完整版MEMS产业发展现状及应用前景
MEMS产业发展现状及应用前景
过电铸成型和注塑工艺，形成深层微结构的方法。
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四）瑞士: 主要进行高性能MEMS产品的研发,制造与材料表面评价设备的制造销售。 瑞士在联邦政府的扶持下已形成以CESM（Centre Suisse d’ Electronique et de Microtechnique）为主
我国传感器和仪器仪表的技术和产品，经过发展，有了较大的提高。全国已经有1600多家企事
业单位从事传感器和仪表元器件的研制、开发、生产。但与国外相比，我国传感器和仪表元器件的 产品品种和质量水平，尚不能满足国内市场的需求，总体水平还处于国外上世纪90年代初期的水 平。
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存在的主要问题有: （1）科技创新差,核心制造技术严重滞后于国外，拥有自主知识产权的产品少，品种不全，产品技 术水平与国外相差15年左右。 （2）投资强度偏低，科研设备和生产工艺装备落后，成果水平低，产品质量差。 （3）科技与生产脱节，影响科研成果的转化，综合实力较低，产业发展后劲不足。
国内能独立从事MEMS研发的企业较少,主要包括西安中星、北京北信、太原科泰等一批从原国 家电子、航天部门分离出来的科技企业。无锡能从事MEMS设计的企业包括中国电子工业总公司58所 与美新半导体。58所具有完整的集成电路设计、掩模制版、工艺加工、测试、封装、可靠性检测等 能力;据悉:2006年无锡IC设计业销售额20亿元中17亿元是由“出身”于58所的人员创造的。无锡正在 围绕中电58所，建立国家集成电路设计产业化基地，加强无锡地区的MEMS研发的能力。美新半导体 主要由海归人员创建，提供基于CMOS的MEMS系统级芯片设计能力，研发能力始终保持国际一流。
2024年MEMS陀螺仪市场发展现状
2024年MEMS陀螺仪市场发展现状引言微电机系统（MEMS）陀螺仪是一种基于微纳技术的小型化陀螺仪装置，主要用于测量角速度和角位移。
近年来，随着物联网、智能手机等技术的快速发展，MEMS 陀螺仪市场也呈现出快速增长的趋势。
本文旨在探讨MEMS陀螺仪市场的发展现状，并分析市场前景和发展趋势。
1. MEMS陀螺仪市场概述MEMS陀螺仪广泛应用于航空航天、汽车、消费电子等领域。
随着无人机、自动驾驶车辆等技术的普及，对高性能MEMS陀螺仪的需求越来越大。
目前，市场上的MEMS陀螺仪主要分为三个主要类别：光学陀螺仪、电容陀螺仪和振动陀螺仪。
•光学陀螺仪：利用光纤的光相位差或光频差来测量角速度，具有高精度和高稳定性的特点。
•电容陀螺仪：基于电容变化来测量角速度，具有低功耗和较小尺寸的优势。
•振动陀螺仪：通过测量振动模式的变化来获取角速度信息，具有高灵敏度和高阻尼能力。
2. MEMS陀螺仪市场现状目前，全球MEMS陀螺仪市场处于快速增长阶段。
据市场研究机构统计，2019年全球MEMS陀螺仪市场规模达到XX亿美元，并预计未来几年将以复合年增长率XX%持续增长。
以下是市场现状的几个主要方面：2.1 市场驱动因素•物联网技术的快速发展推动了MEMS陀螺仪市场的增长。
物联网应用中需要大量的传感器进行数据采集和处理，而MEMS陀螺仪作为一种重要的角速度传感器，被广泛应用于物联网设备中。
•智能手机市场的快速增长也推动了MEMS陀螺仪的需求。
智能手机中的陀螺仪主要用于姿态感知和图像稳定等功能，随着智能手机用户数量的增加，对MEMS陀螺仪的需求也在增加。
•自动驾驶技术的发展对高性能MEMS陀螺仪提出了更高的要求。
自动驾驶车辆需要准确的姿态感知和导航功能，这就需要高性能的MEMS陀螺仪来提供精确的角速度测量。
2.2 市场挑战虽然MEMS陀螺仪市场发展迅速，但仍面临一些挑战：•技术挑战：尽管MEMS陀螺仪在小尺寸、低成本和低功耗等方面具有优势，但仍需要克服一些技术难题，例如陀螺仪的精度和稳定性问题。
mems传感器、执行装置等应用领域,关键技术与国内外发展概况
mems传感器、执行装置等应用领域,关键技术与国内外发展概况MEMS传感器是采用微电子和微机械加工技术制造出来的新型传感器。
与传统的传感器相比，它具有体积小、重量轻、成本低、功耗低、可靠性高、适于批量化生产、易于集成和实现智能化的特点。
同时，微米量级的特征尺寸使得它可以完成某些传统机械传感器所不能实现的功能。
第一个微型传感器诞生于1962年，至此开启了MEMS技术的先河。
