Saskaņā ar attiecīgajiem datiem globālajā sensoru tirgū Amerikas Savienotās Valstis līdz 29% tirgus daļai, lai aizņemtu pirmās globālā sensoru tirgus daļas troni, kas ir cieši saistīts ar Amerikas Savienotajām Valstīm, sensoram vienmēr ir pievienojis lielu nozīmi.
Amerikas Savienotās Valstis ir informācijas revolūcijas avots kā viens no trim galvenajiem mūsdienu informācijas tehnoloģiju tehnoloģiskajiem stūrakmeņiem, Amerikas Savienotās Valstis sensorus uzskata par galveno augsto tehnoloģiju tehnoloģiju. Jau 2004. gadā ASV Nacionālais zinātnes fonds (NSF) izlaida ļoti tālredzīgu īpašo ziņojumu - "Sensora revolūciju" (sensora revolūcija). (Ja jūs interesē šis ziņojums, lūdzu, skatiet saturu: NSF izlaidumi: sensora revolūcija.)
MEMS (mikroelektromehāniskās sistēmas) ir revolucionāra tehnoloģija sensora jomā. Kā daļu no darbību sērijas, lai veicinātu sensoru izglītības popularizēšanu Amerikas Savienotajās Valstīs, NSF ir finansējis SCME (Microsystems izglītības atbalsta centrs), kura mērķis ir popularizēt un atbalstīt MEMS izglītību.
Šis raksts ir tulkots no MEMS vēstures, kas ir viena no SCME izglītības sērijām, kas nodrošinaVisaptveroša MEMS tehnoloģijas vēsture, kas aptver galvenos tehnoloģiju mezglus un pagrieziena punktus MEMS: ieskaitot slavenākās MEMS prezentācijas, silīcija pretestības efekta atklāšana (kas ir pamats memēmspiedienssensori), visvairāk minētie raksti MEMS laukā uncits saturs.dokumenti utt.Tas ir ieteicams visiem!
Par"MEMS vēsture" (MEMS vēsture)PDF oriģinālais dokuments (angļu valoda), jūs varat meklēt atslēgvārdus [MEMS vēsture] Sensoru ekspertu tīklā raksta informācija par informāciju, lai iegūtu informāciju, var būt lejupielādēta.
Sensoru ekspertu tīkls(sensorexpert.com.cn) koncentrējas uz sensoru tehnoloģijas jomu, ir apņēmusies ievērot globālo progresīvo tirgus dinamiku, tehnoloģiju tendences un profesionālo vertikālo pakalpojumu produktu izvēli, ir vadošā sensora produktu vaicājums un plašsaziņas līdzekļu informācijas pakalpojumu platforma. Balstoties uz sensoru produktiem un tehnoloģijām, lielākā daļa elektronisko ražošanas praktiķu un sensoru ražotāju, lai nodrošinātu precīzu saskaņošanu un doku.
Mikroelektromehāniskās sistēmas (MEMS) ir miniatūras sistēmas, kas atrodas mūsu ikdienas dzīvē. MEMS komponentu lielums ir no vienas daļas uz miljonu (mikronu) līdz vienai daļai uz tūkstoš (milimetri). Tos sauc arī par mikromehāniku, mikrosistēmām, mikromahīnām vai mikrosistēmu tehnoloģiju (MST).
MEMS tiek ražoti no visdažādākajiem materiāliem un procesiemIzmantojot tādus materiālus kā pusvadītāji, plastmasa, keramika, ferroelektrika, magnētika, un ⽣.
Izmantotie materiāli ietver pusvadītājus, plastmasu, keramiku, dzelzi, magnētiskus un ⽣ materiālus.
MEMS izmanto kā sensorus, izpildmehānismus, akselerometrus,pārslēgties, Gamecontrollers un gaismas atstarotāji, nosaukt tikai dažas lietojumprogrammas.
MEMS šobrīd irIzmanto automašīnās, kosmiskās aviācijas tehnoloģijās, vitalitātē un medicīniskajā lietojumā, tintes printeros, bezvadu un optiskajā sakarā, un katru dienu parādās jauni lietošanas gadījumi.
1965. gadā Gordons Mūrs izteica novērojumu, ka kopš tranzistora izgudrošanas 1940. gadu beigās,Tranzistoru skaits uz kvadrātcollu onintegratedķēdesbija dubultojies ik pēc 18 mēnešiemno 1950. gadu beigām līdz 1960. gadu sākumam,Novērojums, kas ir pamatā "Mūra likums. Mūrs šajā paziņojumā sacīja:" Paredzamā nākotnē tehnoloģija koncentrēsies uz to, ka tā ir mazāka, nevis lielāka ".
