微机电系统的应用领域与市场

　　尽管大多数工业观察家都预测在未来的5年里微机电系统(MEMS)的销售量将有可迅速增长，然而，现在只能期望已经建立完善的MEMS生产线，诸如气囊加速计，汽车发动机绝对压力传感器、血压传感器以及热喷墨印刷机头等的销售额会有一定的增长。本文对MEMS的商业机遇做了评估，预测了未来市场的规模，并讨论了未来技术的挑战性。

　　通常由体、面和高纵横比微机械加工方法生产的MEMS按技术种类可以分成6组:惯性测量，微流体学，光学MEMS，压力测量，射频MEMS以及其它技术。目前的MEMS市场主要由压力传感器、加速度计、微陀螺仪、喷墨喷嘴以及硬盘驱动头控制。绝大多数这些器件的用户分布在1T(喷墨喷嘴、硬盘驱动头)和汽车(压力传感器、加速计、微陀螺仪)领域。

　　1正在形成的市场

　　对MEMS技术最有发展前途的新应用包括显示器，化学测试系统，速度传感器以及MEMS射频通信器件。

　　1.1显示器

　　就目前MEMS显示系统的销售量而言，其在市场所占份额还很小，但光学MEMS有很大的潜力成为它的一个主要应用领域。MEMS显示器采用数字化光处理，这免去了处理显示视频信号的数模转换。现主要有三种数字“光开关”可以进入市场或具有商业可行性。目前，在市场上仅有的这种器件是通过微反射镜在两个相反的方向上反射进行工作，反射方向由与微反射镜相关联的记忆单元的状态确定。在开状态下，光线被反射进入投影光学系统。对大多数投影显示器来说，这乃是一种恰当的应用。另外两种光开关是使用了悬于空气隙的超薄薄膜，通过对薄膜的控制来显示或消除像素。其中一种器件采用衍射原理工作，另一种则采用彩虹光。

　　其它刚出现的光学MEMS应用包括可能在一两年内进入商业市场的光开关器件和使用多个微反镜并且每个微反镜安装在一个致动器上的自适应光学系统。这种系统可以应用于光纤通信，也可能应用在某一适当领域。光学MEMS显示器的主要应用领域有投影显示，便携通信装置，其它便携装置以及仪器仪表显示器等。光开关的主要应用领域是通信网络。所以，MEMS显示器销售有两条潜在的增长途径，一是增加其自身的市场份额，二是随着显示器整体市场扩大而增长。封装MEMS光器件在2003年的销售总额估计为4.4亿美元~9.5亿美元，其中大部分来自显示器和光开关。

　　12化学测试系统

　　依赖于微流体学技术的化学测试系统，如“芯片实验室”(LOC)是MEMS的一个很有潜力的主要应用市场。基因芯片和DNA分析工具的发展使DNA排序解码速度比现在的方法可能快1000倍。目前，至少有一种基因芯片已经在进行商业化生产，但销售量迄今为止仍然有限。另一种LOC是用光学方法分析血液成分。其它可能或已经生产的MEMS医用仪器包括对特定血液成分进行化学分析的微机械薄膜传感器，葡萄糖传感器以及芯片式微流量血细胞计数仪。预计MEMS基因探测仪可以占领微流体市场的30%~40%。