此后，MEMS传感器作为MEMS技术的重要分支发展速度最快，长期受到美、日、英、俄等世界大国的高度重视，各国纷纷将MEMS传感器技术作为战略性技术领域之一，投入巨资进行专项研究。
随着微电子技术、集成电路和加工工艺的发展，传感器的微型化、智能化、网络化和多功能化得到快速发展，MEMS传感器逐步取代传统的机械传感器，占据传感器主导地位，并在消费电子、汽车工业、航空航天、机械、化工、医药、生物等领域得到了广泛应用。
1 MEMS传感器及分类从微小化和集成化的角度，MEMS（或称微系统）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、通讯和电源等于一体的微型器件或系统。
微机电系统（MEMS）是在微电子技术的基础上发展起来的，融合了硅微加工和精密机械加工等多种微加工技术，并应用现代信息技术构成的微型系统。
是20世纪末、21世纪初兴起的科学前沿，是当前十分活跃的研究领域，涉及多学科的交叉，如物理学、力学、化学、生物学等基础学科和材料、机械、电子、信息等工程技术学科。
该领域研究时间虽然很短，但是已经在工业、农业、机械电子、生物医疗等方面取得很大的突破，同时产生了巨大的经济效益。
2.1 MEMS传感器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。
依赖于MEMS技术的传感器主要有以下技术特点：1）微型化：体积微小是MEMS器件最为明显的特征，其芯片的尺度基本为纳米或微米级别。
基于MEMS技术的微型惯性导航系统的发展现状
基于MEMS技术的微型惯性导航系统的发展现状一、本文概述随着微纳技术的快速发展，微型惯性导航系统（Micro-Inertial Navigation System, MINS）以其体积小、重量轻、功耗低等优点，在航空航天、无人驾驶、机器人导航、个人定位等众多领域展现出广阔的应用前景。
其中，基于微机电系统（Micro-Electro-Mechanical Systems, MEMS）技术的微型惯性导航系统因其实用性和成本效益，成为了当前研究的热点。
本文旨在全面概述基于MEMS技术的微型惯性导航系统的发展现状，包括其基本原理、关键技术、应用领域以及面临的挑战。
我们将简要介绍惯性导航系统的基本原理和MEMS技术的基本概念。
然后，重点分析当前MEMS微型惯性导航系统的关键技术，如微型化设计、误差补偿与校准、数据处理算法等。
接着，探讨该技术在航空航天、无人驾驶、个人定位等领域的应用现状。
我们将讨论当前微型惯性导航系统面临的挑战，如误差累积、环境适应性等问题，并展望未来的发展趋势。
通过本文的阐述，希望能够为相关领域的研究人员和技术人员提供有价值的参考，推动基于MEMS技术的微型惯性导航系统的发展和应用。
二、MEMS技术在微型惯性导航系统中的应用微型惯性导航系统（Micro-Inertial Navigation System, MINS）结合了微型机电系统（Micro-Electro-Mechanical Systems, MEMS）技术与惯性导航原理，实现了导航系统的微型化、低功耗和高度集成化。
随着MEMS技术的快速发展，MINS在军事、航空、航天、无人驾驶以及消费电子等领域的应用越来越广泛。
MEMS加速度计和陀螺仪是MINS的核心部件，用于测量载体在三维空间中的加速度和角速度。
通过精确的测量和数据处理，它们为导航系统提供必要的导航参数。
与传统的惯性器件相比，MEMS加速度计和陀螺仪具有体积小、重量轻、功耗低和成本低的优点，非常适合用于构建微型化的惯性导航系统。
mems传感器发展现状
mems传感器发展现状随着科技的不断发展和智能化的进程，MEMS（Micro Electro-Mechanical Systems）传感器在各个领域得到了广泛的应用。
MEMS传感器是一种将微纳技术应用于传感器制造的技术，具备体积小、功耗低、响应快、成本低等优点。
以下是MEMS传感器在几个领域的发展现状。
1. 汽车行业：MEMS传感器在汽车行业的应用非常广泛。
例如，加速度传感器可以用于汽车的碰撞检测和空气囊的部署；压力传感器可以用于轮胎压力监测系统，提高行驶安全性；倾角传感器可以用于车辆的自动平衡系统等。
随着自动驾驶技术的发展，MEMS传感器在汽车行业的应用前景更加广阔。
2. 移动设备：MEMS传感器在移动设备中得到了广泛应用，如加速度计、陀螺仪和磁力计等。
这些传感器可以实现屏幕自动旋转、手势控制、电子指南针等功能。
随着智能手机和可穿戴设备的普及，MEMS传感器的需求也大幅增加。
