直接影响了信息技术的跨越式发展,其中微机电系统技术是其中最为重要的一环。

随着国家对于微机电技术的投入,如今的微机电技术得到了快速的发展。

本文将从微机电技术的发展历程、应用领域以及未来发展前景等几个方面阐述微机电系统技术的发展与前景。

一、微机电技术的发展历程微机电技术,简称MEMS技术,是指利用微纳技术制造微小而高性能的机械、光学、热、电等元器件及系统。

随着微电子技术的不断进步和发展,MEMS技术也得到了快速的发展。

从1972年最早由美国杜邦公司的派瑞·卡内瓦尔(Pary Carvairal)发明的电容式加速度计到现在的微型化加速度计,MEMS技术已经被广泛应用于许多工业领域中。

在MEMS技术的发展历程中,有几个标志性的历程:1. 1984年,意大利Piacenza大学教授Silvestro Micromachine制作出世界上第一个微机械马达。

2. 1987年,美国加州大学伯克利分校的Richard S. Muller教授制作出了第一款微型惯性传感器。

3. 1990年,德国卡尔斯鲁厄理工学院Clemens Bartel制作出了MEMS技术中的经典产品——微机械加速度计(MEMS accelerometer)。

4. 1995年,Motorola公司推出了全球首款MEMS技术的三轴加速度计。

自此以后,MEMS技术的应用领域不断扩大,特别是在移动互联网、智能穿戴、虚拟现实、无人系统等领域中得到了广泛的应用。

二、MEMS技术的应用领域MEMS技术可以被广泛应用于多个领域,同时也是促进这些行业发展的重要推动力。

1.智能手机行业MEMS技术在智能手机行业中的应用已经相当成熟。

如今的手机中普遍搭载MEMS技术的陀螺仪、加速度计、磁场传感器、压力计、湿度计等传感器,这些传感器的应用使得手机拥有了更加智能化的功能,如自动旋转屏幕、自动调节屏幕亮度、声音播放质量的优化等。

