Volgens relevante gegevens heeft in de wereldwijde sensormarkt het marktaandeel van de Verenigde Staten tot 29% om de troon te bezetten van het eerste wereldwijde marktaandeel van de sensor, dat nauw verwant is aan de Verenigde Staten, altijd veel belang hechten aan de sensor.
De Verenigde Staten zijn de bron van de informatierevolutie, als een van de drie belangrijkste technologische hoekstenen van moderne informatietechnologie, worden sensoren door de Verenigde Staten beschouwd als een belangrijke hightech-technologie. Al in 2004 heeft de US National Science Foundation (NSF) een zeer vooruitziend speciaal rapport uitgebracht - "The Sensor Revolution" (The Sensor Revolution). (Als u geïnteresseerd bent in dit rapport, raadpleeg dan de inhoud: NSF Releases: The Sensor Revolution.)
MEMS (micro-elektromechanische systemen) is een revolutionaire technologie in het sensorveld. Als onderdeel van een reeks acties om de popularisatie van sensoreducatie in de Verenigde Staten te bevorderen, heeft NSF SCME (Support Center for Microsystems Education) gefinancierd, die tot doel heeft MEMS -onderwijs populair te maken en te ondersteunen.
Dit artikel is vertaald uit de geschiedenis van MEMS, een van SCME's Educational Series, die biedtEen uitgebreide geschiedenis van MEMS -technologie, over belangrijke technologiediensten en mijlpalen in MEMS: inclusief de beroemdste MEMS -presentaties, de ontdekking van het siliciumresistieve effect (dat is de basis van MEMSdruksensoren), de meest geciteerde papieren in het MEMS -veld, enandere inhoud.Papers, etc.Het wordt aanbevolen voor iedereen!
Voor"History of Mems" (Geschiedenis van MEMS)PDF origineel document (Engels), u kunt zoeken naar trefwoorden [MEMS GESCHIEDENIS] In het sensor -expertnetwerk kan op de pagina met artikelgegevens voor informatie downloaden zijn.
Sensor Expert Network(sensorexpert.com.cn) richt zich op het gebied van sensortechnologie, zet zich in voor de wereldwijde geavanceerde marktdynamiek, technologische trends en productselectie van professionele verticale diensten, is het toonaangevende productquery van de sensorproduct- en media-informatiedienstplatform. Op basis van sensorproducten en -technologieën, de meeste elektronische productie -beoefenaars en sensorfabrikanten om nauwkeurige matching en docking te bieden.
Micro -elektromechanische systemen (MEMS) zijn miniatuursystemen die in ons dagelijks leven aanwezig zijn. MEMS -componenten variëren in grootte van één deel per miljoen (micron) tot één deel per duizend (millimeters). Ze zijn ook bekend als micromechanica, microsystemen, micromachines of microsystems -technologie (MST).
Mems worden vervaardigd van een breed scala aan materialen en processenMet behulp van materialen zoals halfgeleiders, kunststoffen, keramiek, ferro -elektrische, magneticaen ⽣.
Gebruikte materialen omvatten halfgeleiders, kunststoffen, keramiek, ijzer, magnetische en ⽣ materialen.
MEMS worden gebruikt als sensoren, actuatoren, versnellingsmeters,schakelaars, gamecontrollers en lichtreflectoren, om slechts enkele toepassingen te noemen.
Mems zijn momenteelGebruikt in auto's, ruimtevaarttechnologie, vitaliteit en medische toepassingen, inkjetprinters, draadloze en optische communicatie, en er worden elke dag nieuwe use -cases ontstaan.
In 1965 observeerde Gordon Moore dat sinds de uitvinding van de transistor in de late jaren 1940, deAantal transistoren per vierkante inch On -geïntegreerdcircuitshad om de 18 maanden verdubbeldVanaf het einde van de jaren 1950 tot het begin van de jaren zestig, eenObservatie die ten grondslag ligt aan "Moore's wet. Moore zei in deze verklaring", voor de nabije toekomst zal technologie zich richten op kleiner zijn, niet groter. "
"Moore gaf aan dat technologie voor het nabije toekomstige concentratie op kleinere, niet groter heeft en wil."