"Mūrs norādīja, ka tehnoloģijai paredzamā nākotnē ir un būs jākoncentrējas uz mazāku, nevis lielāku."
Tāpat kā tranzistors, cilvēki ir mēģinājuši padarīt elektromehāniskās sistēmas mazākas un mazākas, un vīrietis vārdā Ričards Feinmans to vislabāk izteicis savā slavenajā 1959. gada lekcijā ar nosaukumu "apakšā ir daudz vietas": "Viņi man saka, ka elektromotors ir nagu lielums uz mazā pirksta, un tā ir maza, maza pasaule. "
Gordons Mūrs un Ričards Feinmans ir tikai divi zinātnieku piemēri, kuri prognozē mazākas un mazākas topošās MEMS tehnoloģijas. Šajā rakstā tiks apskatīti galvenie tehnoloģiju mezgli un atskaites punkti, kas parādās MEMS laukā.
Svarīgi MEMS atskaites punkti
MEMS ierīču dzimšana ir notikusi daudzās vietās un daudzu cilvēku centienos. Protams, katru dienu tiek izstrādātas jaunas MEMS tehnoloģijas un pielietojumi. Tas ietver daudzos centienus, kas noveduši pie MEMS attīstības.
Zemāk ir laika grafiks, kas pabeidz MEMS tehnoloģijas attīstības laika grafiku. Sākot ar pirmo punktu kontaktu tranzistoru, kas izveidots 1947. gadā un beidzas ar optiskā tīkla slēdzi 1999. gadā, MEMS ir veicinājis pašreizējo MEMS tehnoloģijas un nanotehnoloģiju stāvokli, izmantojot daudzus jauninājumus vairāk nekā 50 gadu laikā.
Zemāk par 35 galvenajiem pagrieziena punktiem MEMS vēsturē mēs redzam, ka ir daudz pazīstamu laboratoriju, universitāšu un uzņēmumu, kas ir devuši ievērojamu ieguldījumu MEMS attīstībā:
- 1948. gads, germānija tranzistors izgudroja Bell Labs (Viljams Šoklijs)
- 1954. gads, germānija un silīcija (CS Smith) pjezorezistīvs efekts
- 1958. gads, pirmā integrētā shēma (IC) (JS Kilby 1958/Robert Noyce 1959)
- 1959. gads, "Daudz vietas apakšā" (R. Feynman)
- 1959. gadā parādīja pirmo silīcija spiediena sensoru (Kulite)
- 1967. gads, anizotropiskā dziļā silīcija kodināšana (Ha Waggener et al.)
- 1968. gads, rezonējošo vārtu tranzistors patentēts (virsmas mikromahinēšanas process) (H. Nathanson et al.)
- 1970. gads, partiju iegremdētie silīcija vafeles, ko izmanto kā spiediena sensorus (partijas mikromahinēšanas process)
- 1971. gads, mikroprocesors izgudroja
- 1979. gads, Hewlett-Packard Micromachined tintes sprausla
- 1982. gads, "Silīcijs kā strukturāls materiāls" (K. Petersens)
- 1982. gads, Liga process (KFK, Vācija)
- 1982. gads, vienreizējās lietošanas asinsspiediena sensors (Honeywell)
- 1983. gads, integrēts spiediena sensors (Honeywell)
- 1983. gads, "Infinitesimal Machinery", R. Feynman.
- 1985, sensors vai avārijas sensors (gaisa spilvens)
- 1985. gads, "Buckyball" atklāšana
- 1986. gads, atomu spēka mikroskopa izgudrojums
- 1986. gads, silīcija vafeļu savienošana (M. Shimbo)
- 1988. gads: spiediena sensoru masveida ražošana ar vafeļu savienošanu (Nova sensors)
- 1988. gads, rotācijas elektrostatiskās sānu piedziņamotors(Fan, Tai, Muller)
- 1991, ikgadējais polikristāliskais silīcija eņģe (Pister, Judy, Burgett, baidoties).
- 1991, oglekļa nanocauruļu atklāšana
- 1992, Rating Light modulatori (Solgaard, Sandejas, Bloom)
- 1992. gads, lielapjoma mikromachining (kliedziena process, Kornels)
- 1993, Digital Mirror Display (TeksasaInstrumenti)
- 1993, MCNC izveido mumbu lietuves servisu
- 1993. gads, pirmais masveida ražots virsmas mikromachinēts akselerometrs (analogās ierīces)
- 1994, Bosch Deep Reaktīvais jonu kodināšanas process patentēts
- 1996. gadā Ričards Smallijs izstrādā tehnoloģiju, lai ražotu vienmērīgu diametru oglekļa nanocaurules.
