简介
MEMS的全称是微型电子机械系统（Micro-ElectroMechanical System），它是指可批量制作的，将微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路、直至接口、通信和电源等于一体的微型器件或系统。你可以把它理解为利用传统的半导体工艺和材料，用微米技术在芯片上制造微型机械，并将其与对应电路集成为一个整体的技术。所以它是以半导体制造技术为基础发展起来的一种先进的制造技术平台。
MEMS技术的发展开辟了一个全新的技术领域和产业，采用MEMS技术制作的微传感器、微执行器、微型构件、微机械光学器件、真空微电子器件、电力电子器件等在航空、航天、汽车、生物医学、环境监控、军事以及几乎人们所接触到的所有领域中都有着十分广阔的应用前景。MEMS技术正发展成为一个巨大的产业，就象近20年来微电子产业和计算机产业给人类带来的巨大变化一样，MEMS也正在孕育一场深刻的技术变革并对人类社会产生新一轮的影响。
目前MEMS市场的主导产品为压力传感器、加速度计、微陀螺仪、墨水喷咀和硬盘驱动头等。大多数工业观察家预测，未来5年MEMS器件的销售额将呈迅速增长之势，年平均增加率约为18%，因此对对机械电子工程、精密机械及仪器、半导体物理等学科的发展提供了极好的机遇和严峻的挑战。
技术条件
微机电系统MEMS(Micro-Electro-MechanicalSystems)是一种全新的必须同时考虑多种物理场混合作用的研发领域，相对于传统的机械，它们的尺寸更小，最大的不超过一个厘米，甚至仅仅为几个微米，其厚度就更加微小。采用以硅为主的材料，电气性能优良，硅材料的强度、硬度和杨氏模量与铁相当，密度与铝类似，热传导率接近钼和钨。采用与集成电路（IC）类似的生成技术，可大量利用IC生产中的成熟技术、工艺，进行大批量、低成本生产，使性价比相对于传统“机械”制造技术大幅度提高。
完整的MEMS是由微传感器、微执行器、信号处理和控制电路、通讯接口和电源等部件组成的一体化的微型器件系统。其目标是把信息的获取、处理和执行集成在一起，组成具有多功能的微型系统，集成于大尺寸系统中，从而大幅度地提高系统的自动化、智能化和可靠性水平。
沿着系统及产品小型化、智能化、集成化的发展方向，可以预见：MEMS会给人类社会带来另一次技术革命，它将对21世纪的科学技术、生产方式和人类生产质量产生深远影响，是关系到国家科技发展、国防安全和经济繁荣的一项关键技术。
制造商正在不断完善手持式装置，提供体积更小而功能更多的产品。但矛盾之处在于，随着技术的改进，价格往往也会出现飙升，所以这就导致一个问题：制造商不得不面对相互矛盾的要求——在让产品功能超群的同时降低其成本。
解决这一难题的方法之一是采用微机电系统，更流行的说法是MEMS，它使得制造商能将一件产品的所有功能集成到单个芯片上。MEMS对消费电子产品的终极影响不仅包括成本的降低、而且也包括在不牺牲性能的情况下实现尺寸和重量的减小。事实上，大多数消费类电子产品所用MEMS元件的性能比已经出现的同类技术大有提高。虽然MEMS过去只限于汽车、工业和医疗应用，但据调查公司估计：“MEMS消费类电子产品的销售额将在2005年前达到15亿美元”。
手持式设备制造商正在逐渐意识到MEMS的价值以及这种技术所带来的好处——大批量、低成本、小尺寸，而且开始转向成功的MEMS公司，其所实现的成本削减幅度之大，将影响整个消费类电子世界，而不仅是高端装置。
组成部分
MEMS主要包括微型机构、微型传感器、微型执行器和相应的处理电路等几部分，它是在融合多种微细加工技术，并应用现代信息技术的最新成果的基础上发展起来的高科技前沿学科。
影响
MEMS技术的发展开辟了一个全新的技术领域和产业，采用MEMS技术制作的微传感器、微执行器、微型构件、微机械光学器件、真空微电子器件、电力电子器件等在航空、航天、汽车、生物医学、环境监控、军事以及几乎人们所接触到的所有领域中都有着十分广阔的应用前景。MEMS技术正发展成为一个巨大的产业，就象近20年来微电子产业和计算机产业给人类带来的巨大变化一样，MEMS也正在孕育一场深刻的技术变革并对人类社会产生新一轮的影响。
目前MEMS市场的主导产品为压力传感器、加速度计、微陀螺仪、墨水喷咀和硬盘驱动头等。大多数工业观察家预测，未来5年MEMS器件的销售额将呈迅速增长之势，年平均增加率约为18%，因此对对机械电子工程、精密机械及仪器、半导体物理等学科的发展提供了极好的机遇和严峻的挑战。
应用领域
在喷墨打印机里作为压电元件
在汽车里作为加速规来控制碰撞时安全气囊防护系统的施用
