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