MEMS解釋
MEMS是一個縮寫，代表微機電係統它描述了一種製造技術，用於製造結合機械和電氣部件的微型集成設備或係統。這些設備和係統能夠在微觀尺度上感知、控製和驅動，並在宏觀尺度上產生影響。以安全氣囊為例，安全氣囊控製單元中的（微型）加速計在感應到速度突然變化時，可以觸發（宏觀）安全氣囊的快速充氣。
什麼是MEMS技術？
MEMS是一種機械傳感器和執行器，采用與集成電路類似的微加工批量技術製造。這轉化為高度可擴展的生產流程和較低的單設備生產成本。
MEMS的特征尺寸從微米到毫米不等。要知道它有多小，就要考慮一張普通的紙張厚度在70到180微米之間。
MEMS的一個主要標準是，至少有一些元件具有某種機械功能，無論這些元件能否移動。MEMS器件可以是沒有運動元件的簡單結構，也可以是集成微電子控製下有多個運動元件的極其複雜的機電微係統。
MEMS元件
MEMS由以下各項組成：機動的（杠杆、彈簧、薄膜、梳子、通道）和與電有關的（電阻器、電容器、電感器等）用作傳感器或執行器的組件。
在最普遍的形式中，MEMS由四個元件組成：機械微結構、微傳感器、微執行器和微電子，它們都集成在同一個芯片上。
MEMS可以作為傳感器，從環境中接收信息並提供電氣輸出信號，或執行器，將電信號轉換為控製係統決定所需動作的裝置。傳感器和執行器都是傳感器，將一種形式的信號或能量轉換為另一種形式的裝置。
MEMS設備通常包含與集成電路（IC）封裝在一起的微機械傳感器或執行器元件。IC提供傳感器或執行器的電氣接口、信號處理/補償以及模擬或數字輸出。
集成電路利用了矽的電特性，而MEMS利用了其他材料特性，如光學、機械、熱、磁、化學等。
例如，MEMS被用作現代汽車安全氣囊中的加速計，它們可以感知快速減速，如果力超過編程設定的閾值，則啟動安全氣囊充氣。
如果不使用大量的MEMS設備，今天的智能手機的尺寸將是不可能的。旋轉手機或平板電腦屏幕等簡單功能需要MEMS。除了加速計和陀螺儀，智能手機還包括微鏡、圖像傳感器、自動聚焦執行器、壓力傳感器、磁強計、麥克風、接近傳感器等。
微機電係統曆史
從20世紀60年代開始，MEMS開始走出研究實驗室，進入日常產品。1964年，美國西屋電氣公司的哈維·納桑森開發了第一批表麵微加工MEMS器件，稱為諧振柵晶體管
20世紀90年代中期，MEMS以一種主要的方式出現在工業製造業中，MEMS組件開始出現在許多商業產品和應用中，包括用於控製車輛製動部署的力傳感器、血壓傳感器、噴墨打印頭、微型分析儀器、光纖網絡組件、，空中和航天器控製，當然還有監視和彈藥製導等軍事應用。
如今，每輛現代汽車和智能手機都配備了數十個MEMS傳感器和執行器——加速計、陀螺儀、指南針、運動傳感器、壓力傳感器、接近傳感器、圖像傳感器、微鏡。。。
MEMS製造
微電子機械係統的製造使用與製造集成電路（例如，沉積、光刻、蝕刻）相同的一些工藝和工具。然而，MEMS技術已經改變或增強了其中一些技術，並增加了新的工藝，以便製造微流體通道、齒輪、懸臂、微電機、梳齒驅動器和陀螺儀等機械設備。
這些用於MEMS製造的技術也被稱為微機械加工：
體微機械加工蝕刻到基板上，形成3D機械元件，如通道、腔室和閥門。
表麵微加工通過交替沉積、圖案化和蝕刻薄膜，在基板表麵構建微型機械部件和係統。
高深寬比微加工（HARM），其中包括LIGA（源自平版印刷、Galvanoformng、Abformung的德語首字母縮寫，翻譯為平版印刷、電鑄和成型）等技術，將準直x射線光刻技術與電鍍和成型技術相結合，以創建特定類型MEMS設備所需的高縱橫比（高和薄）結構或深腔。
最激光微加工工藝不平行，因此沒有足夠快的速度進行有效的MEMS製造。盡管如此，它們在特殊的微機械加工或製造模具方麵還是有用的。
與用於集成電路的批量製造技術不同，MEMS行業不像半導體行業那樣共享通用技術平台。
相反地MEMS有幾十個產品組，每個產品組都包含幾個不同的產品，用於特定的應用和市場，每個產品組都依賴於自己的、通常是獨特的技術。
如果你想深入研究MEMS製造，微係統教育支持中心有一些優秀而全麵的教育材料在他們的網站上.
