近來，MEMS技術越來越引起業界的廣泛重視與共識，這是因為MEMS技術形成的產品具有微型化、高性價比、能批量生產且與IC技術兼容等特點而成為一個全新的技術領域。

MEMS的基本概念及發展情況

MEMS定義

目前，MEMS（Micro Electron Mechanic Systems）的定義尚無統一標準，通常有三種：

廣義定義

MEMS是指集微傳感器、微執行器、信號處理及控制電路、接口電路、通信電路及電源于一體的完整的微型機電系統。它可將機械構件、驅動部件、電控系統集成為一個整體單元的微型系統。

狹義定義

MEMS專指構成元件尺寸是微（納）米量級的可控制、可運動的微型機電系統，或指用微米/納米材料進行設計、加工、制造、測量和控制的系統。

工藝上的定義

MEMS是用微電子技術、微加工技術（硅體微加工、硅表面微加工、LIGA技術、鍵合技術等）相結合的制造工藝，制造出微傳感器、微執行器、微驅動器以及微系統。

MEMS的研究內容

基礎理論研究

主要研究微尺寸效應、微磨擦、微結構的機械效應。微機械、微傳感器、微執行器等的設計原理和控制方法。

制造工藝研究

主要研究微材料性能、微加工工藝技術、微器件的集成和裝配以及微測量技術等。

世界上制作MEMS器件的工藝技術主要有三種：第一種是以美國為代表的利用化學離蝕或IC工藝，對硅材料進行加工，形成硅基MEMS器件。目前，國內主要利用這種方法制備MEMS器件，該方法與IC工藝兼容，可實現微機械和微電子的系統集成，適合批量生產，成為制備MEMS器件的主要技術；第二種是以德國為代表的LIGA技術（德文Lithographie— 光刻，Galvanoformung—電鑄，Abformang— 鑄塑，三個詞的縮寫），它利用X射線光刻技術，通過電鑄成型和鑄塑工藝形成深層微結構方法，制作MEMS器件。然而，這種方法需要一套獨特的工藝裝備，價格昂貴，但可制作深刻蝕器件；第三種方法以日本為代表，利用傳統的機械加工手段，即利用“大機器”制造“小器件”，再用“小器件”制造“微器件”。

應用研究

主要是研究MEMS器件，如微傳感器、微電機、微型閥、微加速度計、微慣性器件等的應用方法，特別是研究其應用領域的拓展和應用中出現的問題，可靠性和穩定性問題是應用過程中主要研究的內容之一。

MEMS的發展趨勢

系統單片集成化

將敏感元件（Sensor）+專用集成電路（ASIC），集成在同一芯片上，以提高MEMS器件的靈敏度和可靠性。美國AD公司生產的集成加速度傳感器就是如此。

制備工藝多樣化

研究MEMS器件的各種制備工藝，如：體硅加工工藝、表面犧牲層工藝、溶硅工藝、LIGA工藝（光刻、電鑄和鑄塑）、聲激光刻蝕、非平面電子束光刻、鍍膜（濺射）工藝、硅 — 硅鍵合工藝、電火花加工、微量切割、MEMS各種型式的封裝工藝等，這些新工藝可謂是層出不窮。

研究方向廣泛化

對MEMS的研究，不僅涉及基礎理論、制備工藝、應用技術，還涉及到MEMS技術與其他如通信技術、計算機技術的結合問題，更涉及到一些新興學科和一些前沿技術的綜合分析與應用。MEMS技術在許多領域引發了一場“微小型”革命。特別是MEMS器件的應用十分廣泛，從幾次大型的國際會議和國內專業會議來看，其研究方向大約有十余方面，如微傳感器：力、熱、磁、光、聲、化學、生物器件等；微執行器：微型泵、微閥、微軸承、微電機、微探針；微慣性器件：微加速度計、微陀螺等。而MEMS在軍工方面的應用更是為軍界所倚重。

提高器件實用化

MEMS器件實用化有二個概念。一是器件有良好的性能和價格比，工藝穩定、成熟，能進行批量生產，MEMS器件與IC器件不同，MEMS器件一般都有活動部件，必須要考慮到生產過程中的成品率問題，因此器件的結構形式和封裝水平對器件的實用影響很大，應引起高度關注。另一方面要必須考慮MEMS器件在應用時的可靠性問題，特別是在器件的設計、制造以及到具體應用的各個環節都需考慮。另外，還包括MEMS器件的測試標準和測試方法的研究。

MEMS器件的應用

工業自動控制領域

MEMS器件在工業自動控制領域有著廣闊的應用前景。特別是對“溫度、壓力、流量”三大參數的檢測與控制，MEMS器件大有用武之地。目前普遍采用有微壓力、微流量和微測溫器件，在一些技術要求較高，應用條件和要求特殊的場合，MEMS器件就有著特殊的優勢。

生物醫學領域

MEMS器件在生物醫學領域的應用越來越廣泛，如微型血壓計、神經系統檢測、細胞組織探針和生物醫學檢測，并證實MEMS器件具有再生某些神經細胞組織的功能。

光電領域

Agere公司推出業界首款三維MEMS系統。該系統由微鏡像開關、驅動器芯片等系列器件構成，集光、電、微機械和微封裝于一體，優勢是能夠簡化交換設備和交叉聯接光纖聯網系統的設計和制造，大大加快了全光網技術和設備的發展。

MEMS器件應用于數字光處理器件（DLP）。其產品核心是數字微鏡器件（DMD）光半導體芯片。目前全球已有40家著名的TV和放映設備廠開始采用DLP子系統，LG公司展示了3款采用DLP子系統的52英寸彩電。

日本航空電子研究所的OADH元件使用于DMDW通信系統中，用于篩選出某個波長信號或者迭加信號。

生活家庭領域

汽車安全氣囊、汽車用各種參數檢測中的微傳感器、游戲機系統均采用MEMS器件。在游戲機中，MEMS芯片組成的器件可以取代游戲機中各種鏈桿或按鍵，使用者只需改變這種器件的位置，即可隨心所欲地控制整個游戲過程。

軍工領域

MEMS器件的軍事應用越來越受到軍界的重視，應用十分廣泛。

射頻元器件 基于MEMS的開關、濾波器、可變電容、電感等射頻元器件已取得的實質性進展，將在軍用相控雷達、無線電通信中率先應用。

燃料電池 利用MEMS技術研發的微型燃料電池、處理器、超級電容器一體化裝置等都已有產品問世。美國防部透露，2003年配置在便攜式軍用電子裝備上的電池容量為1000w.h/kg，2006年為3100w.h/kg。國外正在利用MEMS技術研制實用化和高效率的微型燃料電池。

制導彈藥 MEMS慣性器件仍被列為國防關鍵技術予以發展。國內外已小批量生產硅微機械振動陀螺和硅加速度計構成的MEMS慣性測量裝置用于近程導彈。國外正在加速研制高精度、低成本、集成化和抗高沖擊的MEMS慣性測量裝置。研究在芯片上制造光纖陀螺，并企圖在一塊芯片上實現INS（慣性導航）以及擴展INS的應用范圍，為作制導的炮射彈藥（榴彈炮彈、迫擊炮彈、火箭炮彈等）提供廉價和一次性的制導和控制，提高打擊精度。