1.5 MEMS的发展前景

MEMS自20世纪80年代中期发展至今一直受到世界各发达国家的广泛重视，被认为是一项面向21世纪可以广泛应用的新兴技术。MEMS具有成本低、体积小、质量轻、功耗低、性能稳定、谐振频率高、响应时间短的优点。而且MEMS的综合集成度高，附加值高，具有多种能量转化、传输等功能，包括力、热能、声能、磁、化学能、生物能等。所以在工业领域有着很好的应用前景，并且有向多样化发展的趋势。

近年来，北京大学、清华大学、复旦大学、哈尔滨工业大学、上海交通大学、西安交通大学、航天工业总公司等许多单位都在开展这方面的工作。

由于纳米器件比半导体器件工作速度快得多，可以大大提高武器控制系统的信息传输、存储和处理能力，可以制造出全新原理的智能化微型导航系统，使制导武器的隐蔽性、机动性和生存能力发生质的变化。利用纳米技术制造的形如蚊子的微型导弹可以起到神奇的战斗效能。纳米导弹直接受电波遥控，可以神不知鬼不觉地潜入目标内部，其威力足以炸毁敌方火炮、坦克、飞机、指挥部和弹药库。“苍蝇”飞机是一种如苍蝇般大小的袖珍飞行器，可携带各种探测设备，具有信息处理、导航、信号接收和通信能力，其主要功能是秘密部署到敌方信息系统和武器系统的内部或附近监视敌方情况，这些纳米飞机可以悬停、飞行，敌方雷达难以发现它们。“蚂蚁士兵”是一种通过声波控制的微型机器人。这些机器人比蚂蚁还要小但具有惊人的破坏力，它们可以通过各种途径钻进敌方武器装备中长期潜伏下来。一旦启用，这些“蚂蚁士兵”就会各显神通：有的专门破坏敌方电子设备，使其短路、毁坏；有的充当爆破手，用特种炸药引爆目标；有的施放各种化学制剂，使敌方金属变脆、油料凝结或使敌方人员神经麻痹、失去战斗力。

尽管许多新的技术很有希望，但是能够对生物恐怖提供早期报警的产品至少还有几年时间才能上市。纳传感器和生物芯片一样要求将目标分子从环境中提出来并与传感器直接接触。纳传感器使得小型的便携手持传感系统成为可能。现在许多大学、实验室和工业界都在寻求开发出一种快速准确识别出有毒材料的便携装置，其价值远远超出了保护人类免受生物恐怖袭击的程度。此外，还有被人称为“间谍草”或“沙粒坐探”的形形色色的微型战场传感器等纳米武器装备。所有这些纳米武器组合起来就建成一支独具一格的“微型军”。据美国国防部专家透露，美国第一批微型军将于近期服役，2010年内可大规模应用。纳米武器的出现和使用将大大改变人们对战争力量对比的看法，使人们重新认识军事领域数量与质量的关系，产生全新的战争理念，使武器装备的研制与生产更加脱离传统的数量规模限制，进一步向智能化的方向发展，从而彻底变革未来战争的面貌。纳米技术在加剧武器装备微型化的进程中，也将推动军队的体制编制发生革命性变革，孕育和产生新的兵种。由多种不同功能的纳米武器组成的“微型军团”作为一种全新的作战力量将出现在未来的战场上。

无线网络通信的出现作为MEMS技术向信息技术引进的一种重要的推动力。技术的推动力主要包括新材料的研制，如磁性材料在MEMS系统中的运用。生物技术的驱动主要有细胞处理和微生物组织。MEMS技术在卫生保健领域应用的推动力是对高生活质量的强烈要求。MEMS技术在极端环境下和在生物医学里的运用将是MEMS技术封装的技术驱动。此外，其他技术驱动还涉及不同长度等级的系统之间的相互关系、对低功耗操作的要求和在计算能力上的巨大提高。

汽车工业是MEMS技术的主要应用领域之一。传感器、控制器和导航器构成了现代化汽车的重要部分。现代化的汽车系统主要包括车架系统、动力系统、操控系统和通信系统。汽车系统都要求性能高、价格低的MEMS技术来支撑。MEMS技术还可用于航天器系统中的温度控制和电气系统的微型化，航天器系统的微型化，航天发射保障系统的参数测量，发射环境保障系统探测环境污染，航天器姿态测量、控制和导航系统也需要先进的MEMS技术，以及微工程、微流体力学、微加工技术与微结构力学等方面。

MEMS技术潜在的巨大效益将渗透到科技发展的各个领域，从宏观到微观，从医药技术到生命科学，从制造业到信息通信等。在生物领域中，许多酶可以充当分子电机，利用这一技术，可以生产有机或无机相结合的MEMS器件。在信息领域中，当前的信息技术是基于微电子器件和微电路的，在未来10年中，这些技术的发展会达到其物理极限。而MEMS会成为下一代信息技术的主要载体。通过MEMS系统可以开展一些单分子检测、分析及应用方面的研究，这也是MEMS系统所独有的能力。MEMS的潜在应用毫无疑问，即使在研究初期似乎也可十分清楚地预测到MEMS最终将在许多领域中得到广泛应用。