1959年，美國(guó)物理學(xué)家理查德·費(fèi)曼（Richard Feynman）在他著名的演講《底部有足夠的空間》中首次提出了將機(jī)器小型化到原子和分子層面的想法。然而，直到20世紀(jì)80年代和90年代，MEMS（微機(jī)電系統(tǒng)）技術(shù)才逐漸開始得到開發(fā)并走向商業(yè)化。

MEMS傳感器的歷史可以追溯到1962年，世界上第一個(gè)硅微壓力傳感器的誕生，標(biāo)志著MEMS技術(shù)的發(fā)展起點(diǎn)。早期，霍尼韋爾研究中心和貝爾實(shí)驗(yàn)室在相關(guān)領(lǐng)域的研究為這一技術(shù)奠定了基礎(chǔ)，推動(dòng)了硅隔膜壓力傳感器和應(yīng)變計(jì)的問世。

隨著時(shí)間的推移，人們對(duì)MEMS傳感器的興趣迅速增長(zhǎng)。到1960年代末，許多美國(guó)公司已開始生產(chǎn)首批MEMS壓力傳感器。

如今，MEMS技術(shù)已成為傳感器領(lǐng)域的核心推動(dòng)力，促使傳感器小型化、集成化、低功耗等特性得以實(shí)現(xiàn)，并在物聯(lián)網(wǎng)、智能手機(jī)、汽車等領(lǐng)域大放異彩。每年，全球MEMS傳感器的出貨量達(dá)數(shù)百億件。以下是幾種取得商業(yè)成功的MEMS傳感器及執(zhí)行器。

1. MEMS麥克風(fēng)：移動(dòng)設(shè)備中的革命者

1961年，貝爾實(shí)驗(yàn)室研制出第一款駐極體麥克風(fēng)（ECM），它利用聲音引起振膜電容變化，將聲音轉(zhuǎn)化為電信號(hào)。這種麥克風(fēng)一度主導(dǎo)市場(chǎng)40多年，直到2003年，樓氏電子推出了首款商用MEMS麥克風(fēng)SiSonic，使得該技術(shù)迅速普及并廣泛應(yīng)用于移動(dòng)設(shè)備。

2. MEMS慣性傳感器：賦予設(shè)備感知運(yùn)動(dòng)的能力

世界上第一款真正大規(guī)模商用的MEMS傳感器是加速度計(jì)，由美國(guó)ADI公司于1991年推出，主要用于汽車安全氣囊。相比傳統(tǒng)傳感器，MEMS加速度計(jì)價(jià)格低廉，推動(dòng)了汽車安全系統(tǒng)的大規(guī)模普及。如今，MEMS慣性傳感器廣泛應(yīng)用于手機(jī)、智能手表、TWS耳機(jī)等設(shè)備中，測(cè)量設(shè)備的加速度和旋轉(zhuǎn)狀態(tài)。

3. MEMS壓力傳感器：推動(dòng)微小化檢測(cè)的前沿技術(shù)

MEMS壓力傳感器是測(cè)量物理壓力的關(guān)鍵工具。與傳統(tǒng)傳感器相比，MEMS壓力傳感器具有靈敏度高、體積小、穩(wěn)定性好、易于大規(guī)模生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)。其應(yīng)用范圍從汽車到醫(yī)療設(shè)備，甚至可穿戴設(shè)備中，實(shí)現(xiàn)血壓監(jiān)測(cè)、心率檢測(cè)等功能。

4. MEMS DLP芯片：顛覆投影技術(shù)

MEMS技術(shù)在投影顯示領(lǐng)域的突破性應(yīng)用體現(xiàn)為DLP芯片的發(fā)明。德州儀器（TI）的DLP技術(shù)推動(dòng)了數(shù)字電影時(shí)代的到來，其基于MEMS的數(shù)字微鏡裝置（DMD）可以控制數(shù)百萬個(gè)微鏡的反射，從而實(shí)現(xiàn)精確的光線調(diào)控，廣泛應(yīng)用于投影儀和其他顯示設(shè)備中。

5. MEMS噴墨頭：不僅用于打印文字

MEMS噴墨打印頭是噴墨打印機(jī)的核心部件，它通過壓電或熱氣泡技術(shù)將墨水?dāng)D出。除了打印設(shè)備外，MEMS噴墨技術(shù)還廣泛應(yīng)用于生物領(lǐng)域，特別是在DNA合成等高精度技術(shù)中，推動(dòng)了基因研究的發(fā)展。

結(jié)語

MEMS技術(shù)是21世紀(jì)最具顛覆性的技術(shù)之一，從麥克風(fēng)到慣性傳感器，再到噴墨頭，這些MEMS器件廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)，推動(dòng)了科技的進(jìn)步。未來，隨著新技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，MEMS器件將在更多領(lǐng)域展現(xiàn)其巨大的潛力。