Net als de transistor hebben mensen geprobeerd elektromechanische systemen kleiner en kleiner te maken, en een man genaamd Richard Feynman plaatste het het beste in zijn beroemde lezing uit 1959 getiteld "Er is voldoende ruimte op de bodem": "Ze vertellen me dat de elektromotor is De grootte van de vingernagel op je pink, en het is een kleine, kleine wereld. "
Gordon Moore en Richard Feynman zijn slechts twee voorbeelden van de wetenschappers die kleinere en kleinere MEMS -technologieën voorspellen. Dit artikel bespreekt belangrijke technologische knooppunten en mijlpalen die opkomen in het MEMS -veld.
Belangrijke MEMS -mijlpalen
De geboorte van MEMS -apparaten heeft op veel plaatsen plaatsgevonden en door de inspanningen van veel mensen. Natuurlijk worden nieuwe MEMS -technologieën en toepassingen elke dag ontwikkeld. Dit omvat de vele inspanningen die hebben geleid tot de ontwikkeling van MEMS.
Hieronder is een tijdlijn die de tijdlijn van MEMS -technologieontwikkeling voltooit. Beginnend met de eerste puntcontacttransistor in 1947 en eindigend met de optische netwerkschakelaar in 1999, heeft MEMS bij meer dan 50 jaar bijgedragen aan de huidige status van MEMS -technologie en nanotechnologie.
Hieronder over de 35 belangrijkste mijlpalen in de geschiedenis van MEMS, kunnen we zien dat er veel bekende laboratoria, universiteiten en bedrijven zijn die belangrijke bijdragen hebben geleverd aan de ontwikkeling van MEMS:
- 1948, Germanium Transistor Uitgevonden in Bell Labs (William Shockley)
- 1954, piëzoresistisch effect van germanium en silicium (CS Smith)
- 1958, First Integrated Circuit (IC) (JS Kilby 1958/Robert Noyce 1959)
- 1959, "Veel ruimte aan de onderkant" (R. Feynman)
- 1959, demonstreerde de eerste siliciumdruksensor (kulite)
- 1967, Anisotrope diep siliciumetsen (Ha Waggener et al.)
- 1968, Resonant Gate Transistor Patented (Surface Micromachining Process) (H. Nathanson et al.)
- 1970, batch-geëtste siliciumwafels die worden gebruikt als druksensoren (batch micromachiningsproces)
- 1971, microprocessor uitgevonden
- 1979, Hewlett-Packard Micromachined Inkjet-mondstuk
- 1982, "Silicium als structureel materiaal" (K. Petersen)
- 1982, Liga Process (KFK, Duitsland)
- 1982, Wegwerp bloeddruksensor (Honeywell)
- 1983, geïntegreerde druksensor (Honeywell)
- 1983, "Infinitesimal Machinery", R. Feynman.
- 1985, sensor of crashsensor (airbag)
- 1985, Discovery of the "Buckyball"
- 1986, uitvinding van de atomaire krachtmicroscoop
- 1986, Silicon Wafer Bonding (M. Shimbo)
- 1988: Massaproductie van druksensoren door Wafer Bonding (Nova Sensor)
- 1988, roterende elektrostatische zijaandrijvingmotor(Fan, Tai, Muller)
- 1991, Jaarlijkse polykristallijn siliciumscharnier (Pister, Judy, Burgett, vrezen).
- 1991, ontdekking van koolstofnanobuisjes
- 1992, Grating Light Modulators (Solgaard, Sandejas, Bloom)
- 1992, Bulk Micromachining (Scream Process, Cornell)
- 1993, Digital Mirror Display (TexasInstrumenten)
- 1993, MCNC Creëert Mumps Foundry Service
- 1993, eerste massa geproduceerde oppervlakte-micromachined versnellingsmeter (analoge apparaten)
- 1994, Bosch Deep Reactive Ion Etching Proces gepatenteerd
- 1996 ontwikkelt Richard Smalley een technologie om koolstofnanobuisjes met een uniforme diameter te produceren.