微机电系统的研究与应用前景

微机电系统的研究与应用前景

微机电系统的研究与应用前景近年来,微机电系统(MEMS)技术在各个领域得到了广泛的应用,其研究和开发已成为当今科技领域的一个热点。

作为一种高新技术,MEMS系统的研究与应用前景十分广阔,不仅有助于推动信息技术的发展,也对于医疗、环境、能源等领域的发展有着重要的促进作用。

一、MEMS概述MEMS是微型电子机械系统的缩写,也可以称为微机电系统。

它是一种将微电子技术与机械技术相结合的新型技术,它可以制造出微型零部件,如传感器、执行器、微型结构等。

这些微型零部件可以集成到同一芯片上,形成微型系统。

MEMS技术可以利用批量化制造的方式来降低成本,同时还可以提高生产效率,从而实现大规模集成电路制造的梦想。

MEMS 系统具有小尺寸、低功耗、低成本、高稳定性等特点,因此在信息技术领域、医疗、环境、能源等各个领域都有着广泛的应用。

二、MEMS在信息技术领域的应用MEMS技术在信息技术领域有着广泛的应用,其中最重要的是传感器技术。

通过MEMS制造的传感器可以测量各种各样的物理量,如温度、压力、湿度、光强度等。

这些传感器可以集成到智能手机、平板电脑、笔记本电脑等各种便携式设备中,从而实现对设备环境的实时监控。

另外,MEMS加速度传感器也是目前智能手机、平板电脑等设备中最为广泛使用的传感器之一。

通过它们可以探测设备的移动和位置变化,从而实现一系列的交互功能,例如屏幕自动旋转、拍照时的自动对焦等。

MEMS技术与人工智能(AI)的结合也是一个非常重要的方向。

由于MEMS技术可以制造出大量高精度的传感器,这些传感器可以感知环境,收集信息,为AI算法提供数据支持。

目前,许多人工智能应用和设备都采用了MEMS传感器技术,例如智能家居设备、智能汽车、工业4.0等。

三、MEMS在医疗领域的应用MEMS技术在医疗领域也有着广泛的应用。

例如,MEMS技术可以用于制造生物芯片,这些生物芯片可以测量人体内的生物分子,例如蛋白质、DNA等。

这些生物芯片可以用于药物筛选、医学诊断、疫苗研发等领域,对于提高医疗水平和缓解人们的疾病负担有着积极的影响。

2023年微机电系统(MEMS)行业市场需求分析

2023年微机电系统(MEMS)行业市场需求分析

2023年微机电系统(MEMS)行业市场需求分析简介微机电系统(MEMS)是一种利用微纳技术制造的小型机械、电气甚至是生物器件的技术。

MEMS器件具有小型化、低功耗、高性能等特点。

目前,MEMS技术已广泛应用于自动化、医疗、环保、航空、汽车、军事等众多领域。

在全球微机电系统市场中,美国、日本和欧洲是领先的区域,而中国MEMS行业市场则在快速崛起,成为了最具发展潜力的市场之一。

市场需求分析MEMS技术在各个领域都有广泛的应用,具有很大的市场需求。

以下是MEMS行业市场需求分析:1.自动化行业作为现代制造业的重要组成部分,自动化行业需要越来越多的微型化、智能化、高精度的传感器、执行器和控制系统。

MEMS技术作为一种能够实现微型化和高精度的技术,已经得到了广泛的应用。

MEMS产业在汽车、通讯、智能家居、医疗和工业自动化领域都具有很大的发展前景。

自动化行业的发展将对MEMS行业提供巨大的市场需求。

2.汽车行业在汽车制造的各个领域,MEMS技术都应用广泛。

MEMS传感器和执行器已经用于发动机控制、车身稳定性控制、车辆导航、安全保护和驾驶辅助等众多领域。

随着汽车电子化的不断发展和自动化技术的不断进步,MEMS技术将有更广阔的应用前景。

MEMS技术在汽车行业的快速发展将进一步推动MEMS行业的发展。

3.医疗行业MEMS技术在医疗行业得到了广泛的应用,如氧气传感器、血压传感器、耳温计、心率感应器等。

这些传感器的小型化和高精度具有很大的优势,可以更好的帮助医生对病人进行诊断和治疗。

随着人口老龄化,医疗行业的市场需求逐渐增加,MEMS技术将为医疗行业提供更广泛的解决方案和服务。

4.环保行业随着环保意识的不断提高,环保行业也迅速发展。

MEMS技术在环保行业的应用主要表现在空气质量监测、水质监测、垃圾处理等领域。

利用MEMS技术制造的传感器能够更准确、更快速地对污染物进行检测和监测。

环保行业的发展将会为MEMS行业提供增长的机会。

MEMS在军事领域中的应用前景

MEMS在军事领域中的应用前景

MEMS在军事领域中的应用前景微机电系统(MEMS)在国民经济、科研和国防上应用甚广,文中较详细地说明MEMS在军事领域中的惯性测量器件、测控技术和信息管理上的多种应用。

表明MEMS在加速国防现代化有着重要的应用前景及其极端重要作用。

微机电系统(MEMS)是一门新兴学科, 在国民经济和科学研究的众多领域应用甚广, 在国防科技中也有着广阔的应用前景。

信息技术在未来战争中有着重要的地位:未来战争中指挥中心、武器系统、甚至士兵本人将使用不同层次的(军事)信息系统, 使部队作战时情况明, 战斗力强, 并能迅速的控制战场; 这是推动MEMS技术在军事领域中应用的动力。

欧、美和日本均把MEMS作为高科技放在优先发展的地位, 并得到国防部门的大力支持。

MEMS产品在信息采集, 军事设施监控, 改进武器系统、指挥系统和后勤保障体系, 尤其在国防科技研究领域大有用武之地。

本文介绍MEMS产品在军事领域应用的若干实例, 以展示其应用前景。

可以相信, 随着MEMS研究的深入开展, 其产品对于国防技术的现代化有着十分重要的作用。

1惯性测量器件的应用采用微机械加工技术已研制成加速度传感器和陀螺仪等惯性测量器件, 前者发展比较成熟, 作为民品已大量生产, 主要用在汽车上, 预计到2000年, 年销售额可达25亿美元。