在汽车里作为陀螺来测定汽车倾斜，控制动态稳定控制系统
在轮胎里作为压力传感器，在医学上测量血压
数字微镜芯片
在计算机网络中充当光交换系统，这是一个与智能灰尘技术的融合
设计微机电系统最重要的工具是有限元分析。
发展概述
MEMS是一种全新的必须同时考虑多种物理场混合作用的研发领域，相对于传统的机械，它们的尺寸更小，最大的不超过一个厘米，甚至仅仅为几个微米，其厚度就更加微小。采用以硅为主的材料，电气性能优良，硅材料的强度、硬度和杨氏模量与铁相当，密度与铝类似，热传导率接近钼和钨。采用与集成电路（IC）类似的生成技术，可大量利用IC生产中的成熟技术、工艺 ，进行大批量、低成本生产，使性价比相对于传统“机械”制造技术大幅度提高。完整的MEMS是由微传感器、微执行器、信号处理和控制电路、通讯接口和电源等部件组成的一体化的微型器件系统。
其目标是把信息的获取、处理和执行集成在一起，组成具有多功能的微型系统，集成于大尺寸系统中，从而大幅度地提高系统的自动化、智能化和可靠性水平。沿着系统及产品小型化、智能化、集成化的发展方向，可以预见：MEMS会给人类社会带来另一次技术革命，它将对21世纪的科学技术、生产方式和人类生产质量产生深远影响，是关系到国家科技发展、国防安全和经济繁荣的一项关键技术。制造商正在不断完善手持式装置，提供体积更小而功能更多的产品。
但矛盾之处在于，随着技术的改进，价格往往也会出现飙升，所以这就导致一个问题：制造商不得不面对相互矛盾的要求——在让产品功能超群的同时降低其成本。解决这一难题的方法之一是采用微机电系统，更流行的说法是MEMS，它使得制造商能将一件产品的所有功能集成到单个芯片上。MEMS对消费电子产品的终极影响不仅包括成本的降低、而且也包括在不牺牲性能的情况下实现尺寸和重量的减小。事实上，大多数消费类电子产品所用MEMS元件的性能比已经出现的同类技术大有提高。手持式设备制造商正在逐渐意识到MEMS的价值以及这种技术所带来的好处——大批量、低成本、小尺寸，而且开始转向成功的MEMS公司，其所实现的成本削减幅度之大，将影响整个消费类电子世界，而不仅是高端装置。
MEMS在整个20世纪90年代都由汽车工业主导；在过去几年中，由于iPhone和Wii的出现，使全世界的工程师都看到运动传感器带来的创新，使 MEMS在消费电子产业出现爆炸式的增长，成为改变终端产品用户体验以及实现产品差异化的核心要素。国内MEMS芯片（Die）供应商主要有：上海微系统所、沈阳仪表所、电子部13研究所、北京微电子所等，目前形成生产的主要是MEMS压力传感器芯片（Die）。
发展历史
MEMS第一轮商业化浪潮始于20世纪70年代末80年代初，当时用大型蚀刻硅片结构和背蚀刻膜片制作压力传感器。由于薄硅片振动膜在压力下变形，会影响其表面的压敏电阻曲线，这种变化可以把压力转换成电信号。后来的电路则包括电容感应移动质量加速计，用于触发汽车安全气囊和定位陀螺仪。第二轮商业化出现于20世纪90年代，主要围绕着PC和信息技术的兴起。TI公司根据静电驱动斜微镜阵列推出了投影仪，而热式喷墨打印头现在仍然大行其道。
第三轮商业化可以说出现于世纪之交，微光学器件通过全光开关及相关器件而成为光纤通讯的补充。尽管该市场现在萧条，但微光学器件从长期看来将是MEMS一个增长强劲的领域。目前MEMS产业呈现的新趋势是产品应用的扩展，其开始向工业、医疗、测试仪器等新领域扩张。推动第四轮商业化的其它应用包括一些面向射频无源元件、在硅片上制作的音频、生物和神经元探针，以及所谓的'片上实验室'生化药品开发系统和微型药品输送系统的静态和移动器件。
显著特点
微型化
MEMS器件体积小，重量轻，耗能低，惯性小，谐振频率高，响应时间短。MEMS系统与一般的机械系统相比，不仅体积缩小，而且在力学原理和运动学原理，材料特性、加工、测量和控制等方面都将发生变化。在MEMS系统中，所有的几何变形是如此之小(分子级)，以至于结构内应力与应变之间的线性关系(虎克定律)已不存在。MEMS器件中摩擦表面的摩擦力主要是由于表面之间的分子相互作用力引起的，而不是由于载荷压力引起。MEMS器件以硅为主要材料。硅的强度、硬度和杨氏模量与铁相当。密度类似于铝，热传导率接近铜和钨，因此MEMS器件机械电气性能优良。
批量生产
MEMS采用类似集成电路(IC)的生产工艺和加工过程，用硅微加工工艺在一硅片上可同时制造成百上千个微型机电装置或完整的MEMS。使MEMS有极高的自动化程度，批量生产可大大降低生产成本;而且地球表层硅的含量为2%。几乎取之不尽，因此MEMS产品在经济性方面更具竞争力。
集成化
