Według odpowiednich danych na globalnym rynku czujników Stany Zjednoczone do 29% udziału w rynku, aby zajmować tron pierwszego globalnego udziału w rynku czujników, który jest ściśle związany ze Stanami Zjednoczonymi, zawsze przywiązuje ogromną wagę do czujnika.
Stany Zjednoczone są źródłem rewolucji informacyjnej, jako jedna z trzech głównych technologii technologii informatycznych, czujniki zostały uznane za kluczową technologię zaawansowanych technologii przez Stany Zjednoczone. Już w 2004 r. Amerykańska National Science Foundation (NSF) opublikowała bardzo przyszłościowy raport specjalny - „The Sensor Revolution” (The Sensor Revolution). (Jeśli jesteś zainteresowany tym raportem, zapoznaj się z treścią: NSF Wydania: rewolucja czujnika.)
MEMS (Systemy mikroelektromechaniczne) to rewolucyjna technologia w polu czujnika. W ramach serii działań promujących popularyzację edukacji czujników w Stanach Zjednoczonych, NSF sfinansował SCME (Centrum Edukacji Mikrosystemów), które ma na celu popularyzację edukacji MEMS.
Ten artykuł jest przetłumaczony z History of MEMS, jednej z serii edukacyjnych SCME, która zapewniaKompleksowa historia technologii MEMS, obejmująca kluczowe węzły technologiczne i kamienie milowe w MEMS: w tym najsłynniejsze prezentacje MEMS, odkrycie krzemowego efektu rezystancyjnego (co jest podstawą Memsciśnienieczujniki), najczęściej cytowane dokumenty w polu mems iinne treści.dokumenty itp.Jest to zalecane dla wszystkich!
Dla„Historia MEMS” (History of MEMS)Oryginalny dokument PDF (angielski), możesz wyszukać słowa kluczowe [Historia MEMS] W sieci ekspertów czujników na stronie szczegółów artykułu może być pobieranie informacji.
Sieć ekspertów czujników(sensorexpert.com.cn) koncentruje się na dziedzinie technologii czujników, jest zaangażowany w globalną najnowocześniejszą dynamikę rynku, trendy technologiczne i wybór produktów profesjonalnych usług pionowych, jest wiodącą platformą usług produktów i mediów. Na podstawie produktów i technologii czujników większość elektronicznych praktyków produkcyjnych i producentów czujników zapewniają dokładne dopasowanie i dokowanie.
Systemy mikroelektromechaniczne (MEMS) to systemy miniaturowe obecne w naszym codziennym życiu. Komponenty MEMS wahają się od jednej części na milion (mikron) do jednej części na tysiąc (milimetry). Są one również znane jako Micromechanics, Microsystems, MicroMachins lub Microsystems Technology (MST).
MEM są produkowane z szerokiej gamy materiałów i procesówUżywając materiałów takich jak półprzewodniki, tworzywa sztuczne, ceramika, ferroelektryki, magnetykai ⽣.
Zastosowane materiały obejmują półprzewodniki, tworzywa sztuczne, ceramikę, żelazo, magnetyczne i ⽣ materiały.
MEM są używane jako czujniki, siłowniki, akcelerometry,przełączniki, gameControllers i lekkie odbijniki, aby wymienić tylko kilka aplikacji.
MEM są obecnieUżywane w samochodach, technologii lotniczej, witalności i zastosowaniach medycznych, drukarkach atramentowych, komunikacji bezprzewodowej i optyczneji nowe przypadki użycia pojawiają się każdego dnia.
W 1965 roku Gordon Moore spostrzegł, że od czasu wynalezienia tranzystora pod koniec lat 40. XX wieku,Liczba tranzystorów na cal kwadratowyobwodypodwoił się co 18 miesięcyOd końca lat 50. do wczesnych lat 60. XX wieku, jakiśObserwacja, która leży u podstaw „Prawo Moore'a. Moore powiedział w tym oświadczeniu:„ W dającej się przewidzieć przyszłości technologia skupi się na byciu mniejszym, a nie większym ”.
