I henhold til relevante data, i det globale sensormarkedet, har USA til 29% markedsandel for å okkupere tronen til den første globale sensormarkedsandelen, som er nært knyttet til USA alltid lagt stor vekt på sensoren.
USA er kilden til informasjonsrevolusjonen, ettersom en av de tre viktigste teknologiske hjørnesteinene i moderne informasjonsteknologi, sensorer har blitt sett på som en viktig høyteknologisk teknologi fra USA. Allerede i 2004 ga US National Science Foundation (NSF) ut en veldig fremtidsrettet spesialrapport - "Sensor Revolution" (Sensor Revolution). (Hvis du er interessert i denne rapporten, kan du se innholdet: NSF slipper: Sensorrevolusjonen.)
MEMS (mikroelektro-mekaniske systemer) er en revolusjonerende teknologi innen sensorfeltet. Som en del av en serie handlinger for å fremme popularisering av sensoropplæring i USA, har NSF finansiert SCME (Support Center for Microsystems Education), som tar sikte på å popularisere og støtte MEMS -utdanning.
Denne artikkelen er oversatt fra History of MEMS, en av SCMEs pedagogiske serier, som girEn omfattende historie med MEMS -teknologi, som dekker nøkkelteknologiknoder og milepæler i MEMS: inkludert de mest kjente MEMS -presentasjonene, oppdagelsen av silisiumresistenseffekten (som er grunnlaget for MEMStrykksensorer), de mest siterte papirene i MEMS -feltet, ogannet innhold.papirer osv.Det anbefales for alle!
Til"History of MEMS" (History of MEMS)PDF originaldokument (engelsk), kan du søke etter nøkkelord [MEMS -historie] I Sensor Expert Network kan du i artikkelsiden for nedlasting av informasjon være.
Sensorekspertnettverk(Sensorexpert.com.cn) fokuserer på feltet sensorteknologi, er forpliktet til den globale banebrytende markedsdynamikken, teknologitrender og produktvalg av profesjonelle vertikale tjenester, er den ledende sensorproduktspørringen og medieinformasjonstjenesteplattformen. Basert på sensorprodukter og teknologier, er flertallet av elektroniske produksjonsutøvere og sensorprodusenter for å gi nøyaktig samsvar og dokking.
Mikroelektromekaniske systemer (MEMS) er miniatyrsystemer som er til stede i hverdagen vår. MEMS -komponenter varierer i størrelse fra en del per million (mikron) til en del per tusen (millimeter). De er også kjent som mikromekanikk, mikrosystemer, mikromachiner eller mikrosystemteknologi (MST).
MEMS er produsert av et bredt utvalg av materialer og prosesserBruke materialer som halvledere, plast, keramikk, ferroelektrikk, magnetikk, og ⽣.
Materialer som brukes inkluderer halvledere, plast, keramikk, jern, magnetisk og ⽣ materialer.
MEMS brukes som sensorer, aktuatorer, akselerometre,brytere, Gamecontrollers og lette reflekser, for å nevne noen få applikasjoner.
MEMS er for øyeblikketBrukes i biler, romfartsteknologi, vitalitet og medisinske applikasjoner, blekkskrivere, trådløs og optisk kommunikasjon, og nye brukssaker dukker opp hver dag.
I 1965 gjorde Gordon Moore observasjonen at siden oppfinnelsen av transistoren på slutten av 1940 -tallet, denAntall transistorer per kvadrat tomme onintegrertkretsløphadde doblet seg hver 18. månedFra slutten av 1950 -tallet til begynnelsen av 1960 -tallet, enObservasjon som ligger til grunn for "Moores lov. Moore sa i denne uttalelsen:" I overskuelig fremtid vil teknologien fokusere på å være mindre, ikke større. "
"Moore indikerte at teknologien har og vil for den fremtidige fremtiden konsentrere seg om mindre, ikke større."
I likhet med transistoren har folk prøvd å gjøre elektromekaniske systemer mindre og mindre, og en mann ved navn Richard Feynman satte det best i det berømte forelesningen hans fra 1959 med tittelen "Det er rikelig med rom i bunnen": "De forteller meg at den elektriske motoren er Størrelsen på neglen på lillefingeren din, og det er en liten, liten verden. "
Gordon Moore og Richard Feynman er bare to eksempler på forskerne som spår mindre og mindre nye MEMS -teknologier. Denne artikkelen vil diskutere viktige teknologiknoder og milepæler som dukker opp i MEMS -feltet.
Viktige MEMS -milepæler
Fødselen av MEMS -enheter har funnet sted mange steder og gjennom innsatsen fra mange mennesker. Selvfølgelig utvikles nye MEMS -teknologier og applikasjoner hver dag. Dette inkluderer de mange innsatsene som har ført til utvikling av MEMS.
Nedenfor er en tidslinje som fullfører tidslinjen for MEMS -teknologiutvikling. Fra og med den første punktkontakttransistoren laget i 1947 og avsluttet med den optiske nettverksbryteren i 1999, har MEMS bidratt til den nåværende tilstanden til MEMS -teknologi og nanoteknologi gjennom mange innovasjoner på mer enn 50 år.
Under de 35 viktigste milepælene i MEMS-historien, kan vi se at det er mange kjente laboratorier, universiteter og selskaper som har gitt betydelige bidrag til utviklingen av MEMS:
- 1948, Germanium Transistor oppfunnet på Bell Labs (William Shockley)
- 1954, Piezoresistive Effect of Germanium and Silicon (CS Smith)
- 1958, First Integrated Circuit (IC) (JS Kilby 1958/Robert Noyce 1959)
- 1959, "Mye rom i bunnen" (R. Feynman)
- 1959, demonstrerte den første silisiumtrykkssensoren (Kulite)
- 1967, anisotropisk dyp silisiumetsing (Ha Waggener et al.)