陀螺仪的制造比加速度传感器复杂, 其性能正在不断提高。

军事上对惯性测量元件要求很苛刻, 从而促进了MEMS陀螺仪的加速发展。

1. 1弹的安全保险与引爆装置弹药在贮运过程中要求安全保险, 在战斗中又能可靠引爆, 不能出现“哑弹”。

哑弹战时会延误战机, 而战后哑弹的排除既费时, 费钱, 又十分危险。

在大规模战争中, 投弹量可达天文数字, 如果哑弹仅占1~2%, 其数量也是相当可观的, 因此, 确保各类弹可靠引爆是国防科技中一个非常重要的课题。

MEMS加速度传感器可用于弹的引爆, 可大幅度提高引爆的可靠性及贮存的安全性。

微机电系统的应用和发展前景

微机电系统的应用和发展前景

微机电系统的应用和发展前景微机电系统(MEMS)是指运用微电子技术、微纳加工技术、微机械加工技术和微光学技术将传感、执行等功能集成在微米尺度的微系统中的一种技术。

与人们熟知的计算机、手机等电子产品不同,MEMS技术主要应用于各种传感器、执行器和微马达等微型系统的制造和应用。

它可以在微米级别制造出具有卓越性能的传感器和微机械设备,可以制造稳定、高可靠性的微小器件,而且制造成本低、体积小,成为现代科技领域的新宠。

MEMS技术的应用领域非常广泛。

传感方面,它被用在汽车安全、医疗领域、环境监测等各个领域,如汽车碰撞传感器、气压计、加速度传感器、体温计、血糖计等。

执行方面,它被应用在摄像头中的自动对焦技术、液晶显示器中的流控阀、无线通信中的微型电池等领域。

微型机器人也是MEMS技术的绝佳应用之一。

微型机器人可以像昆虫一样在各种环境中穿梭,可以应用在医学、环保等领域,如肝脏内血管检测、海洋环境监测等。

MEMS技术的应用前景非常广阔,可以预见,未来会有更多更具有创意性的微型设备出现。

MEMS技术的发展前景也非常广阔。

前景首先在于其优越的性能和可以快速自我发展的品种。

MEMS技术具有高度集成、小尺寸、重量轻、功耗低、高灵敏度、高分辨率等优点,比传统的设备更具有优势。

特别是微型化和智能化的趋势,将大幅提高设备的性能和功能,并拓展其应用范围。

其次,MEMS技术的发展将趋向自主化和智能化。

MEMS技术将不再是被动的感知器或执行器,而是能够根据不同情景主动调整、自我优化的智能设备。

MEMS芯片集成传感器、湍流装置、滤波器、计算单元等多种功能于一身,既大大节省设备的体积空间,又大大提升设备的性能。

当然,MEMS技术还面临一些挑战,例如材料、制造和测试等方面的问题。

MEMS组件不断需求轻量化、小型化、低功耗的发展趋势,同时也需大规模、高稳定性地生产。

因此,在反复实验和不断创新的基础上,MEMS技术必将迈上一个新台阶。

总之,MEMS技术的应用和发展前景非常广阔。

2024年微机电系统(MEMS)市场前景分析

2024年微机电系统(MEMS)市场前景分析

2024年微机电系统(MEMS)市场前景分析引言微机电系统(Micro-Electro-Mechanical Systems,简称MEMS)是在微米尺度上集成机械、电子、光学和生物传感器的芯片技术。

