浅析MEMS-抛砖引玉，欢迎大家讨论

乾坤珠

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

分析的很有味道，不是浅析了

kofkoy2000

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

kofkoy2000

我很看好采用IC方式制作MEMS，其他的几种也有很好的工作，前几天还见到一个德国教授秀的采用LIGA做的工作，非常漂亮。
但是我认为IC方式制作MEMS具有一个非常巨大的优势，就是成本低。这能让市场发疯一般地去发展这种技术的。
个人意见。信而已

raychore

回复 4# kofkoy2000

最好开发出类似IC的PDK，机械结构的东西模块化。还有以后像TSMC那样，fab+fabless大家共赢。

kofkoy2000

回复 5# raychore


    共赢两字甚好！赞！

maplestory

lz所谓的集大成是指转通一方面而又可以与其他的合作者交流需求的集大成吧。。。

目前的系统设计的工作量几乎不是一个人可以完成的。

kofkoy2000

回复 7# maplestory

甚好。

windprince

我觉得，做MEMS设计，需要建立一个包括了微结构设计、ASIC设计，系统设计，测试以及应用人员的团队。
当然，MEMS加工是另外一个团队了。

windprince

MEMS的应用应该是集中在对体积和重量有特殊要求的领域，如微惯性器件在手持组合导航系统以及机器人和小型无人机等就有无可替代的应用。