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MEMS传感器将成为MEMS技术最大应用市场

2014-03-26 sensor 711

MEMS在电子产品中所起的作用与IC既密切相关又有明确而不同的分工。通常情况下,MEMS产品可以用与半导体产品相同或者类似的方法来制作,半导体微细加工中的光刻、曝光、刻蚀、清洗等加工工艺同样适用于MEMS产品制造。MEMS产品可以在Fabless或者系统整机生产厂家中设计好后,委托给集成电路Foundry工厂来制作。但加工工艺和产品测试方法等又稍不同于IC制造,从而形成了半导体微细加工的一个新领域。

MEMS在电子产品中所起的作用与IC既密切相关又有明确而不同的分工。IC相当于人的大脑,其工作的主要对象是数据和信息,通过对数据进行分析、计算和处理,将处理结果通知给机器中的其他执行功能部件来执行;而MEMS的作用相当于人的四肢,其主要功能有两种:一是及时反映运行中的机器状态,将这种状态转变成电信号,及时传递给IC来处理;二是接受和执行来自IC的数据指令,实现对机器系统的运行控制。

IC与MEMS二者紧密配合,实现现代智能化电子产品的闭环运行。没有MEMS无法响应和执行IC的具体指令,机器将成为“无感觉和无行为能力”的机器;而没有IC,机器将成为“没有头脑”的非智能化传统机械。

作为MEMS第一类功能的产品实现,其作用相当于人的五官感知功能,用于将自然界中的物理量转变为可供电脑处理的信息数据。如MEMS麦克风、全硅振荡器、MEMS陀螺仪等。其中应用最广最多的是MEMS传感器,一切自然界中的力、电、磁、化学成份、重量、声音、光、气味、运动(速度、位置和方向的改变,震动,冲击,倾斜,旋转)、图形图象识别等,都是传感器的应用领域,而MEMS工艺则使以往的普通工艺制造的传感器能耗和体积更加缩小、灵敏度和性能进一步提高、生产成本大幅度下降,并实现了许多以往无法实现的功能。

例如:一种用MEMS工艺制作的将在医学和基因研究中起重要作用的传感器,可以精确称量细胞的重量,实现了医疗仪器的重大突破;而MEMS陀螺仪因成本大幅下降而得以在普通消费电子产品中获得应用,使手机等终端产品有了方向和状态的感知功能,从而实现了阅读时显示屏幕纵横之间的自动切换;汽车应用中安全气囊的MEMS惯性感测器、MEMS加速计等MEMS传感器种类更是多达数十种。

MEMS第二类功能的产品实现,其作用相当于人的四肢。是接受和执行来自IC的数据指令,实现对机器系统的自动控制。其典型产品有:喷墨打印机的打印头,新型显示器的MEMS数字微快门,液体控制中的微流控制器、微型设备中的MEMS微型执行器、MEMS制动器、MEMS微型机电、微型发电机等,通信设备中的MEMS光开关,医疗电子产品中的心脏起搏器、可以直接接收大脑神经元信号的智能假肢,微型机器人中的各类响应部件等。

另外MEMS工艺技术还用于太阳光伏电池制造等,特别是高通公司用MEMS工艺开发出了被称为mirasol显示技术的新型显示器,其原理是利用光的干涉方法来测量和调节(IMOD)光的反射,来进行信息图像的显示,省略了普通LCD显示器的背光源,极大地减少了显示器能耗,实现了在强阳光下更清晰的图象显示。

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