近年来,随着科技的快速发展和应用领域的不断扩展,MEMS技术在各个行业中发挥了重要作用。

本文将对MEMS市场的前景进行分析,并探讨其未来发展趋势。

MEMS市场现状目前,MEMS市场已经涵盖了多个领域,包括消费电子、医疗保健、汽车、航空航天等。

在消费电子领域,MEMS技术被广泛应用于智能手机、智能穿戴设备等产品中。

医疗保健领域的MEMS应用包括生命体征监测、药物传输和医疗诊断等。

汽车行业中,MEMS技术可用于汽车安全系统、动力传输和车辆稳定性控制等方面。

此外,MEMS还在无人机、机器人等领域展现出巨大的潜力。

MEMS市场前景1.市场规模持续扩大:随着MEMS技术的成熟和应用领域的扩展,MEMS市场规模将继续扩大。

根据市场研究机构的预测,MEMS市场的年复合增长率将超过10%。

2.5G技术的推动作用:5G技术的快速发展将对MEMS市场产生积极影响。

5G通信需要更高的频率和更宽的频谱,这将加速对MEMS传感器的需求,促进MEMS市场的增长。

3.人工智能的应用:人工智能的快速发展将进一步推动MEMS市场的发展。

MEMS传感器和芯片技术可以提供大量的数据,为人工智能算法提供支持和优化,从而实现更智能化的应用。

4.新兴应用领域的崛起:MEMS技术在新兴应用领域的应用潜力巨大。

例如,MEMS传感器在环境监测、智能家居和农业领域有着广阔的应用前景。

随着这些领域的不断发展,MEMS市场将进一步扩大。

5.创新驱动的竞争加剧:MEMS市场的竞争将更加激烈,创新将成为企业持续发展的关键。

企业需要不断研发新的MEMS产品和应用,以满足市场需求并保持竞争力。

发展趋势1.小型化和集成化:随着技术的进步,MEMS设备将越来越小型化和集成化。

微机电系统的成就和展望

微机电系统的成就和展望

微机电系统的成就和展望一、引言微机电系统(MEMS)是一种微小化的机电系统技术,其涉及到微小化的机械、电子和光学组件,并且已经在许多领域得到了广泛的应用。

本文将讨论MEMS的成就和展望。

二、MEMS的成就1.研究领域:MEMS得到了广泛的研究,例如生物技术、医疗、化学、环境监测等。

该技术能够实现精准的微小仪器,并且在多个领域产生了重要的影响。

2.医疗领域:在医疗和生命科学领域,MEMS也被广泛应用。

例如,MEMS设备用于生物医学检测,包括细胞分析、药物筛选和实验室分析等。

3.便携式技术:MEMS技术也被用于便携式设备,如智能手机、平板电脑等。

MEMS传感器常常包含在这些设备中,用于测量、动态平衡和定位等。

4.研究和发展:由于MEMS的广泛应用,它已经成为一个非常富有开发性的领域。

MEMS的不断发展带来了新的研究领域、技术进步和新的机遇。

三、MEMS的展望1.人机交互:MEMS技术为人机交互领域带来了新的机会。

随着MEMS技术的不断发展和改进,人们可以期待更加智能化的人机交互技术,如语音识别、手势控制和虚拟现实等。

2.生物医学:MEMS技术在医疗和生物医学领域的应用也将不断发展。

MEMS技术可以用于治疗和监测病人,如药物输送和病情监测等。

3.环境监测:由于气候变化的影响,对环境监测的需求越来越大。

MEMS技术被用于制造用于测量空气、水体等的传感器,能够帮助我们更好地掌握环境状况。

4.物联网:随着MEMS技术的进步,物联网将变得更加普及和完善。

传感器和无线通信的进步和成本的下降使得物联网技术更具有可扩展性和可行性。

四、结论如今,MEMS已经变得在各个领域都得到了广泛的应用。

而随着其不断的进步和发展,它将成为更多领域应用的基石。

过去的成就,包括便携式技术、思维感应和机器人技术等等,也将成为未来最为重要的领域。

因此,我们可以期待MEMS技术在未来将会得到更好的发展。

微纳机电系统中的新发展和应用前景

微纳机电系统中的新发展和应用前景

微纳机电系统中的新发展和应用前景微纳机电系统(MEMS)是一种集成多种功能的微型机电系统,将微机电系统技术、纳米技术、材料科学和信息技术等多学科研究相结合,使微机电系统更加小型化、高性能化、低功率化和低成本化。

它是一种高度先进的技术,广泛应用于生产和制造领域以及医疗、环境监测、航空、汽车等领域。

本文将从新发展和应用前景两个方面进行探讨。

一、微纳机电系统的新发展1.微纳机电系统的多功能化微纳机电系统的多功能化是未来发展的一个重要方向。

每个MEMS芯片都是一种特定功能的设备,但是MEMS芯片也可以包含多个传感器,使其变得多功能。

与传统机电系统相比,MEMS芯片的面积更小,功耗更低,而且更加经济高效。

因此,可以很容易地在MEMS芯片上集成多个传感器和执行器,从而实现更为多样化的功能。

2.微纳机电系统的模块化设计模块化设计是微纳机电系统未来的一个重要发展方向。

传统的微机电系统是通过建立一个完整的系统设计实现功能,而现在的MEMS芯片设计可以通过模块化的方式实现。

这样的好处是更容易提高生产效率和实现产品标准化,降低了组装和测试的成本,同时也容易维修和升级。

3.微纳机电系统的智能化发展目前的MEMS芯片可以从传感器和执行器中获取数据,并将其传输到计算机或其他设备中进行处理。

未来,智能MEMS芯片将可以通过人工智能算法进行数据分析和推理,从而实现更复杂的自主决策。

这将对无人驾驶汽车、工业机器人、医疗监测等领域有着广泛的应用前景。

二、微纳机电系统的应用前景1.医疗健康领域MEMS芯片可以用于医疗监测,通过医疗传感器可以实现糖尿病患者的血糖监测,并将数据传输到用户的手机上,方便用户查看和管理自己的健康状况。