3. 医疗行业：MEMS传感器在医疗行业中也得到了应用。
例如，血压传感器可以用于实时监测高血压患者的血压变化并及时报警；温度传感器可以用于体温监测；心率传感器可以用于心脏疾病的监测等。
MEMS传感器的小尺寸和低功耗特点使其非常适合在医疗设备中使用。
4. 工业控制和安全：MEMS传感器在工业控制和安全中的应用也越来越多。
例如，压力传感器可以用于工业设备的压力监测和泄漏检测；湿度传感器可以用于环境监测和空调控制等。
随着工业智能化的推进，MEMS传感器在工业控制领域的应用将会进一步增加。
总的来说，MEMS传感器在各个领域的应用都有所扩展，尤其是汽车、移动设备、医疗和工业控制等领域。
随着科技的进步和应用场景的不断扩展，MEMS传感器的应用前景将更加广阔。
同时，随着技术的成熟和成本的降低，MEMS传感器的发展也将越来越迅速。
MEMS传感器现状及应用
MEMS传感器现状及应用MEMS，全称Micro-Electro-Mechanical Systems，即微电子机械系统，是一种集微型化、智能化、系统化、网络化为一体，将信号处理、感知、控制与执行等众多功能融为一体的高度集成化的系统。
而MEMS 传感器，作为MEMS技术的重要应用领域，正逐渐在各个行业中发挥出越来越重要的作用。
近年来，随着科技的进步，MEMS传感器的发展取得了长足的进步。
在技术层面，MEMS传感器的设计、制造和封装技术已经越来越成熟，这使得更多的行业可以应用MEMS传感器。
在应用领域方面，MEMS传感器的应用已经渗透到各个行业，包括汽车、医疗、消费电子、通信等。
在汽车领域，MEMS传感器主要用于车辆的安全与控制系统，如ESP （电子稳定系统）、ABS（制动防抱死系统）等；在医疗领域，MEMS 传感器可以实现精细操作，如药物投放、细胞操作等；在消费电子领域，MEMS传感器可以用于实现手机的运动检测、电子罗盘等功能；在通信领域，MEMS传感器则可以实现无线通信中的信号调制和解调等功能。
以医疗领域为例，MEMS传感器的应用为医疗诊断和治疗带来了革新。
例如，在药物输送方面，利用MEMS技术可以制造出微型的药物存储罐和药物释放装置。
当药物释放装置接收到信号后，可以通过微型泵或微型阀门控制药物的释放量，实现药物的精确输送。
同时，在诊断方面，MEMS传感器也可以用于生化分析。
例如，血糖、胆固醇等生化指标可以通过MEMS传感器进行检测。
通过集成的电路和微型化的生物识别元件，可以实现血糖、胆固醇等生化指标的实时监测。
随着科技的不断发展，对MEMS传感器的性能和功能要求也将越来越高。
未来，MEMS传感器将更加注重智能化、微型化、集成化和网络化的发展。
智能化方面，MEMS传感器将更加注重人工智能的应用。
通过集成化的数据处理和算法，可以使MEMS传感器具有更强的数据处理和分析能力，实现更加精准的测量和更高性能的控制。
MEMS国内外发展
MEMS国内外发展状况及我国MEMS发展战略的思考孙立宁1，周兆英2，龚振邦3(1.哈尔滨工业大学机器人研究所，黑龙江哈尔滨150001)(2.清华大学精密仪器系，北京100084)(3.上海大学，上海200072)摘要：针对国际MEMS发展趋势和未来的产业化前景，结合我国社会经济发展的需要和国家竞争前的核心技术发展战略，国家科技部拟将MEMS确定为“十五”863计划重大专项。
针对这一形势，在前期MEMS发展战略研究的基础上，介绍了MEMS国内外发展状况，并对我国MEMS发展的总体目标、主要研究内容、预期成果和运行机制等问题进行了探讨，以期为开展MEMS的研究与开发提供参考。
关键词：微机电系统（MEMS）；MEMS器件；微系统中图分类号：TP242 文献标识码：A 文章编号：1007-9483(2002)-0037-03MEMS（Micro Electro Mechanical Systems，微机电系统）是多种学科交叉融合并具有战略意义的前沿高技术，是未来的主导产业之一。
MEMS以其微型化的优势，在汽车、电子、家电、机电等行业和军事领域有着极为广阔的应用前景。
1 国外概况MEMS技术自20世纪80年代末开始受到世界各国的广泛重视，其主要技术途径有3种：(1)以美国为代表的、以集成电路加工技术为基础的硅基微加工技术；(2)以德国为代表发展起来的LIGA 技术；(3)以日本为代表发展的精密加工技术。
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。
MEMS技术现状与发展前景
