微机电系统（MEMS）：微型传感器与致动器的革命

“微机电系统（MEMS）是一种利用微细加工技术制造小型机械和机电元件的技术。这种技术涵盖的器件物理尺寸从一微米到几毫米不等，且复杂程度各异，从静态结构到包含多运动元件的复杂系统。MEMS的主要特征是至少有一个元件具备机械功能。在美国通常称为MEMS，而在全球其他地方可能被称为微系统技术或微机械设备。MEMS的核心组件包括微传感器和微致动器，它们作为能量转换器，分别将物理信号转化为电信号和反之。由于采用了集成电路的批量生产技术，MEMS能够提供高性能和低成本的优势，广泛应用在各种领域，如温度、压力、惯性力、化学物质等多种传感，并且其微型化执行器也能产生显著的机械效果。” 微机电系统（MEMS）是一种集成微电子和微型机械结构的先进技术，它通过微细加工工艺，将机械和电子元件缩小至微米级别。这一技术的范围广泛，从简单的固定结构到复杂的系统，其中包含多个可运动的元件，这些元件在微电子的控制下协同工作。MEMS器件的尺寸通常在1微米到几毫米之间，但其功能却不可小觑，尤其是当涉及到微传感器和微致动器时。 微传感器是MEMS中的关键部分，它们能够检测各种物理量，如温度、压力、惯性、化学物质、磁场和辐射，并将这些非电信息转换为电信号，便于进一步处理和分析。这些微型传感器在性能上往往优于传统的宏观传感器，同时得益于批量生产，成本得以降低，推动了其在商业上的广泛应用。 另一方面，微致动器则负责将电信号转化为机械动作，如微阀用于控制流体流动，光学微开关和反射镜用于光束操纵，微镜阵列用于显示技术，微谐振器在特定频率下振动，微泵产生正压流体，以及微瓣用于空气动力学控制等。这些微小的执行器虽然尺寸有限，但能够产生显著的机械效应，甚至在某些情况下超越了它们尺寸所暗示的能力。 当微传感器和微致动器与微电子组件集成在同一硅片上时，便形成了一个完整的MEMS系统，实现了微尺度上的高度集成和多功能性。这样的系统在许多领域都有着广泛的应用，如汽车安全、医疗设备、环境监测、通信技术、航空航天和消费电子产品等。随着MEMS技术的不断发展，其在物联网、人工智能和未来智能系统中的作用将进一步增强，为我们的生活带来更多创新和便利。