- 1999, Optical Network Switches (Lucent)
- 2000s, optische mems boem
- 2000s, Biomems Surge
- De jaren 2000 zagen een toename van het aantal MEMS -apparaten en toepassingen.
- 2000s, NEMS -applicaties en technologieontwikkeling
1947 Uitvinding van de puntcontacttransistor (Germanium)
In 1947 slaagden William Shockley, John Bardeen en Walter Brattain van Bell Labs erin de eerste puntcontacttransistor te bouwen. Deze transistor gebruikte germanium, een semi-geleidend chemisch element.
Deze uitvinding toonde het vermogen aan om transistors te maken van halfgeleidermaterialen, waardoor een betere controle vanspanningEnhuidig.Het opende ook de deur om kleinere en kleinere transistors te maken. Het octrooi voor de transistor van de Germanium NPN -groeiverbruik werd in 1948 ingediend door William Shockley.
De eerste transistor was ongeveer een halve inch lang en was zeker enorm in vergelijking met de normen van vandaag. Tegenwoordig kunnen wetenschappers nanotransistors maken met een diameter van ongeveer 1 nanometer. Ter referentie gaat een menselijk haar over 60-100 micron.
Ontdekking van het piëzoresistieve effect in silicium en germanium in 1954
In 1954 ontdekte CS Smith het piëzoresistieve effect in halfgeleidermaterialen zoals silicium en germanium. Dit piëzoresistieve effect in halfgeleiders kan orden zijn van grootte die groter zijn dan het geometrische piëzoresistieve effect bij metalen.Deze ontdekking was belangrijk voor MEMS omdat het aantoonde dat silicium en germanium de druk van lucht of water beter konden voelen dan metalen.
De ontdekking van het piëzoresistieve effect in halfgeleiders leidde tot de commerciële ontwikkeling van siliciumstammeters in 1958. In 1959 werd Kulite Corporation opgericht als de eerste commerciële bron van kale siliciumstammeters.
In 1958 werd het eerste geïntegreerde circuit (IC) uitgevonden
Toen de transistor werd uitgevonden, was de werkelijke grootte van elke transistor beperkt omdat deze moest worden aangesloten op draden en andere elektronische apparaten. Als gevolg hiervan kwam het krimpen van de transistor tot stilstand tot de komst van het "geïntegreerde circuit".
Een geïntegreerd circuit zou bestaan uit transistors, weerstanden, condensatoren en draden om aan de behoeften van een bepaalde toepassing te voldoen. Als een geïntegreerd circuit volledig op een enkel substraat kan worden gefabriceerd, kan het hele apparaat nog kleiner worden gemaakt.
Bijna tegelijkertijd ontwikkelden twee mensen onafhankelijk geïntegreerde circuits.
In 1958 ontwikkelde Jack Kilby, werkzaam voor Texas Instruments, een werkmodel van een "solid-state circuit".Dit circuit bestond uit een transistor, drie weerstanden en een condensator, allemaal gemonteerd op een vel germanium.
Kort daarna maakte Robert Noyce van Fairchild Semiconductor het eerste "Unit Circuit", een geïntegreerd circuit gemaakt op een siliciumchip. Dit geïntegreerde circuit werd gemaakt op een siliciumchip en Robert Noyce ontving zijn eerste patent in 1961.
1959 "Veel ruimte aan de onderkant"
In 1959, tijdens een bijeenkomst van de American Physical Society, populair maakte een man genaamd Richard Feynman de ontwikkeling van micro- en nanotechnologie met een beroemde baanbrekende lezing getiteld "Er is voldoende ruimte onderaan."
In zijn lezing stelde hij de vraag:"Waarom kunnen we niet het hele 24- volume Encyclopaedia Britannica op het hoofd van een pen schrijven?"