- 1968, Resonant Gate Transistor Patented (Surface Micromachining Process) (H. Nathanson et al.)
- 1970, batch-etsed silisiumskiver brukt som trykksensorer (batch mikromachining prosess)
- 1971, mikroprosessor oppfant
- 1979, Hewlett-Packard Micromachined Inkjet-dyse
- 1982, "Silisium som et strukturelt materiale" (K. Petersen)
- 1982, Liga Process (KFK, Tyskland)
- 1982, engangsblodtrykkssensor (Honeywell)
- 1983, integrert trykksensor (Honeywell)
- 1983, "Infinitesimal Machinery", R. Feynman.
- 1985, sensor eller krasjsensor (kollisjonspute)
- 1985, Oppdagelse av "Buckyball"
- 1986, oppfinnelse av atomkraftmikroskopet
- 1986, Silicon Wafer Bonding (M. Shimbo)
- 1988: Masseproduksjon av trykksensorer ved wafer -binding (NOVA -sensor)
- 1988, Rotary Electrostatic Side Drivemotor(Fan, Tai, Muller)
- 1991, årlig polykrystallinsk silisiumhengsel (Pister, Judy, Burgett, Fearing).
- 1991, oppdagelse av karbon nanorør
- 1992, Grating Light Modulators (Solgaard, Sandejas, Bloom)
- 1992, Bulk Micromachining (Scream Process, Cornell)
- 1993, Digital Mirror Display (TexasInstrumenter)
- 1993, MCNC oppretter Mumps Foundry Service
- 1993, første masseproduserte overflatemikromachined akselerometer (analoge enheter)
- 1994, Bosch Deep Reactive Ion -etsingsprosess patentert
- 1996 utvikler Richard Smalley en teknologi for å produsere karbon nanorør med ensartet diameter.
- 1999, Optical Network Switches (Lucent)
- 2000 -tallet, optisk mems boom
- 2000 -tallet, Biomems Surge
- 2000 -tallet så en økning i antall MEMS -enheter og applikasjoner.
- 2000 -tallet, NEMS -applikasjoner og teknologiutvikling
1947 Oppfinnelse av Point-Contact Transistor (Germanium)
I 1947 lyktes William Shockley, John Bardeen og Walter Brattain fra Bell Labs med å bygge den første punktkontakttransistoren. Denne transistoren benyttet germanium, et halvt ledende kjemisk element.
Denne oppfinnelsen demonstrerte evnen til å lage transistorer fra halvledermaterialer, og tillater kontroll av kontroll avspenningognåværende.Det åpnet også døren for å lage mindre og mindre transistorer. Patentet for Germanium NPN Growth Junction Transistor ble inngitt av William Shockley i 1948.
Den første transistoren var omtrent en halv tomme høy og var absolutt enorm sammenlignet med dagens standarder. I dag kan forskere lage nanotransistorer som er omtrent 1 nanometer i diameter. For referanse handler et menneskehår omtrent 60-100 mikron.
Oppdagelse av den piezoresistive effekten i silisium og germanium i 1954
I 1954 oppdaget CS Smith den piezoresistive effekten i halvledermaterialer som silisium og germanium. Denne piezoresistive effekten i halvledere kan være størrelsesordener større enn den geometriske piezoresistive effekten i metaller.Denne oppdagelsen var viktig for MEMS fordi den viste at silisium og germanium kunne føle trykket av luft eller vann bedre enn metaller.
Oppdagelsen av den piezoresistive effekten hos halvledere førte til den kommersielle utviklingen av silisiumstammemålere i 1958. I 1959 ble Kulite Corporation grunnlagt som den første kommersielle kilden til bare silisiumstamme målere.
I 1958 ble den første integrerte kretsen (IC) oppfunnet
Da transistoren ble oppfunnet, var den faktiske størrelsen på hver transistor begrenset fordi den måtte kobles til ledninger og andre elektroniske enheter. Som et resultat kom krympingen av transistoren til stillhet frem til fremkomsten av den "integrerte kretsen".
En integrert krets vil bestå av transistorer, motstander, kondensatorer og ledninger for å imøtekomme behovene til en bestemt applikasjon. Hvis en integrert krets kan fremstilles helt på et enkelt underlag, kan hele enheten gjøres enda mindre.
Nesten samtidig utviklet to personer uavhengig integrerte kretsløp.
I 1958 utviklet Jack Kilby, som jobbet for Texas Instruments, en fungerende modell av en "solid-state-krets".Denne kretsen besto av en transistor, tre motstander og en kondensator, alle montert på et ark med germanium.
Like etter laget Robert Noyce fra Fairchild Semiconductor den første "enhetskretsen", en integrert krets laget på en silisiumbrikke. Denne integrerte kretsen ble laget på en silisiumbrikke, og Robert Noyce fikk sitt første patent i 1961.
1959 "Mye rom i bunnen"
I 1959, på et møte i American Physical Society, populariserte en mann ved navn Richard Feynman utviklingen av mikro- og nanoteknologi med et berømt seminalforedrag med tittelen "Det er rikelig med rom i bunnen."
I foredraget stilte han spørsmålet:"Hvorfor kan vi ikke skrive hele 24- Volum Encyclopaedia Britannica på hodet til en pinne?"