„Moore wskazał, że technologia ma i wolą w dającej się przewidzieć przyszłej koncentratu na mniejszym, nie większym”.
Podobnie jak tranzystor, ludzie próbują uczynić systemy elektromechaniczne mniejsze i mniejsze, a mężczyzna o imieniu Richard Feynman najlepiej umieścił to w swoim słynnym wykładzie z 1959 r. Zatytułowanego „Na dole jest dużo miejsca”: „Mówią mi, że silnik elektryczny jest Rozmiar paznokci na twoim małym palcu i jest to mały, mały świat. ”
Gordon Moore i Richard Feynman to tylko dwa przykłady naukowców, którzy przewidują coraz mniejsze technologie MEMS. W tym artykule omówiono kluczowe węzły technologiczne i kamienie milowe, które pojawiają się w dziedzinie MEMS.
Ważne kamienie milowe MEMS
Narodziny urządzeń MEMS odbyły się w wielu miejscach i poprzez wysiłki wielu ludzi. Oczywiście codziennie rozwijane są nowe technologie i aplikacje MEMS. Obejmuje to wiele wysiłków, które doprowadziły do rozwoju MEMS.
Poniżej znajduje się harmonogram, który wypełnia harmonogram rozwoju technologii MEMS. Począwszy od pierwszego punktu tranzystora kontaktowego wykonanego w 1947 r. I kończąc na przełączniku sieci optycznej w 1999 r., MEMS przyczynił się do obecnego stanu technologii MEMS i nanotechnologii poprzez wiele innowacji w ciągu ponad 50 lat.
Poniżej o 35 głównych kamieniach milowych w historii MEMS widzimy, że istnieje wiele znanych laboratoriów, uniwersytetów i firm, które wnieśli znaczący wkład w rozwój MEM:
- 1948, Tranzystor germanu wynaleziony w Bell Labs (William Shockley)
- 1954, Piezorezistive Effect of german i krzem (CS Smith)
- 1958, First Integrated Circuit (IC) (JS Kilby 1958/Robert Noyce 1959)
- 1959, „Dużo pokoju na dole” (R. Feynman)
- 1959, zademonstrował pierwszy czujnik ciśnienia krzemu (kulite)
- 1967, Anizotropowe głębokie trawienie krzemu (Ha Waggener i in.)
- 1968, opatentowany tranzystor bramki rezonansowej (proces mikroobrazowania powierzchni) (H. Nathanson i in.)
- 1970, Partowe Wafle krzemowe stosowane jako czujniki ciśnienia (proces mikroobróbki wsadowej)
- 1971, wymyślono mikroprocesor
- 1979, Hewlett-Packard Microasomined Inkjet Dysza
- 1982, „Krzemowa jako materiał strukturalny” (K. Petersen)
- 1982, Liga Process (KFK, Niemcy)
- 1982, jednorazowy czujnik ciśnienia krwi (Honeywell)
- 1983, zintegrowany czujnik ciśnienia (Honeywell)
- 1983, „Infinitesimal Machinery”, R. Feynman.
- 1985, czujnik czujnika lub zderzenia (poduszka powietrzna)
- 1985, Odkrycie „Buckyball”
- 1986, wynalazek mikroskopu siły atomowej
- 1986, wiązanie wafla krzemowego (M. Shimbo)
- 1988: Masowa produkcja czujników ciśnienia przez wiązanie opłat (Nova Sensor)
- 1988, obrotowy napęd boczny elektrostatycznysilnik(Fan, Tai, Muller)
- 1991, coroczny polikrystaliczny zawias krzemu (Pister, Judy, Burgett, Fearing).
- 1991, Odkrycie nanorurek węglowych
- 1992, Modulatory światła krat (Solgaard, Sandejas, Bloom)
- 1992, Makroobrominia luzem (Scream Process, Cornell)
- 1993, Digital Mirror Display (TeksasInstrumenty)
- 1993, MCNC tworzy Mumps Foundry Service
- 1993, pierwszy produkowany masowo akcelerometr powierzchniowy (urządzenia analogowe)
- 1994, Bosch Deep Reactive Ion Trawing Proces opatentowany
- 1996, Richard Smalley opracowuje technologię wytwarzania nanorurek węglowych o jednolitej średnicy.
