De acordo com dados relevantes, no mercado global de sensores, os Estados Unidos para 29% de participação de mercado para ocupar o trono da primeira participação de mercado global de sensores, que está intimamente relacionada aos Estados Unidos sempre atribuiu grande importância ao sensor.
Os Estados Unidos são a fonte da revolução da informação, como uma das três principais pedras tecnológicas da tecnologia da informação moderna, os sensores foram considerados uma tecnologia chave de alta tecnologia pelos Estados Unidos. Já em 2004, a Fundação Nacional de Ciência dos EUA (NSF) divulgou um relatório especial muito prospectivo - "The Sensor Revolution" (The Sensor Revolution). (Se você estiver interessado neste relatório, consulte o Conteúdo: NSF Lançamentos: The Sensor Revolution.)
MEMS (Sistemas Micro-Eletromecânicos) é uma tecnologia revolucionária no campo do sensor. Como parte de uma série de ações para promover a popularização da educação dos sensores nos Estados Unidos, a NSF financiou o SCME (Centro de Apoio à Educação dos Microssistemas), que visa popularizar e apoiar a educação em MEMS.
Este artigo é traduzido da história do MEMS, uma das séries educacionais da SCME, que forneceUma história abrangente da tecnologia MEMS, cobrindo os principais nós e marcos de tecnologia em MEMS: incluindo as apresentações mais famosas do MEMS, a descoberta do efeito resistivo de silício (que é a base dos membrospressãosensores), os papéis mais citados no campo MEMS, eoutro conteúdo.papéis, etc.É recomendado para todos!
Para"History of Mems" (History of MEMS)Documento original do PDF (inglês), você pode procurar palavras -chave [Mems History] Na rede especialista em sensores, na página Detalhes do artigo para o download de informações pode ser.
Rede de especialistas em sensores(Sensorexpert.com.cn) Concentra-se no campo da tecnologia de sensores, está comprometido com a dinâmica de mercado global de ponta, tendências de tecnologia e seleção de produtos de serviços verticais profissionais, é a principal consulta de produtos do sensor e plataforma de serviço de mídia. Com base em produtos e tecnologias de sensores, a maioria dos profissionais de fabricação eletrônica e fabricantes de sensores para fornecer correspondência e acoplamento precisas.
Os sistemas microeletromecânicos (MEMS) são sistemas em miniatura que estão presentes em nossas vidas diárias. Os componentes MEMS variam em tamanho de uma parte por milhão (mícron) a uma parte por mil (milímetros). Eles também são conhecidos como micromecânica, microssistemas, micromaquinas ou tecnologia de microssistemas (MST).
MEMS são fabricados a partir de uma ampla variedade de materiais e processosUsando materiais como semicondutores, plásticos, cerâmica, ferroelétrica, magnetics, e ⽣.
Os materiais utilizados incluem semicondutores, plásticos, cerâmica, ferro, magnético e materiais.
MEMS são usados como sensores, atuadores, acelerômetros,interruptores, GameControllers e refletores leves, para citar apenas alguns aplicativos.
MEMS estão atualmenteUsado em automóveis, tecnologia aeroespacial, vitalidade e aplicações médicas, impressoras a jato de tinta, comunicações sem fio e ópticoe novos casos de uso estão surgindo todos os dias.
Em 1965, Gordon Moore fez a observação de que, desde a invenção do transistor no final da década de 1940, oNúmero de transistores por polegada quadradacircuitosdobrava a cada 18 mesesDo final da década de 1950 até o início dos anos 1960, umObservação que está subjacente à "Lei de Moore. Moore disse nesta declaração:" Para o futuro próximo, a tecnologia se concentrará em ser menor, não maior ".
"Moore indicou que a tecnologia tem e o fará para o futuro previsível concentrar -se em menor, não maior".
Como o transistor, as pessoas tentam tornar os sistemas eletromecânicos cada vez menores, e um homem chamado Richard Feynman colocou o melhor em sua famosa palestra de 1959 intitulada "Há muito espaço no fundo": "Eles me dizem que o motor elétrico é O tamanho da unha no seu dedo mindinho, e é um mundo pequeno e pequeno. "
Gordon Moore e Richard Feynman são apenas dois exemplos dos cientistas que estão prevendo tecnologias MEMS cada vez menores. Este artigo discutirá os principais nós de tecnologia e marcos que estão surgindo no campo MEMS.
Importantes marcos de MEMS
O nascimento dos dispositivos MEMS ocorreu em muitos lugares e através dos esforços de muitas pessoas. Obviamente, novas tecnologias e aplicativos MEMS estão sendo desenvolvidos todos os dias. Isso inclui os muitos esforços que levaram ao desenvolvimento do MEMS.
Abaixo está uma linha do tempo que completa a linha do tempo do desenvolvimento da tecnologia MEMS. Começando com o transistor de contato do primeiro ponto fabricado em 1947 e terminando com a chave de rede óptica em 1999, o MEMS contribuiu para o estado atual da tecnologia e a nanotecnologia por meio de muitas inovações em mais de 50 anos.
Abaixo dos 35 marcos principais da história dos MEMs, podemos ver que existem muitos laboratórios, universidades e empresas conhecidas que fizeram contribuições significativas para o desenvolvimento de MEMS:
- 1948, transistor de germânio inventado no Bell Labs (William Shockley)
- 1954, efeito piezoresistivo de germânio e silício (CS Smith)
- 1958, Primeiro Circuito Integrado (IC) (JS Kilby 1958/Robert Noyce 1959)
- 1959, "Muito espaço no fundo" (R. Feynman)
- 1959, demonstrou o primeiro sensor de pressão de silício (kulite)
- 1967, gravação anisotrópica de silício profundo (Ha Waggener et al.)