- 1999, optiskā tīkla slēdži (Lucent)
- 2000. gadi, optiskās mems uzplaukums
- 2000. gadi, biomems uzplaukums
- 2000. gados tika palielināts MEMS ierīču un lietojumprogrammu skaita palielināšanās.
- 2000. gadi, NEMS lietojumprogrammas un tehnoloģiju attīstība
1947. gads. Punktu kontakta tranzistora (germānija) izgudrojums
1947. gadā Viljamam Šoklam, Džonam Bardeenam un Valteram Brattam no Bell Labs izdevās būvēt pirmo punktu kontaktu tranzistoru. Šis tranzistors izmantoja germāniju, daļēji vadošu ķīmisko elementu.
Šis izgudrojums parādīja spēju izgatavot tranzistorus no pusvadītāju materiāliem, ļaujot labāk kontrolētspriegumsunaktuāls.Tas arī atvēra durvis, lai izgatavotu mazākus un mazākus tranzistorus. Germānija NPN augšanas krustojuma tranzistora patentu 1948. gadā iesniedza Viljams Šoklijs.
Pirmais tranzistors bija apmēram pus collu garš un noteikti bija milzīgs, salīdzinot ar mūsdienu standartiem. Mūsdienās zinātnieki var izveidot nanotransistorus, kuru diametrs ir aptuveni 1 nanometrs. Atsaucei cilvēka mati ir apmēram 60-100 mikroni.
Pjezoresistiskā efekta atklāšana silīcija un germānijā 1954. gadā
1954. gadā CS Smits atklāja pjezoresistisko efektu pusvadītāju materiālos, piemēram, silīcijā un germānijā. Šis pjezoresistiskais efekts pusvadītājos var būt lielāks par lielumu nekā ģeometriskais pjezorezistīvs efekts metālos.Šis atklājums bija svarīgs MEMS, jo tas parādīja, ka silīcijs un germānijs var izjust gaisa vai ūdens spiedienu labāk nekā metāli.
Pjezoresistiskā efekta atklāšana pusvadītājos noveda pie silīcija celma mērītāju komerciālas attīstības 1958. gadā. 1959. gadā Kulite Corporation tika dibināta par pirmo komerciālo pliko silīcija celma mērītāju komerciālu avotu.
1958. gadā tika izgudrota pirmā integrētā shēma (IC)
Kad tranzistors tika izgudrots, katra tranzistora faktiskais lielums bija ierobežots, jo tas bija jāpievieno vadiem un citām elektroniskām ierīcēm. Tā rezultātā tranzistora sarūkšana apstājās līdz "integrētās shēmas" parādīšanai.
Integrēta shēma sastāvētu no tranzistoriem, rezistoriem, kondensatoriem un vadiem, lai apmierinātu konkrētas lietojumprogrammas vajadzības. Ja integrētu ķēdi varētu pilnībā izgatavot uz viena substrāta, visu ierīci var padarīt vēl mazāku.
Gandrīz tajā pašā laikā divi cilvēki patstāvīgi izstrādāja integrētas shēmas.
1958. gadā Džeks Kilbijs, strādājot Teksasas instrumentos, izstrādāja "cietvielu shēmas" darba modeli.Šī ķēde sastāvēja no tranzistora, trim rezistoriem un kondensatora, kas visi bija uzstādīti uz germānija lapas.
Drīz pēc tam Roberts Noyce no Fairchild Semiconductor izgatavoja pirmo "vienības shēmu", integrētu shēmu, kas izgatavota uz silīcija mikroshēmas. Šī integrētā shēma tika izveidota uz silīcija mikroshēmas, un Roberts Noyce savu pirmo patentu saņēma 1961. gadā.
1959. gads "Daudz vietas apakšā"
1959. gadā Amerikas Fiziskās biedrības sanāksmē vīrietis vārdā Ričards Feinmans popularizēja mikro- un nanotehnoloģijas attīstību ar slavenu semināru lekciju ar nosaukumu "Apakšā ir daudz vietas".
Savā lekcijā viņš uzdeva jautājumu:"Kāpēc mēs nevaram uzrakstīt visu 24- sējuma enciklopēdiju Britannica uz tapas galvas?"