微系統行業市場前瞻 微系統行業市場發展現狀分析2023

• 黃文玉 2023年10月29日 來源：互聯網 859 53
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微系統，又稱微機電系統，微系統技術融合了微電子、微機電和微光電技術，通過系統架構和軟件算法，將微傳感器、微控制器、微執行器、微能源及各種接口等構成一體化軟、硬件多功能集成，采用微納制造及微集成工藝實現系統結構的微納尺度化。

微系統的概念

微系統，又稱微機電系統，微系統技術融合了微電子、微機電和微光電技術，通過系統架構和軟件算法，將微傳感器、微控制器、微執行器、微能源及各種接口等構成一體化軟、硬件多功能集成，采用微納制造及微集成工藝實現系統結構的微納尺度化。它被公認為21世紀的革命性技術之一。微系統具有高集成度、微小型化、低功耗、高可靠性、高效率等優點。微系統技術上的新材料、新方法、新工藝等技術變革必將對軍民兩用的系統研發和制造帶來顛覆性影響。

微系統技術融合了微電子、微機電和微光電技術，通過系統架構和軟件算法，將微傳感器、微控制器、微執行器、微能源及各種接口等構成一體化軟、硬件多功能集成，采用微納制造及微集成工藝實現系統結構的微納尺度化。它被公認為21世紀的革命性技術之一。微系統具有高集成度、微小型化、低功耗、高可靠性、高效率等優點。微系統技術上的新材料、新方法、新工藝等技術變革必將對軍民兩用的系統研發和制造帶來顛覆性影響。微系統技術的發展主要集中在MMIC、MCM、MEMS、SOC、SIP等技術上，其中又以MEMS為主。

20世紀60年代以來，微系統技術經歷了從微器件的設想到微壓力傳感器的問世，逐步實現技術突破和制造工藝的改進，至今進入集成技術大力發展階段，在信息、生物、航天、軍事等領域已有廣泛應用。美國等發達國家在二十世紀末已將微系統技術列為現代前沿核心技術，并納入國防科技攻關計劃，掌握微系統技術對于國家保持技術領先優勢具有重要意義。微系統技術和產業發展如今也受到我國各部門、相關高校和科研機構的高度重視和大力支持，深入研究勢在必行。

20世紀90年代后期，光微系統技術發展迅速。世界各地的研究人員競相開發微光機電系統和器件，希望能將二元光學透鏡、衍射光柵、可調光微鏡、干涉濾波器，相位調制器等部件應用到光學顯示、自適應光學系統、可調濾波器、氣體光譜分析儀和路由器等應用領域。生物微系統技術包括生物學研究、醫療診斷和臨床介入等方面的微系統技術研究和應用。由于生物微系統技術結構和器件的尺寸大小、集成功能多，它們已經在一些醫療方面得到應用，例如視網膜植入，耳蝸植入、嵌入生理傳感器以及含有傳感器的智能手術工具等。

微系統行業市場發展現狀分析

MST的前景是壯觀的，其工藝是從集成電路加工派生出的批量加工技術。預期，MST將會同集成電路一樣，通過新的而且便宜的產品來改變人們的生活。MST的潛在應用包括汽車里的壓力傳感器和加速度計，也包括流量傳感器、溫度傳感器、力傳感器、位置傳感器、磁場傳感器、化學傳感器、光傳感器、紅外輻射產傳感器等，MST不但便宜，而且具有獨特的性能。我們認為，下一代的器件將使用微泵、流量傳感器、微混合器、微篩、微反應器等，在醫藥、過程控制、化學分析等領域應用在生物、化學和生化分析系統中。

再向未來做進一步展望，微型機器人將應用在電荷耦合器件(CCD)照相機中，對CCD芯片的位置做主動的優化;也可以應用在CD設置中，用來定位光學元件;還可以幫助外科醫生做手術;可以維修其它微系統;微機器人能夠在超凈間執行操作和檢修任務。以上列出了最近幾十年內MST的一些可能應用，有許多可能沒有列出，因為MST的發展在很大程度上具有不可預料性。

根據中研普華產業研究院發布的《2023-2028年中國微系統行業市場前瞻與未來投資戰略分析報告》顯示：

微觀世界與宏觀世界有很大的差別。微觀世界中，表面力起到了主要作用，例如表面張力和表面摩擦力等。只有在特殊場合。慣性力和質量對微系統才有意義，如加速度計和重力傳感器，而靜電力和流量剪切力將使機械機構產生嚴重的變形。流量具有非常小的雷諾數，所以所有的流量都相當黏滯。在微米級系統中表面看起來非常粗糙，但機械結構卻非常硬和結實，周圍的溫度將由于強烈的Brownian移動而發生變化。

我國的微系統技術已有一定進展，ASIC器件已經進行了在軌試驗并開始進行空間應用，但在制造工藝水平上有待提高。現階段我國將“制造屬于自己的微器件”作為我國微系統的發展目標，將在利用現有資源和借鑒國外先進技術經驗的同時進行自我創新，在研發和生產方面不懈努力，早日實現我國的微系統行業繁榮發展。

近年來，微系統相關技術發展迅速，微系統集成方法與工藝有了新的突破，微電子器件特征尺寸繼續減小，微處理器、微射頻器等性能進一步提升，碳化硅與氮化鎵等第三代半導體材料器件日益成熟并進入應用階段，為微系統技術發展提供了有效支撐。微傳感器是傳感技術微型化的基礎，是微系統的重要基礎技術。近年來，微傳感器性能不斷提升，可感知對象不斷豐富，在生物醫學及消費電子產品等領域中得到了廣泛應用，對各種傳感裝備的微型化發展起著巨大的推動作用。

智能物聯網具有極大的發展潛力，中國移動與清華大學成立聯合研究院是富有前瞻性之舉，可實現需求牽引和技術推動的融合。當前，存算一體技術與智能微系統技術都已取得了顯著的成果，期待后續進一步加強創新鏈和產業鏈的融合，以前沿技術解決現有問題，同時為產業未來的發展創造新的機遇。

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