MEMS加速度計的發展歷程

    20世紀70年代末，隨著微電子技術的發展，傳感器被賦予了“智能”的功能。人們提出了智能傳感器的概念，包括傳感器、執行器、合適的電源、內部計算能力、通信接口和數字信息識別。


    在20世紀80年代早期，研究人員開始使用硅(SI)材料直接實現機械裝置。微電子的二維加工技術擴展到三維加工，使得機械設備與微電子的集成成為可能。1986年，DARPA在建議書中提出了微電子機械系統(MEMS)的概念。1987年，人們在硅晶片渦輪機上研制出可移動的微部件、齒輪和微電子器件，成為MEMS研究的重要標志。這種芯片微型機床在日本稱為微加工，在歐洲稱為微系統。它具有三個特點:小型化、多樣性和微電子化。

    MEMS技術用于傳感器制造可以使傳感器尺寸更小，精度更高，具有大規模生產的潛力。MEMS技術與微電子技術在傳感器領域的結合，使得MEMS加速度計應運而生。20世紀90年代初，帶有溫度、振動和沖擊的MEMS加速度計開始用于航天運載火箭的健康管理;自那時起，MEMS加速度計已被用于小型化慣性導航系統、微智能傳感器和汽車工業的安全系統。


    在21世紀，MEMS加速度計已經進入消費電子領域。2007年，三軸MEMS加速度計在智能手機上的使用已經成為MEMS加速度計發展的分水嶺。新一代MEMS加速度計已經成為移動網絡智能終端的顛覆性技術，開啟了移動智能網絡的新發展。隨著智能時代的到來，MEMS加速度計需要向低成本、多傳感器集成、高精度、遠程監測和自適應傳感器網絡接口等方向發展，這使得MEMS加速度計的傳感部分和電子結構有了很大的發展。


    MEMS加速度計有很多種。本文以慣性、壓力、溫度和生物化學等新一代MEMS加速度計為典型代表。分析了它們的應用背景和技術發展特點，介紹了它們最近的技術創新和發展，從而掌握MEMS加速度計的發展趨勢。