PMP的每個懸臂包括一個頭部,一對用于致動的熱敏雙材料支腳,一對外部的用于溫度和應(yīng)力補(bǔ)償?shù)南嗤p材料支腳,以及一對連接內(nèi)部和外部的隔熱鏈腿(a)。入射在四個PMP上的入射光束的概念圖,每個PMP都“調(diào)諧”到不同的紅外輻射帶(b)。實際制造的PMP開關(guān)“機(jī)理”的偽彩色掃描電子顯微鏡圖像,具有等離激元吸收體,碗狀接觸尖端以及帶有自對準(zhǔn)Al和SiO2層的雙材料腿末端的高倍放大圖(c )。(圖片來源:東北大學(xué)/自然納米技術(shù))
對于MEMS,早前Maxim公司總裁Vijay Ullal曾表示MEMS是下一場技術(shù)革命:
“MEMS最有趣的地方在于,隨著200多年前的工業(yè)革命開始將能源轉(zhuǎn)化為動力起,它就一直是這個革命的其中一部份。隨后的重大變革分別是運(yùn)算科技,以及晶體管的發(fā)明。而第三次重要的機(jī)器革命則與傳感器有關(guān)。MEMS不僅是一種全新的發(fā)明,它還將實現(xiàn)人類社會的第三次重大變革。任何一家半導(dǎo)體公司現(xiàn)在都必須做MEMS,否則很可能被踢出這個產(chǎn)業(yè)?!?
從過去的歷史來看,我們曾經(jīng)使用相當(dāng)復(fù)雜的生產(chǎn)制程來生產(chǎn)少量的MEMS產(chǎn)品。但這種方式顯然已經(jīng)產(chǎn)生變化,目前電子產(chǎn)業(yè)已經(jīng)相當(dāng)成功地降低了成本,生產(chǎn)制程日趨成熟,而MEMS一向存在的良率問題也正步入軌道,幾乎接近于傳統(tǒng)半導(dǎo)體制程的指標(biāo)了。
未來,MEMS技術(shù)的發(fā)展有可能會像微電子一樣,對科學(xué)技術(shù)和人類生活產(chǎn)生革命性的影響。
任何技術(shù)在被采用前,都會歷經(jīng)一段學(xué)習(xí)曲線過程。過去僅根據(jù)價格高低來購買MEMS傳感器,而今,卻逐漸發(fā)現(xiàn)并不是所有的組件都做得一樣,傳感組件的功能和精密度大有不同。隨著時間的演進(jìn)、市場的成熟和產(chǎn)品組合更為豐富,這一領(lǐng)域?qū)⒎指顬橐粋€超低成本市場和其它多個細(xì)分市場。
傳感器方面,傳感器的發(fā)展方向是陣列化、集成化、智能化,它幾大趨勢MEMS都參與其中。由于傳感器是人類探索自然界的觸角,是各種自動化裝置的神經(jīng)元,且應(yīng)用領(lǐng)域廣泛,未來MEMS傳感器將越加備受世界各國的重視。
生物方面,生物MEMS系統(tǒng)具有微型化、集成化、智能化、成本低的特點(diǎn)。功能上有獲取信息量大、分析效率高、系統(tǒng)與外部連接少、實時通信、連續(xù)檢測的特點(diǎn)。國際上生物MEMS的研究已成為熱點(diǎn),不久將為生物、化學(xué)分析系統(tǒng)帶來一場重大的革新。
光學(xué)方面,隨著信息技術(shù)、光通信技術(shù)的迅猛發(fā)展,MEMS發(fā)展的又一領(lǐng)域是與光學(xué)相結(jié)合,開發(fā)新型光器件,稱為微光機(jī)電系統(tǒng)(MOEMS)。MOEMS具有體積小、成本低、可批量生產(chǎn)、可精確驅(qū)動和控制等特點(diǎn)。較成功的應(yīng)用科學(xué)研究主要集中在兩個方面:一是基于MOEMS的新型顯示、投影設(shè)備,主要研究如何通過反射面的物理運(yùn)動來進(jìn)行光的空間調(diào)制,典型代表為數(shù)字微鏡陣列芯片和光柵光閥;二是通信系統(tǒng),主要研究通過微鏡的物理運(yùn)動來控制光路發(fā)生預(yù)期的改變,較成功的有光開關(guān)調(diào)制器、光濾波器及復(fù)用器等光通信器件。MOEMS是綜合性和學(xué)科交叉性很強(qiáng)的高新技術(shù),開展這個領(lǐng)域的科學(xué)技術(shù)研究,可以帶動大量的新概念的功能器件開發(fā)。
納米技術(shù)方面,MEMS結(jié)合納米技術(shù),將會實現(xiàn)真正的微型傳感器并開發(fā)新應(yīng)用,盡管這一進(jìn)展可能就得花上十年的時間。再過個10年至15年后,在實驗室中所看到的自組裝結(jié)構(gòu)將會采用真正的微型傳感器,它們幾乎完全不需要任何動力就能運(yùn)作。
結(jié)語:
基于MEMS技術(shù)開發(fā)的,用于安全氣囊觸發(fā)的加速度傳感器,已經(jīng)發(fā)展了很長的一段時間,且經(jīng)過擴(kuò)展和改進(jìn)后得以支持各種應(yīng)用,包括通過微鏡和基于接觸的RF開關(guān)進(jìn)行光束轉(zhuǎn)向。同時,領(lǐng)先的大學(xué)研究正在將MEMS進(jìn)一步帶入平凡和深奧的科學(xué)環(huán)境,但如果受限于當(dāng)前的MEMS技術(shù)和MEMS傳感器,那么我們將會錯過一場因MEMS引發(fā)的技術(shù)革命。未來MEMS傳感器市場競爭非常激烈,尤其是在智能手機(jī)的應(yīng)用方面,對于企業(yè)來說,創(chuàng)新是保證公司今后可持續(xù)發(fā)展的唯一動力。