MEMS應用
MEMS的一個主要應用是作為傳感器。主要的MEMS傳感器包括壓力傳感器、化學傳感器和慣性傳感器（加速計和陀螺儀），以及用於溫度測量的紅外傳感器。
MEMS傳感器可以與其他傳感器結合使用，用於多種傳感應用。例如，用於實驗室測試的MEMS（芯片上實驗室）可以設計為帶有傳感器，以測量液體樣本的流速，同時識別樣本中的任何汙染物。
除了傳感器，MEMS還包括泵送裝置、齒輪係、可移動鏡子、微型機器人、鑷子、工具和激光器。這些設備在生物醫學、光學、無線網絡、航空航天和消費品等各個領域有著廣泛的應用。
MEMS的生物醫學應用
例如，用於監測重症監護患者靜脈輸液管線中血壓的壓力傳感器；呼吸機的呼吸監測；吸入器；腎透析；藥物輸注泵；MEMS電極用於神經信號檢測和神經刺激應用。
芯片上實驗室設備和微流體包括分配少量的液體，小到皮克分子篩，流速低到每分鍾幾微升，這些都可以在無針注射器、霧化器、胰島素泵和藥物輸送係統中找到。
MEMS鑷子或微型機器人手臂，用於移動、旋轉、切割和放置細胞。
包含傳感和測量設備的微型手術工具。
單用途和多用途護理點診斷（血糖監測、血液分析、細胞計數等）。
用於測量生物分子信息（細胞、抗體、DNA、RNA酶）的生物傳感設備。
用於檢測基因疾病、藥物相互作用和其他生物標記的DNA微陣列。
DNA複製設備，如聚合酶鏈反應（PCR）係統，它隻需提取一小段DNA，將其放大並產生精確的複製。
微機電係統的光學應用
微鏡裝置也稱為MOEMS（微電子光學機械係統）。
空間光調製器，對光進行調製（重定向）以從數字信號創建高清晰度成像。這些設備用於投影顯示，包括帶有微鏡陣列的數字光處理（DLP）和帶有可驅動的氮化矽帶的光柵光閥（GLV）。
MEMS微鏡陣列通常是空間光調製器（SLM）的關鍵部件。這些設備用於高清晰度顯示係統以及光交換網絡。
MEMS的其他光學應用包括
MEMS的各種其他應用
將MEMS與其他組件（如無線和混合信號設備、生物芯片、功率設備和光電子器件）集成在一個封裝中，稱為異構集成。這些元素構成了包中係統（SiP）體係結構。
MEMS與物聯網
物聯網（IoT）和智能連接設備的大規模采用目前是MEMS產品的主要驅動力。
物聯網設備具有與互聯網連接的能力，並具有MEMS傳感器和執行器、軟件和電源等技術功能。看看手表：傳統的手動手表被用來顯示時間。時期現代物聯網智能手表允許您測量心率、血壓、卡路裏計數、步行步數等，並將這些數據傳輸到雲端。
物聯網設備的應用範圍幾乎是無限的，從智能玩具到工業工廠監控。舉幾個例子：
MEMS與納米技術
納米技術研究依賴於MEMS器件。例如，掃描隧道探針顯微鏡（STM）和原子力顯微鏡（AFM）是沒有MEMS組件就不可能存在的設備。事實上，為了與納米級領域相結合，需要多種MEMS技術。
進一步小型化的邏輯延續將導致從MEMS到NEMS——納米機電係統在這裏，特征元素遠低於納米尺度的微米範圍。
一個與物聯網設備非常相關的例子是天線的尺寸。微型天線在生物醫學領域也有重大意義。例如，它們可以帶來更好的生物注射、生物植入，甚至是監測健康的生物可攝取設備。
為了進一步使天線小型化，研究人員設計並製造了聲致超小型天線NEMS磁電天線.他們沒有按照電磁波共振設計天線——因此他們接收和傳輸電磁波——而是根據聲學共振定製天線。聲共振波大約比電磁波小一萬倍。這就意味著天線的大小比當今最緊湊的天線都要小一到兩個數量級。
用納米材料製造機電積木，比如碳納米管是一種基本的單元工藝，用於製造具有複雜結構的NEM，並驅動多個納米級換能應用，如GHz振蕩器、航天飛機、存儲器、注射器和致動器。已經表現出極高的導熱性，最終表現出一種稱為彈道傳導。這使它們成為高度集成的NEMS的理想人選。