導(dǎo)語：
傳感器發(fā)展到今天，小型化、智能化、集成化，已經(jīng)是升級換代的必由之路。今天，我們來為大家介紹一下傳感器家族的mini型產(chǎn)品——--MEMS傳感器。
硅基材料：大部分集成電路和MEMS的原材料是硅(Si)，這個神奇的VI族元素可以從二氧化硅中大量提取出來。而二氧化硅是什么？說的通俗一點，就是沙子。沙子君在經(jīng)歷了一系列復(fù)雜的加工過程之后，就變成了單晶硅，長這個樣子：
這個長長的大柱子，直徑可以是 1 inch (2.5 cm) 到 12 inch (30 cm)，被切成一層層 500 微米厚的硅片 （英文：wafer，和威化餅同詞），長這個樣子：
采用以硅為主的材料，電氣性能優(yōu)良，硅材料的強(qiáng)度、硬度和楊氏模量與鐵相當(dāng)，密度與鋁類似，熱傳導(dǎo)率接近鉬和鎢。若單個MEMS傳感器芯片面積為5 mm x 5 mm，則一個8英寸(直徑20厘米)硅片(wafer)可切割出約1000個MEMS傳感器芯片，分?jǐn)偟矫總€芯片的成本則可大幅度降低。
非硅材料：近年來，MEMS的材料應(yīng)用上有被非硅材料逐漸替代的現(xiàn)象，學(xué)術(shù)研究人員現(xiàn)在開始專注于開發(fā)聚合物和紙基微型器件。利用這些材料開發(fā)的器件，不僅工藝環(huán)保，而且制作設(shè)備簡單、成本較低。相對硅材料，它們大幅縮減了研發(fā)經(jīng)費預(yù)算。許多聚合物和紙基微型器件的創(chuàng)新都指向了醫(yī)療應(yīng)用，對該領(lǐng)域來說，生物相容性和材料的柔性是基本要求。 紙基和聚合物微型器件的功能和性能開發(fā)，目前還處于相對早期的階段，這類器件的生產(chǎn)設(shè)施現(xiàn)今也還沒有開發(fā)出來。這些新技術(shù)的成熟和商業(yè)化，可能還需要超過10年的時間。所以，基于硅材料的微型器件研究，還有很多創(chuàng)新工作要做，不然就會面臨發(fā)展停滯的風(fēng)險。
這種批量生產(chǎn)（batch process）的過程目前已經(jīng)全自動化控制，隔離了人為因素，確保了每一個MEMS芯片之間的工藝誤差可以得到嚴(yán)格的控制，從而提高了良品率。切片、封裝之后，就成為了一個個的MEMS芯片。從外觀上來看，大部分的MEMS芯片和集成電路芯片是差不多的。 傳統(tǒng)的駐極體麥克風(fēng)：
MEMS麥克風(fēng)：
圖中，傳統(tǒng)麥克風(fēng)的七八種機(jī)械配件就全部集成在了一塊很小的MEMS傳感器芯片上了，體積非常小，重量也非常輕。由于是芯片制造，一致性好、功耗低，更易于批量生產(chǎn)。但是對技術(shù)的要求那就非常高了。MEMS傳感器的出現(xiàn)極大的滿足了大家對產(chǎn)品小體積、高性能的要求。 MEMS傳感器的種類繁多，也有很多分類的方法。下面是按照工作原理分類： 每一種MEMS傳感器又有很多種細(xì)分方法。如加速度計，按檢測質(zhì)量的運動方式劃分，有角振動式和線振動式加速度計等，常見的MEMS傳感器有壓力傳感器、加速度傳感器、微機(jī)械陀螺儀、慣性傳感器、MEMS硅麥克風(fēng)等等;MEMS傳感器的品種多到可以以萬為單位，且不同MEMS之間參量較多，沒有完全標(biāo)準(zhǔn)的工藝。 MEMS傳感器作為國際競爭戰(zhàn)略的重要標(biāo)志性產(chǎn)業(yè)，以其技術(shù)含量高、市場前景廣闊等特點備受世界各國的關(guān)注。近十年來，中國MEMS傳感器產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)也正逐步完善，從研發(fā)、設(shè)計、代工、封測到應(yīng)用，完整產(chǎn)業(yè)鏈已基本形成，國家對MEMS傳感器行業(yè)也給予了前所未有的政策支持。我國MEMS產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨了重大的機(jī)遇，特別是移動互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，將對MEMS產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響，并將催生大量新的產(chǎn)品、新的應(yīng)用，帶動MEMS產(chǎn)品在日常生活及工業(yè)生產(chǎn)中的普及化。
Mason He