浅析MEMS-抛砖引玉，欢迎大家讨论

乾坤珠 · 发表于 2014-2-21 13:05:25

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本人算是被MEMS坑的那类人，每每溜达各大半导体（电子）论坛，看到很多人对MEMS不是很了解或者也很迷茫，变很想和大家一起讨论讨论。再此抛砖引玉了
MEMS，先从概念上来说，其实是一种工业方法或者思想，而算不上一个学科或者行业。当然有些人肯定会说这是个多学科交叉领域啊，最容易出成果的啊，云云。但是，小心被忽悠。
   首先，我们看看MEMS的是什么。首先是个系统，其次是个机械-电子系统，再此还是个微系统。看，其实重要的是系统啦，你们他生来就是为工业应用而不是科学研究的，不管你在后面的电子还是机械里面花了多少功夫，最后都要能整合到系统里面才有意义，而且要注意木桶原理，不管是机械、电子还是系统整合那个部分太低都会拖你后腿。
   机械，这里说机械其实不如说材料更恰当，不管你是用材料来建造特殊结构还是利用材料的特殊性能，材料的选择，生长和控制相当重要，最主要也是才常见的就是半导体材料。另一方面不容忽视的问题是建造材料的尺度效应，它会给模拟带来困扰，传统的大尺度机械处理方法不能很好处理，这也是目前的理论急需突破的地方。很遗憾，因为是市场导向的MEMS，大家都做系统去了，很少有人在这方面下功夫啊
   电子，这包括两方面：其一是器件本身就是处理电信号的器件，比如RF MEMS，这方面的考量也是比较复杂，狭小系统的电磁仿真是RF MEMS 成功开发的必要不充分条件；其二是所有MEMS必须面对的问题，那就是系统的信号处理，包括各种力热光声磁信号的转化与控制，就是所谓的传感器这一块儿，第三便是系统信号接口
   系统，微加工的机械与电子线路结合便是MEMS系统了；这里面的结合是系统的重中之重，不同应用的器件结合方式千差万别。几乎可以涉及现存的所有工业技术，没有做不到，只有想不到的MEMS系统集成。

其次看看MEMS是如何实现的呢
微机械，包括美国的IC制造方法，日本的大机械加工小机械小机械加工微机械的传统机械加工方法，德国的LIGA方法，目前国内主流是IC制造。相比于其他两种方法，IC制造的最大优势是批量化、低成本。
系统集成方面主要有两种思路，机械部分和电子部分是否同时制造或者是否同时设计。一些系统级的设计软件如COMOSOL 等奖起多物理场耦合而设计。
再次看看MEMS的应用，作为诞生便是为工业化应用而生的MEMS起活力和生命来源于其应用的优势，小型，敏捷，可靠，高效。但是他们在特定的某个器件或者应用中是不兼容的，比如MEMS 振荡器起石英晶体振荡器小，成本低，但是性能达不到石英的（至少目前还是）；同样的陀螺仪（这个取决于偏移补偿电路和材料）也比光纤陀螺仪精度低。这类产品扮演者传统产品的替代品的角色，但受限于性能极限，无法替代高性能器件，只能在最求性价比的中低端产品寻求市场，如消费电子。
另外一部分应用是发明新的应用系统，之所以叫发明是因为无传统的对应系统或者产品，如生物片上实验室等

MEMS 的应用决定它的生命，而它的应用多样性决定了他的市场离散分布。同时就单一产品而言，他对从业者的知识要求水平也是很杂的。所以要成为这方面的集大成者有比较大的挑战。绝大部分情况，做工艺的不懂电路，懂电路的不了解工艺和材料，而以应用为导向的设计必须要对这两者有清晰的了解。
作为一个只对工艺和材料有所了解，对电路很陌生的MEMSOR来说很痛苦啊，正琢磨着要不要恶补一下电路和信号系统方面的知识呢

zxye · 发表于 2014-3-16 13:35:35

分析的很有味道，不是浅析了

kofkoy2000 · 发表于 2014-3-17 21:00:12

回复 1# 乾坤珠
想成为一个集大成者，那么首先恭喜你，说明你还很年轻，正青春洋溢。
其次，我可能略年长几岁，建议你绝对不要做梦去成为一个集大成者。那可能是一个悲剧的开始。
集大成者这种人物是中国一两千年前的春秋战国，欧洲五六百年前的文艺复兴时期才会出现的。
时代演化到了一个让人只能在一个极小的领域，终身耕耘才会有所作为的时期了。
这个时代更多需要的是分工合作，然后集成。MEMS是一个需要高度合作的领域，而市场能够将无数不同领域的人才和资源汇聚到一起，产生反应，创造奇迹。
回头去想想半导体领域这几十年的发展，很容易得出这个结论的。
祝你早日成功