由100到1,MEMS微机电系统不再昂贵

“MEMS(Micro-Electro-Mechanical Systems)微机电系统正发展成为一个巨大的产业。微机电系统则是指微小的机械电子系统,例如比一粒花生米还要小的飞机或汽车,是由很多只有几百微米大小的零件组成的,而这些零件是用微电子等微细加工技术制备出来的,既包含机械部件又包含电子部件。

小身材,大用途,看看麻省理工开发的生产这些微型系统的新办法吧~”

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*MEMS的特点可归结为三”M”,即微小型化(miniaturization)、多样性(multiplie-ity)和微电子技术(mieroeleetronies)。MEMS技术通过微型化和集成化开辟了一个全新的领域和产业,它可以完成大尺寸机电系统所不能完成的任务,也可嵌人大尺寸系统中, 把自动化、智能化和可靠性提高到一个新的水平。

*MEMS的特点是微小但功能强大,虽然身材“短小”,其尺寸通常为1至100微米,但其在航空、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。

*例如微加速度计可以用于汽车的安全气囊,当汽车发生碰撞等交通事故时,汽车的加速度会很大,这时通过微加速度计可以判断是否发生撞车事故。若发生交通事故,微加速度计即可以发出指令,使安全气囊及时弹出,保护司机和乘客的安全。又如,微惯性传感器及其组成的微型惯性测量组合系统能应用于制导系统、卫星控制系统、汽车自动驾驶仪、汽车防抱死系统(ABS)、稳定控制系统和玩具;微流量系统和微分析仪可用于微推进、伤员救护。MEMS系统还可以用于医疗、高密度存储和显示、光谱分析、信息采集等等。现在已经成功地制造出了尖端直径为5μm的可以夹起一个红细胞的微型镊子,3mm大小的能够开动的小汽车,可以在磁场中飞行的像蝴蝶大小的飞机等。

如此强大的功能,市场潜力自然不在话下,IHS预测的MEMS到2015第三季度市场金额高达100亿美金。所以单纯的MEMS市场就比我们目前所在的3D打印市场的规模大很多。

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很容易理解,这样的产品生产门槛很高,需要用到先进的半导体制造设备,设备往往高达数千万美元,如此巨大的投资要求成为开发MEMS应用潜力的主要障碍。目前市场上在做MEMS的厂家仅限于包括博世,德州仪器,HP这些主流品牌。

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而近日麻省理工的桌面3D打印却有望打破MEMS当前这一高资金进入壁垒的现状-将MEMS制造成本将为当前的1%。从100到1,麻省理工是如何做到的?

麻省理工最初打算使用更昂贵的电喷发射器,以常规技术来制造MEMS的气体传感器,但是他们后来发现,通过3D打印机也可以实现,以往的MEMS制造只所以昂贵是因为其制造过程中需要高温和真空环境,而麻省理工的解决方案在低温且无需真空环境下实现的。其核心突破点在于使用了经济型的气体传感器,通过氧化石墨烯的小薄片,这种材料只有一个原子厚,具有不同寻常的电学特性,对传感十分有用。

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麻省理工得到的测试结果是通过3D打印制造的MEMS与通过昂贵的设备制造的MEMS一样精确,且速度更快。

当然我们也看到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,而麻省理工的3D打印技术具体是解决了MEMS哪一个部分的制造还有待进一步观察。

麻省理工在目前的MEMS供应链上会产生什么样的影响?后续商业化如何,让我们拭目以待!

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*本文中介绍的MEMS基础知识及应用引用来源于www.chinaaet.com

 

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