此外,MEMS技术还可以用于微创手术设备和生物芯片实验室等。

2.航空航天领域MEMS芯片应用在航空领域的例子包括模拟陀螺仪、风速传感器、加速度计和磁力计等。

它们在飞行控制、导航、机动控制和地面监测中广泛应用,同时MEMS芯片可以被应用于飞机制造的诊断和维护。

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微电子机械系统(MEMS)技术在军工和民生的应用及发展趋势引言微电子机械系统(Micro-Electro-Mechanical Systems,简称MEMS)是20世纪80年代末在成熟的微电子设计和加工技术的基础上发展起来的一种新兴技术,它是以微电子、微机械及材料科学为基础,研究设计制造具有特定功能的微型装置。

它结合了机械可动结构和大规模、低成本、微电子加工的优点,在微小尺度上实现与外界电、热、光、声、磁等信号的相互作用。

微电子机械系统通常指特征尺度大于1nm小于1μm,结合电子和机械部件并集成了IC工艺的装置。

MEMS在航空、航天、军事、汽车、生物医学、环境监控等人们所接触到的几乎所有领域都有十分广阔的应用前景,它是未来国防领域及国民生活领域的关键技术和支撑技术。

MEMS的突出特点有:1.微型化:MEMS硬件不仅体积小而且重量轻,耗能低,惯性小,谐振频率高。

2.以硅为主要材料,机械电器性能较好;硅的强度、硬度和弹性模量与铁相当,密度类似铝,热传导接近钨。

3.多样化:MEMS含有数字和总线接口,具有在网络中应用的条件,便于与PC系统集成。

4.集成化:可以把不同功能,不同敏感方向或致动方向的多个传感器或执行器集成在一起,或形成微传感器阵列,甚至把多种功能的器件集成在一起,形成复杂的微系统。

微传感器、微执行器和微电子器件的集成可制造出可靠性、稳定性很高的MEMS。

5.多学科交叉:MEMS技术集成了电子信息,机械制造,材料与自动控制,物理,化学等诸多学科,并应用了当今许多高科技成果。

MEMS技术的发展开辟了一个全新的技术领域和产业,MEMS工艺已经应用于军民生活中。

本文就它在国防和民用领域的应用作一介绍,并分析它未来的发展前景。

一、MEMS技术在军事设备中的应用状况众所周知,最尖端的科技总是先应用于国防,MEMS也一样,军事领域是它应用最早的领域之一。

这很大程度上推动了MEMS技术的飞速发展。

当前,MEMS技术在军事上的应用被世界各个国家所重视。

美国国防部高级研究计划局(DARPA)把MEMS技术确认为美国急需发展的新兴技术,并资助了大量MEMS项目,大力发展小型惯性测量装置、微全分析系统、RF传感器、网格传感器、无人值守传感器等项目,应用于单兵携带、战场实时监测、毒气以及细菌检测、武器安全、保险和引信、弹道修正、子母弹开仓控制、超低功率无线通信信号处理、高密度低功耗的数据存储器件、敌我识别系统等方面。

MEMS在军用设备中的应用日渐广泛和深入。

1.1MEMS技术对武器平台的优化在海上武器应用方面,MEMS引信保险和引爆装置已成功用于潜艇鱼雷对抗武器上。

引信保险和引爆装置的工作包括三个独立步骤:发射鱼雷后解除炸药保险,引爆(引信)和防止在不正确的时间爆炸(保险)。

使用镀有金属层的硅结合巧妙的封装技术,MEMS引爆装置要比传统装置小一个数量级,可安装在6.25英寸的鱼雷上,这是其他技术很难办到的。

在陆地应用方面,包括灵活而且坚固的爆破装置、发射装置和其他使用MEMS惯性制导系统的武器平台。

MEMS加速度计能承受火炮发射时产生接近10.5g的冲击力,可以为制导导弹提供一种经济的制导系统,同时使导弹的可靠性及服务时间提高5倍~10倍,哑弹的数量减少一个数量级。