- 1999, optyczne przełączniki sieciowe (Lucent)
- 2000., Optical Mems Boom
- 2000s, Biomems Surge
- W latach 2000. wzrost liczby urządzeń i aplikacji MEMS.
- 2000, aplikacje NEMS i rozwój technologii
Wynalazek z 1947 r. Tranzystora punktowego (german)
W 1947 r. William Shockley, John Bardeen i Walter Brattain z Bell Labs udało się zbudować pierwszego tranzystora kontaktu punktowego. Ten tranzystor wykorzystał german, półprzewodnikowy element chemiczny.
Wynalazek ten wykazał zdolność do wytwarzania tranzystorów z materiałów półprzewodników, umożliwiając kontrolę nadwoltażIaktualny.Otworzyło również drzwi do robienia coraz mniejszych tranzystorów. Patent na tranzystor Germeum NPN Growth Junction został złożony przez Williama Shockleya w 1948 r.
Pierwszy tranzystor miał około pół cala wysokości i z pewnością był ogromny w porównaniu do dzisiejszych standardów. Dzisiaj naukowcy mogą tworzyć nanotransystory o średnicy około 1 nanometru. Dla odniesienia ludzkie włosy to około 60-100 mikronów.
Odkrycie efektu piezorezystycznego w krzemionie i germanu w 1954 r.
W 1954 r. CS Smith odkrył efekt piezorezystyczny w materiałach półprzewodnikowych, takich jak krzem i german. Ten efekt piezorezystyczny w półprzewodnikach może być rzędu wielkości większej niż geometryczny efekt piezorezystyczny w metalach.Odkrycie to było ważne dla MEMS, ponieważ wykazało, że krzem i german lepiej wyczuwa ciśnienie powietrza lub wody lepsze niż metale.
Odkrycie efektu piezorezystycznego w półprzewodnikach doprowadziło do komercyjnego rozwoju wskaźników szczepów krzemowych w 1958 r. W 1959 r. Kulite Corporation został założony jako pierwsze komercyjne źródło gołego krzemowego szczepu.
W 1958 r. Wynaleziono pierwszy obwód zintegrowany (IC)
Po wynalezieniu tranzystora rzeczywisty rozmiar każdego tranzystora był ograniczony, ponieważ musiał być podłączony do przewodów i innych urządzeń elektronicznych. W rezultacie kurczenie się tranzystora zatrzymało się aż do nadejścia „zintegrowanego obwodu”.
Zintegrowany obwód składałby się z tranzystorów, rezystorów, kondensatorów i przewodów, aby zaspokoić potrzeby określonej aplikacji. Jeśli zintegrowany obwód mógłby zostać wykonany w całości na jednym podłożu, całe urządzenie może być jeszcze mniejsze.
Niemal jednocześnie dwie osoby niezależnie rozwinęły się zintegrowane obwody.
W 1958 r. Jack Kilby, pracujący dla Texas Instruments, opracował działający model „obwodu solidnego”.Ten obwód składał się z tranzystora, trzech rezystorów i kondensatora, wszystkie zamontowane na arkuszu germanu.
Niedługo potem Robert Noyce z Fairchild Semiconductor stworzył pierwszy „obwód jednostkowy”, zintegrowany obwód wykonany na krzemowym chipie. Ten zintegrowany obwód został wykonany na krzemowym chipie, a Robert Noyce otrzymał swój pierwszy patent w 1961 roku.
1959 „Dużo miejsca na dole”
W 1959 r. Na spotkaniu American Physical Society mężczyzna o imieniu Richard Feynman spopularyzował rozwój mikro- i nanotechnologii dzięki słynnej przełomowej wykładu zatytułowanej „Na dole jest dużo miejsca”.
W swoim wykładzie zadał pytanie:„Dlaczego nie możemy napisać całego 24- encyclopaedia Britannica na czele szpilki?”