- 1968, o transistor de portão ressonante patenteou (processo de micromachinagem de superfície) (H. Nathanson et al.)
- 1970, as bolachas de silício gravadas em lote usadas como sensores de pressão (processo de micromachinação em lote)
- 1971, Microprocessador inventado
- 1979, bico de jato de tinta micromaching hewlett-packard
- 1982, "Silício como material estrutural" (K. Petersen)
- 1982, Processo da Liga (KFK, Alemanha)
- 1982, sensor de pressão arterial descartável (Honeywell)
- 1983, Sensor de pressão integrado (Honeywell)
- 1983, "Infinitesimal Machinery", R. Feynman.
- 1985, sensor ou sensor de colisão (airbag)
- 1985, descoberta do "buckyball"
- 1986, invenção do microscópio de força atômica
- 1986, Silicon Wafer Bonding (M. Shimbo)
- 1988: Produção em massa de sensores de pressão por ligação a wafer (Nova Sensor)
- 1988, acionamento lateral eletrostático rotativomotor(Fan, Tai, Muller)
- 1991, dobradiça anual de silício policristalino (Pister, Judy, Burgett, temendo).
- 1991, Descoberta de nanotubos de carbono
- 1992, Moduladores de luz de grade (Solgaard, Sandejas, Bloom)
- 1992, Micromachining a granel (Processo Scream, Cornell)
- 1993, Digital Mirror Display (TexasInstrumentos)
- 1993, o MCNC cria o serviço de fundição de caxumba
- 1993, Primeiro acelerômetro de superfície-micromatina produzida em massa (dispositivos analógicos)
- 1994, Bosch Deep Reactive Ion Graving Process Patente
- 1996, Richard Smalley desenvolve uma tecnologia para produzir nanotubos de carbono de diâmetro uniforme.
- 1999, interruptores de rede óptica (luxuosa)
- 2000s, boom óptico de mems
- 2000, Biomems Surge
- Os anos 2000 tiveram um aumento no número de dispositivos e aplicativos MEMS.
- 2000, NEMS Applications and Technology Development
1947 Invenção do transistor de contato pontual (germânio)
Em 1947, William Shockley, John Bardeen e Walter Brattain, da Bell Labs, conseguiram construir o primeiro transistor de contato de ponto. Este transistor utilizou germânio, um elemento químico semi-condutor.
Esta invenção demonstrou a capacidade de fabricar transistores a partir de materiais semicondutores, permitindo o controle detensãoeatual.Ele também abriu a porta para fazer transistores cada vez menores. A patente para o transistor de junção de crescimento da NPN de germânio foi arquivada por William Shockley em 1948.
O primeiro transistor tinha cerca de meia polegada de altura e certamente era enorme em comparação com os padrões atuais. Hoje, os cientistas podem criar nanotransistores com cerca de 1 nanômetro de diâmetro. Para referência, um cabelo humano é sobre 60-100 microns.
Descoberta do efeito piezoresistivo em silício e germânio em 1954
Em 1954, CS Smith descobriu o efeito piezoresistivo em materiais semicondutores, como silício e germânio. Esse efeito piezoresistivo nos semicondutores pode ser ordens de magnitude maior que o efeito piezoresistivo geométrico em metais.Essa descoberta foi importante para o MEMS porque mostrou que o silício e o germânio podiam sentir a pressão do ar ou da água melhor que os metais.
A descoberta do efeito piezoresistivo nos semicondutores levou ao desenvolvimento comercial de medidores de tensão de silício em 1958. Em 1959, a Kulite Corporation foi fundada como a primeira fonte comercial de medidores de cepa de silício.
Em 1958, o primeiro circuito integrado (IC) foi inventado
Quando o transistor foi inventado, o tamanho real de cada transistor era limitado porque precisava ser conectado a fios e outros dispositivos eletrônicos. Como resultado, o encolhimento do transistor parou até o advento do "circuito integrado".
Um circuito integrado consistiria em transistores, resistores, capacitores e fios para atender às necessidades de um aplicativo específico. Se um circuito integrado pudesse ser fabricado inteiramente em um único substrato, todo o dispositivo poderá ser ainda menor.
Quase ao mesmo tempo, duas pessoas desenvolveram independentemente circuitos integrados.
Em 1958, Jack Kilby, trabalhando para a Texas Instruments, desenvolveu um modelo de trabalho de um "circuito de estado sólido".Este circuito consistia em um transistor, três resistores e um capacitor, todos montados em uma folha de germânio.
Logo depois, Robert Noyce, do Fairchild Semiconductor, fez o primeiro "circuito da unidade", um circuito integrado feito em um chip de silício. Este circuito integrado foi feito em um chip de silício, e Robert Noyce recebeu sua primeira patente em 1961.
1959 "Muito espaço no fundo"
Em 1959, em uma reunião da Sociedade Física Americana, um homem chamado Richard Feynman popularizou o desenvolvimento de micro e nanotecnologia com uma famosa palestra seminal intitulada "Há muito espaço no fundo".
Em sua palestra, ele fez a pergunta:"Por que não podemos escrever toda a Enciclopaedia de 24-} Britannica na cabeça de um alfinete?"