MEMS惯性传感器用于灵巧弹头和钻地弹头中,其抗震能力足以使其能够做到弹头钻入地下后,仍能对其进行制导、控制并引爆。

MEMS轮胎压力传感器已经用在美国军队装甲送兵车的轮胎中。

在空气应用方面,采用MEMS传感器和致动器可实现对流体的精确控制,例如对喷气引擎的紊流控制。

长期以来,紊流对航天一直是个技术问题。

发动机中紊流降低了轴流速度,从而使推力减小,机翼上的紊流造成飞行拖滞。

有了MEMS技术以后,使得在微观尺度上对流体进行控制成为可能。

其原理就是在特征面上布置微传感器阵列,探测流体压力和温度的微小变化,然后通过控制器让微致动器阵列准确地抵消这些微小变化。

当然同样的方法也可以完全应用在飞机或导弹蒙皮上,形成“智能蒙皮”。

从而提高飞行速度和稳定性。

MEMS技术还使智能可重构外形的机翼和空间柔性结构成为可能。

1.2射频元器件的应用射频介于100kHz至100MHz,但通常指的是100kHz到300GHz的射频、微波和毫米波的频率范围。

在射频应用中,MEMS的研究目标为实现集成在单芯片上的射频系统。

现基于MEMS开关、滤波器、可变电容、电感器等射频元件已取得实质性进展,将应用在相控阵雷达中。

射频MEMS开关的隔离度好,插入损耗低,控制电路功耗低,工作频带宽,研制集中在提高开关速度与降低开关的驱动电压以及材料、结构、封装上。

已研制出悬臂梁、桥式、记忆合金等MEMS开关,大多数采用静电驱动原理,其优势为功耗低,与芯片兼容性好。

其广泛应用于相控阵雷达和变波束天线中,开发可变频率、多波束特性的的天线,一个天线实现多个天线的功能。

1.3 基于MEMS技术的军用微型飞行器微型飞行器(Micro Aerial Vehicle,MAV)的概念是由美国于20世纪90年代最先提出,由于其具有特殊的用途而备受关注。

微型飞行器的姿态控制系统中的微型地平仪、微型高度计,导航系统中的微型磁场传感器和微加速度计、微陀螺仪等,飞行控制系统的微型空速计、微型舵机等,在微型飞行器上应用的微型摄像机、微型通讯系统等,都需要MEMS技术支持,以减少体积和重量,改善飞行器的性能。

微型飞行器具有导航和通信能力,可用手掷、炮射或飞机部署,具有侦查呈像、电磁干扰等作战效能,被认为是未来战场上的重要侦查和攻击武器,具有价格低廉,便于携带\操作简单\安全性好等优点。

1..4 基于MEMS技术的军用微纳卫星微纳卫星通常指质量小于100kg,具有实际使用功能的卫星。

它是基于微电子技术、MEMS技术、微光电技术等发展起来的,体现了航天器微小化的发展趋势。

根据卫星质量,10kg~100kg的卫星称为微型卫星(microsat),1kg~10kg的卫星称为纳米卫星(nanasat),0.1kg~1kg的称为皮卫星(picosat),0.1kg以下的称为飞卫星(femtosat),微纳型卫星具有功能密度与技术性能高、投资与运营成本低、灵活性强、系统建设周期短、风险小等优点,受到航天、军事、工业以及研究机构的广泛关注,成为各国军方都非常重视的航天技术发展方向之一。

国防是国家稳定发展的基石,而国防更需要高科技力量的保证。

我国在MEMS方面的研究起步并不晚,在“八五”、“九五”期间得到科技部中科院和国防科工委的支持,经过十年的努力,我国在MEMS技术上有了一定基础和技术储备,并且应用于军事上已数见不鲜。

二、MEMS在民用方面的应用情况2.1 用RF-MEMS实现可调谐天线现如今的移动终端日新月异,对于天线的设计越来越标新立异而且更加复杂,这无疑需要灵活的MEMS技术来满足集成新特性和新应用的要求。