究 ， 引起 了世 界各 国政 府 的 高 度 关 注 ，也 掀 开 了 ＭＥ ＭＳ领 域 的科 技 创 新 高 潮 。 微 机 电系 统 是 精 细 加 工 的 一种 ， 它 是 建 立 在
微米 ／ 纳 米 技术 （ ｍｉ ｃ ｒ ｏ ／ ｎ ａ ｎ ｏ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ） 基 础 上 的 ２ ｌ 世 纪前沿技术 ， ＭＥ ＭＳ本 质 上 是 一 种 把 微 型 机
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ： ＭＥ ＭＳ（ Ｍｉ ｃ ｒ ｏ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｒ ｔ ｏ Ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ Ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍｓ ） ； Ｆ ｏ ｕ ｎ ｄ ｒ ｉ ｅ ｓ ； ＭＥ ＭＳ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ； ＭＥ ＭＳ ｐ ａ ｃ ｋ ａ ｇ ｉ ｎ ｇ
Ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ Ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍｓ （ ＭＥ ＭＳ ）ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ａ ｒ ｅ ｉ ｎ ｔ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ ｄ ． Ｔ ｈ ｅ ｐ ａ ｃ ｋ ａ ｇ ｉ ｎ ｇ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ａ ｎ ｄ ｅ ｘ ｉ ｓ ｔ ｉ ｎ ｇ
ｔ ｅ ｃ ｈ ｎｏ ｌ ｏｇ ｉ ｅ ｓ
ＭＥ ＭＳ是 由 半 导 体制 造 技 术 发 展 而 来 ，采 用
类 似 统 。 它 的
械元件 （ 如传 感器 、 制 动器等） 与 电子 电路 集 成 在
同一颗 芯 片上 的 半 导体 技 术 。一般 芯 片 只 是利 用
起源 可追溯到 ２ ０世 纪 ５ ０年 代 ，人 们 发 现 半 导 体 Ｓ ｉ 的压 阻 效 应 后 开 始 了对 ｓ ｉ 传 感 器 的研 究 工 作 。
到 １ ９ ８ ７年 ， 冯 龙 生等 人研 制 出可 动 的硅 微 型 静 电 电机 ， 使 人 类 从 传 感 器研 究 转 向真 正 的 ＭＥ ＭＳ研
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与传统机械系统相比， MEMS系统具备以下优势：
①微型化和集成化 ：几何尺寸小，易于集成。采用微加工技术可
制造出微米尺寸的传感和敏感元件，并形成二维或三维的传感器阵列， 再加上一体化集成的大规模集成电路，最终器件尺寸一般为毫米级。
MEMS镜头
内嵌隐形眼镜的MEMS传感器
②低能耗和低成本 ：采用一体化技术，能耗大大降低；并由于采用硅微加工技术和半导体集
由于MEMS前端研发需要大量的资金与时间，风险非常高，私有企业往往不愿意独自承担。国 外MEMS研究主要依靠政府资助进行：美国以大学为中心承担MEMS研发风险；德国和瑞士以自 治团体为主导的半官半民机构进行MEMS研究；法国以国家机构为主导承担MEMS研究风险，每 年投入约12 亿美元的研发费用。日本以大型财团与科研机构为主研究MEMS，每年投入总费用超 过2.5亿美元。
三）德国： MEMS在德国国内重点领域是汽车，其次是化学设备、半导体。 德国的卡尔斯鲁研究中心在1987年提出了LIGA工艺而闻名于世，该技术采用X射线光刻技术，通
过电铸成型和注塑工艺，形成深层微结构的方法。
四）瑞士： 主要进行高性能MEMS产品的研发，制造与材料表面评价设备的制造销售。 瑞士在联邦政府的扶持下已形成以CESM（Centre Suisse d' Electronique et de Microtechnique）为主
二）法国： 在市场运作方面，法国与美国市场保持紧密协作，瞄准美国航天与军用市场，并以此为立足点向民
用产品、汽车和新领域拓展。 2013年技联国际会议上，法国国家计量与测试实验室推出首项MEMS输出精确测量技术，它将有
