第一情报 ---装备制造业

微机电产业概述

供稿人:ISTIS  供稿时间:2006-5-30   关键字:微机电  MEMS  
微机电系统MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)是多种学科交叉融合具有战略意义的前沿高技术,具有多样性、边缘性和综合性的特点,它几乎涉及到自然及工程科学的所有领域,如电子技术、机械技术、光学、物理学、化学、生物医学、材料科学、能源科学等。
 
MEMS的发展开辟了一个全新的技术领域和产业。MEMS技术是一种使能技术(enabling technology),即只有在制成装置或在系统中应用后,才能真正体现它的高附加效益并形成现实市场,MEMS技术的进步为相关行业实现跨越式发展提供了机遇。MEMS在航空、航天、汽车、生物医学、环境监控、军事以及几乎人们接触到的所有领域中都有着十分广阔的应用前景。近年来国际上MEMS的专利数正呈指数规律增长,说明MEMS技术全面发展和产业快速起步的阶段已经到来。
目前,国际MEMS产业化代表性产品有:
硅微型压力传感器 
在汽车行业,美国通用公司压力传感器可以在-400C-250C范围内工作,误差小于1%,失效率仅3/106,现在的年产量超过1000万只;福特汽车公司开发的硅电容式绝对压力传感器也在汽车工业大批量使用;摩托罗拉公司为克莱斯勒公司提供大批量的硅压力传感器。由于硅压力传感器的大量使用,极大地提高了汽车燃料的使用效率,在过去的20年里,平均从4Km/L提高到12Km/L,因而也降低了污染。
 
在医疗工业,在没有使用MEMS压力传感器前,血压计的价格约为600美元。由于MEMS压力传感器成功使用,包括传感器、软管和阀在内的血压计低于10美元,安全可靠且一次性使用,年产量达到17×106只。参与制造的公司有Lucas Novasensor、EG&G’s IC Sensor等,这种血压计是MEMS器件进人医疗领域的成功典范。
硅微型加速度传感器
汽车防撞气囊中用的加速计是MEMS应用最成熟的领域,美国ADI公司成功开发出表面微机械加工的微加速度传感器,以替代汽车中防撞气囊中的机械式开关。与老式机械开关相比,MEMS加速度计成本大幅度降低,性能大幅度提高。在没有应用这种器件时,汽车的防撞气囊价值180美元,而MEMS器件的应用使其降为5美元以下,两者成本差距不言而喻。它是表面微机械加工MEMS器件产业化成功的典范,目前已有系列产品。除美国的汽车公司使用该类传感器外,其他国家,如德国Siemens AG、Robert Bosch等也瞄准了微加工加速度传感器的市场。另外,硅加速度传感器在其它工业和军事上也得到了广泛应用。
MEMS显示器
它是一种微显示器件,利用MEMS及光学系统来显示数字信息的技术。MEMS显示器件有二种:DMD(数字微镜器件),也称DLP,美国Texas Instruments公司开发生产;GLV,日本SONY和TMAC、韩国大宇生产。美国TI公司开发的DMD用于投影式显示已投入大批量产业化生产,带来了巨大的经济效益。
微喷嘴
MEMS微喷嘴已广泛应用于彩色喷墨打印机。IBM、Xerox、Canon等都大批量生产。预计2003年喷墨打印机头销售额可达25.5亿~30亿美元,硬盘读写磁头10.5亿~17.5亿美元。
MEMS光开关
它是微光开关的一种,微光开关的开发是当前通信领域的一个热点。MEMS光开关具有速度高、体积小、易大规模集成、低损耗、低串扰等特点。从技术上看,MEMS光开关是微光开关中性能最优的,它是全光网络的最佳选择。
 
近几年,采用MEMS技术的微型卫星、微型飞行器和进人狭窄空间的微型机器人,也展示了诱人的应用前景。
 
目前,国外350家主要的MEMS制造商在全球分布如下图所示:

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