微系統(tǒng)行業(yè)市場前瞻 微系統(tǒng)行業(yè)市場發(fā)展現狀分析2023

• 黃文玉 2023年10月29日 來源：互聯網 859 53
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微系統(tǒng)，又稱微機電系統(tǒng)，微系統(tǒng)技術融合了微電子、微機電和微光電技術，通過系統(tǒng)架構和軟件算法，將微傳感器、微控制器、微執(zhí)行器、微能源及各種接口等構成一體化軟、硬件多功能集成，采用微納制造及微集成工藝實現系統(tǒng)結構的微納尺度化。

微系統(tǒng)的概念

微系統(tǒng)，又稱微機電系統(tǒng)，微系統(tǒng)技術融合了微電子、微機電和微光電技術，通過系統(tǒng)架構和軟件算法，將微傳感器、微控制器、微執(zhí)行器、微能源及各種接口等構成一體化軟、硬件多功能集成，采用微納制造及微集成工藝實現系統(tǒng)結構的微納尺度化。它被公認為21世紀的革命性技術之一。微系統(tǒng)具有高集成度、微小型化、低功耗、高可靠性、高效率等優(yōu)點。微系統(tǒng)技術上的新材料、新方法、新工藝等技術變革必將對軍民兩用的系統(tǒng)研發(fā)和制造帶來顛覆性影響。

微系統(tǒng)技術融合了微電子、微機電和微光電技術，通過系統(tǒng)架構和軟件算法，將微傳感器、微控制器、微執(zhí)行器、微能源及各種接口等構成一體化軟、硬件多功能集成，采用微納制造及微集成工藝實現系統(tǒng)結構的微納尺度化。它被公認為21世紀的革命性技術之一。微系統(tǒng)具有高集成度、微小型化、低功耗、高可靠性、高效率等優(yōu)點。微系統(tǒng)技術上的新材料、新方法、新工藝等技術變革必將對軍民兩用的系統(tǒng)研發(fā)和制造帶來顛覆性影響。微系統(tǒng)技術的發(fā)展主要集中在MMIC、MCM、MEMS、SOC、SIP等技術上，其中又以MEMS為主。

20世紀60年代以來，微系統(tǒng)技術經歷了從微器件的設想到微壓力傳感器的問世，逐步實現技術突破和制造工藝的改進，至今進入集成技術大力發(fā)展階段，在信息、生物、航天、軍事等領域已有廣泛應用。美國等發(fā)達國家在二十世紀末已將微系統(tǒng)技術列為現代前沿核心技術，并納入國防科技攻關計劃，掌握微系統(tǒng)技術對于國家保持技術領先優(yōu)勢具有重要意義。微系統(tǒng)技術和產業(yè)發(fā)展如今也受到我國各部門、相關高校和科研機構的高度重視和大力支持，深入研究勢在必行。

20世紀90年代后期，光微系統(tǒng)技術發(fā)展迅速。世界各地的研究人員競相開發(fā)微光機電系統(tǒng)和器件，希望能將二元光學透鏡、衍射光柵、可調光微鏡、干涉濾波器，相位調制器等部件應用到光學顯示、自適應光學系統(tǒng)、可調濾波器、氣體光譜分析儀和路由器等應用領域。生物微系統(tǒng)技術包括生物學研究、醫(yī)療診斷和臨床介入等方面的微系統(tǒng)技術研究和應用。由于生物微系統(tǒng)技術結構和器件的尺寸大小、集成功能多，它們已經在一些醫(yī)療方面得到應用，例如視網膜植入，耳蝸植入、嵌入生理傳感器以及含有傳感器的智能手術工具等。

微系統(tǒng)行業(yè)市場發(fā)展現狀分析

MST的前景是壯觀的，其工藝是從集成電路加工派生出的批量加工技術。預期，MST將會同集成電路一樣，通過新的而且便宜的產品來改變人們的生活。MST的潛在應用包括汽車里的壓力傳感器和加速度計，也包括流量傳感器、溫度傳感器、力傳感器、位置傳感器、磁場傳感器、化學傳感器、光傳感器、紅外輻射產傳感器等，MST不但便宜，而且具有獨特的性能。我們認為，下一代的器件將使用微泵、流量傳感器、微混合器、微篩、微反應器等，在醫(yī)藥、過程控制、化學分析等領域應用在生物、化學和生化分析系統(tǒng)中。

再向未來做進一步展望，微型機器人將應用在電荷耦合器件(CCD)照相機中，對CCD芯片的位置做主動的優(yōu)化;也可以應用在CD設置中，用來定位光學元件;還可以幫助外科醫(yī)生做手術;可以維修其它微系統(tǒng);微機器人能夠在超凈間執(zhí)行操作和檢修任務。以上列出了最近幾十年內MST的一些可能應用，有許多可能沒有列出，因為MST的發(fā)展在很大程度上具有不可預料性。

根據中研普華產業(yè)研究院發(fā)布的《2023-2028年中國微系統(tǒng)行業(yè)市場前瞻與未來投資戰(zhàn)略分析報告》顯示：

微觀世界與宏觀世界有很大的差別。微觀世界中，表面力起到了主要作用，例如表面張力和表面摩擦力等。只有在特殊場合。慣性力和質量對微系統(tǒng)才有意義，如加速度計和重力傳感器，而靜電力和流量剪切力將使機械機構產生嚴重的變形。流量具有非常小的雷諾數，所以所有的流量都相當黏滯。在微米級系統(tǒng)中表面看起來非常粗糙，但機械結構卻非常硬和結實，周圍的溫度將由于強烈的Brownian移動而發(fā)生變化。

我國的微系統(tǒng)技術已有一定進展，ASIC器件已經進行了在軌試驗并開始進行空間應用，但在制造工藝水平上有待提高?，F階段我國將“制造屬于自己的微器件”作為我國微系統(tǒng)的發(fā)展目標，將在利用現有資源和借鑒國外先進技術經驗的同時進行自我創(chuàng)新，在研發(fā)和生產方面不懈努力，早日實現我國的微系統(tǒng)行業(yè)繁榮發(fā)展。

近年來，微系統(tǒng)相關技術發(fā)展迅速，微系統(tǒng)集成方法與工藝有了新的突破，微電子器件特征尺寸繼續(xù)減小，微處理器、微射頻器等性能進一步提升，碳化硅與氮化鎵等第三代半導體材料器件日益成熟并進入應用階段，為微系統(tǒng)技術發(fā)展提供了有效支撐。微傳感器是傳感技術微型化的基礎，是微系統(tǒng)的重要基礎技術。近年來，微傳感器性能不斷提升，可感知對象不斷豐富，在生物醫(yī)學及消費電子產品等領域中得到了廣泛應用，對各種傳感裝備的微型化發(fā)展起著巨大的推動作用。

智能物聯網具有極大的發(fā)展?jié)摿Γ袊苿优c清華大學成立聯合研究院是富有前瞻性之舉，可實現需求牽引和技術推動的融合。當前，存算一體技術與智能微系統(tǒng)技術都已取得了顯著的成果，期待后續(xù)進一步加強創(chuàng)新鏈和產業(yè)鏈的融合，以前沿技術解決現有問題，同時為產業(yè)未來的發(fā)展創(chuàng)造新的機遇。

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