助于全球MEMS制造商提高产品性能开发、开发新功能、降低大规模生产的能源消耗，影响市场对小 型化的需求和提高可靠性。
MEMS发展现状 及其应用前景
一、MEMS定义概述
? MEMS 是英文Micro Electro-Mechanical Systems 的缩 写，即微电子机械系统，指以集成电路等工艺批量制造 的，具有毫米级尺寸和微米级分辨力的微细集成设备或 系统。
从微小化和集成化的角度， MEMS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、通讯和电源等集于一体的微型器 件或系统。
成电路工艺，易于实现规模化生产，成本低。
③高精度和长寿命 ：由于采用集成化形式，传感器性能均，各元件间配置协调，匹配良好，
不需校正调整，提高了可靠性。
④动态性好 ：微型化、质量小、响应速度快、固有频率高，具有优异动态特性。
MEMS加速度计、陀螺仪和地磁感应计
二、MEMS的历史和发展现状
2.1 MEMS 的发展历史
导、以MEMS等技术为基础的“瑞士版硅谷”。CESM已经和Universitéde Neuchatel，洛桑联邦理工大 学、苏黎世联邦理工大学，及法国LETI建立了协作体制。1986年，瑞士CSEM研制出硅反馈式加速度 计
五）日本： 日本重点发展进入工业狭窄空间的微机器人、进入人体狭窄空间的医疗微系统和微型工厂。
研制出转子直径为 60~120um 的硅微静电电机 建立精密机械加工方面的 MEMS 研究组织 开始实施为期 10年，总投资 250亿日元的“微型机械技术”大型研究计划
把微米级和纳米级 MEMS制造技术列为对经济和国防的重要技术
采用 MEMS 技术成功将微加速度计商品化，并大批量用于汽车防撞气囊，标志 商品化的开端
日本方面对MEMS技术最为关注。日本政府已将微机电系统定位于强化日本产业竞争力的重要技术。 2007年夏季，日本文部省推出了“尖端融合领域革新创造基地的形成计划”；08年度日本经济产
军用MEMS
汽车行业应用MEMS形势看涨
业省推动 “BEANS项目”和“梦幻芯片开发项目”。BEANS计划在2008～2012的5年内以约100亿日 元的预算，将生物科技和纳米功能融入MEMS技术。目前，日本各地已有MEMS厂商100多家，以 Olympus、Canon 、Fujikura 和器件制造如MEW、Oki等为代表。日本也拥有不少设计公司，主要来源 于R&D 机构和各高校。 六）亚洲周边国家：
计划每年投资 7000万美元用于 MEMS技术的研发
MEMS 技术
在San Jose 召开的MEMS 传感器世纪博览及研讨会提出了 BioMEMA/BioSensor 的新观念
启动为 MEMS制造确立基础技术的国家级项目
2.2 MEMS的发展现状
2.2.1 国外发展现状
MEMS技术自20世纪80年代末开始受到世界各国的广泛重视，其主要技术途径有3种：(1)以美国 为代表的、以集成电路加工技术为基础的硅基微加工技术；(2)以德国为代表发展起来的LIGA技术； (3)以日本为代表发展的精密加工技术。
一）美国： 确定军事应用为其主要方向，侧重以惯性器件为代表的MEMS传感器的研究。硅微加工工艺、
体硅工艺、表面牺牲层工艺为代表。 在MEMS发展初期，美国就重视牵引研究主体——大学与企业的结合。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。90年代初 ADI公司研制出低成本集成硅微加速度传感器， 用于汽车气囊。
美国 Honeywell 美国 美国斯坦福大学 美国NSF 美国加州伯克利分校 日本 日本通产省 美国政府 美国ADI 公司
2001 年 2002 年 2006 年
德国政府 美国 日本
表2-1 MEMS发展历史表
发展状况 首先提出微型机械设想，认为纳米技术能发明出性能优良的微小机械
MEMS 先驱 —— 硅微压力传感器问世，主要技术包括硅膜、压敏电阻和体硅腐蚀工艺 用硅加工方法开发出尺寸为 50um~500um 的齿轮、齿轮泵、气动轮及连接件等机构 受美国国家宇航局委托，研制出在晶圆上制作气相色谱仪，设计可用于航天飞行的微电机 启动了第一个 MEMS计划
1947
发明半导体晶体管
1954
发现压阻效应
1958
MEMS
1962
生产出半导体应变片 硅压力传感器问世
1988
美国研制出静电马达
1993
德国研究出LIGA技术
时间 1959 年 1962 年 1967 年 70年代 1987 年 1988 年
1991 年 1992 年 1993 年
国家 美国 R.Feynman