MEMS可以把不同功能、不同敏感方向或制动方向的多个传感器或执行器集成于一体，或形成微传感器阵列和微执行器阵列。甚至把多种功能的器件集成在一起，形
微机电系统元件
微机电系统元件成复杂的微系统。微传感器、微执行器和微电子器件的集成可制造出高可靠性和稳定性的微型机电系统。
方便扩展
由于MEMS技术采用模块设计，因此设备运营商在增加系统容量时只需要直接增加器件/系统数量，而不需要预先计算所需要的器件/系统数，这对于运营商是非常方便的。
多学科交叉
集中了当今科学技术发展的许多尖端成果。通过微型化、集成化可以探索新原理、新功能的元件和系统，将开辟一个新技术领域。
发展前景
未来三年，在中国3C产品、汽车电子、医疗电子等产品产量继续保持较快增长的带动下，中国MEMS传感器市场规模有望进一步扩大。此外，不断涌现的新产品以及新应用也成为这一市场持续发展的重要保障。2011-2013年，中国MEMS传感器市场将持续保持两位数增长水平，但从2012年开始，随着金融危机导致的恢复性增长因素的消退，以及市场基数的增大，中国MEMS传感器市场增速将有所回调。到2013年，中国MEMS传感器市场销售额预计将达214.2亿元。
具体在产品上，主力产品加速度、压力传感器、喷墨头等产品技术已经相对成熟和稳定，技术研发主要体现在性能及指标的优化。DMD微镜阵列为更好应用于手机等便携设备，其尺寸的进一步微缩也成为研发重点。除传统产品外，不断涌现的新产品如地磁传感器的规模化应用也成为整体MEMS传感器市场的一大亮点。此外，一些前沿产品如新型MEMS振荡器、基于MEMS技术的存储器、MEMS电池也正处于研发阶段中，并有望在未来三到五年实现良好的经济效益。另外，在产品形态上，一些MEMS传感器产品已经从原来单独的芯片向模块和系统解决方案升级，以加快产品上市进程和应用推广。
技术基础
MEMS的技术基础可以分为以下几个方面：
（1）设计与仿真技术；
（2）材料与加工技术
（3）封装与装配技术；
（4）测量与测试技术；
（5）集成与系统技术等。
产品应用
任天堂的Wii 搭载运动传感器（Motion sensor）的 Wii 手柄采用了ST的3轴加速度传感器。
World Tour游戏吉他中使用了飞思卡尔公司的MMA7360L三轴加速计
iPhone将使用MEMS陀螺仪，iPhone可以在很多应用中使用该技术，比如保龄球、高尔夫等运动游戏。 另外，该项技术还可以将iPhone和桌面PC游戏结合在一起。任天堂和索尼都已经使用该项技术做为和其它系统相连的游戏控制器，苹果也已经将iPhone用作Mac笔记本的遥控设备，因此，我们可能很快就可以看到苹果将iPhone用作PC上的游戏控制设备。
奥林巴斯数码相机 u1050SW 奥林巴斯新近推出一款数码相机，使用者可通过敲击LCD显示屏或机身外壳来改变设置、拍照和查看拍摄的照片。例如，当使用者在滑雪坡道上拍照时，无需脱下手套即可操作相机。另外，该款隶属“u-SW”系列的编号“u1050SW”的相机，具有增强的防水、防尘和防撞击特点。
MEMS麦克风 国内主要的MEMS麦克风生产厂家有：山东歌尔声学、苏州敏芯（Suzhou MEMSensing Microsystems）、深圳瑞声（AAC Acoustic Technologies ）
GPS辅助导航 MEMS压力传感器可以使GPS导航更精确，Sensor Platforms公司和其它供应商都在开发集成有MEMS航位推算功能的系统，这样你的导航系统就可以跟随你进入建筑物内（甚至是地铁）而不迷路。其它的开发者在开发把GPS、相机、MEMS传感器集成在一个平台，这样导航系统不但知道使用者身处何处，还知道使用者看到些什么，这样屏幕上的数据交互以确定你寻找的建筑物。
喷墨打印机的喷墨头明基电通(BenQ)日前发表新一代应用微机电(MEMS)整合之喷墨单芯片产品，这是该公司自2005年起执行工业局前瞻应用主导性新产品计划的研究成果，随着新一代产品的开发完成，明基希望能藉此开拓更多打印机ODM代工的商业机会。
玩具也装配有MEMS器件。在其动作传感游戏杆之外，Jakks Pacific最近推出了一系列带有动作传感的加速度计的低价玩具，例如，仙女玩具组合中的带有动作传感的魔杖。
9.硬盘跌落保护
10.MEMS微型投影仪 MEMS微型投影仪
全球最大的半导体制造商之一、全球最大的消费性电子和便携设备微机电系统（MEMS）传感器供应商意法半导体（STMicroelectronics，简称ST ；纽约证券交易所代码STM）与bTendo有限公司，宣布签署合作研发与授权协议，携手开发用于智能手机和其它便携消费电子设备的全球最小的微型投影仪（Pico Projector）。