电视接收等新应用新特性被不断集成到无线期间中。

此外,无线技术,包括局域网、宽带无线接入、数字电视、全球定位系统、超宽带和多重输入多重输出等,都有望改善性能、扩展频段范围和增强吞吐量,但同时也对所需天线的成本、尺寸和性能提出更高要求。

针对这些挑战的一种有吸引力的解决方案是使天线变得动态可调谐。

这时射频微机电系统(RF-MEMS)应运而生。

它能够为设计者提供制造可调天线所需的主要组件,并能发展MEMS的大多数优点。

其实MEMS早在1970年就在汽车产业作为压力传感器。

后来汽车产业将MEMS用作碰撞安全气囊的加速度传感器。

而今天,基于MEMS的器件已经在宽屏电视、移动电话麦克风和GPS工具中找到用武之地。

对于RF应用而言,MEMS器件非常有希望用作现有方案的小尺寸、高性能替代选择,并降低材料成本,而且还是实现更密集功能集成的一种途径。

不断成长的移动电话市场与不断演化的多频带多模态电话问题一起,已经使多功能无线器件设计者对用MEMS来解决他们所面临的严重问题产生浓厚的兴趣。

RF-MEMS天线技术通常将离散的固定天线调谐用于移动终端中,从而使给定天线适合每个移动电话平台,但是对于所有直接耦合到天线上元件而言滤波器来清理发送信号或防止接受信号被发送信号调制。

通常使用数字选择方式的MEMS电容器件,MEMS数字可调IC提供了一种替代变容二极管的高性能选择。

这些可调节电容器的制造开始于两个金属板,其中一个在硅芯片表面,通过改变两个金属板间距可以调节它们之间的电容,而利用外加静电场的吸引力以使悬浮的金属板上下移动,则可以很精确地改变电容大小,这些电容元件的阵列组成调谐矩阵,可以用来很精确控制电容系统。

实际上,对变容二极管进行精确的数字近似已经成为可能,而且还具有近乎完美的线性度和比传统模拟解决方案更宽的解决范围。

天线调谐器件的一种应用方法是采用一个谐振或阻抗可调(RLC)电路,以使可变电容能够调节功率放大器和天线之间的复杂阻抗。

RF-MEMS的开发人员正在积极证明基于MEMS的可调IC将变成移动电话的主要组件。

可调天线器件正是它的关键应用。

RF-MEMS产品有望为移动电话设计方式带来巨大变化。

利用RF-MEMS技术能够生产出小尺寸、低成本、高性能的可调RFIC,它可以实现多种功能,包括高功率的可调放大器、可调滤波器和智能天线等。

2.2 MEMS技术用于制作平板电视CRT监视器的时代早已经过去,LED、LCD、PDP的时代已经到来。

后者都有一个普遍特点:超薄。

这就是平板显示器和平板电视的共同特点。

由于笔记本电脑的大量普及以及公共场所大型屏幕的日渐增多,平板技术发展得如火如荼。

同时,MEMS技术在平板技术中同样也有一席之地。

据悉,Hitachi Displays公司最近在日本CEATEC展会上公布了新的显示屏技术MEMS,展示了一款2.5英寸320×240分辨率的原型产品,它集合了TFT技术和MEMS数字微快门技术,提供更高的显示效率和较小的能源消耗,功耗约为传统液晶显示器的一半并拥有更宽的色域,不仅如此,新科技还淘汰了一些成本较高的液晶显示器所需材料和部件,包括彩色滤光片,偏光片等。

预计新产品显示器可能在2012年年初上市。

MEMS技术应用在民用上远不止这些,由于笔者认识有限,不能一一列举。

科学技术是第一生产力。

MEMS技术具有很高的发展潜力,民用中的广泛推广将极大带动国民经济的发展。

在社会主义市场经济的今天,MEMS技术是刺激我国经济发展的关键技术之一。

三、MEMS技术在未来的发展趋势MEMS技术涉及技术很广,在未来发展中会和其他学科门类结合得更紧密。

3.1生物芯片是近年来在生命科学领域中迅速发展起来的一项高新技术,它主要指通过微加工技术和微电子技术在固格体芯片表面构建的微型生物化学分析系统,以实现对细胞、蛋白质、DNA以及其他生物组分的准确、快速、大信息量的检测。

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