萬物互聯(lián)對MEMS都提出了哪些應(yīng)用要求？

很多人可能并不了解MEMS，但它在過去的二十年中，已經(jīng)滲透到我們生活的方方面面。MEMS又稱微機(jī)電系統(tǒng)，隨著智能硬件的發(fā)展，它被廣泛地應(yīng)用在其上，充當(dāng)著不可替代的作用。隨著物聯(lián)網(wǎng)(IoT)不斷發(fā)展，MEMS還將持續(xù)改進(jìn)，達(dá)到更小、更省電的需求。

談MEMS的發(fā)展現(xiàn)況。德國Fraunhofer電子納米系統(tǒng)研究所(Fraunhofer ENAS)主任Martina Vogel指出，MEMS已從單一系統(tǒng)演變成今日復(fù)雜的智能整合系統(tǒng)。

智能系統(tǒng)的發(fā)展可分為三個階段。第一個階段建立在單一基板或印刷電路板上，常應(yīng)用在助聽器、心律調(diào)整器等醫(yī)療設(shè)備，以及汽車的安全氣囊上。第二個階段的代表便是到處可見的智能型手機(jī)。

第三個階段的智能系統(tǒng)則整合了傳感、驅(qū)動、資料處理、通訊等進(jìn)階功能，各個系統(tǒng)間可相互合作，成為物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的基礎(chǔ)，所牽涉的不只是矽晶片技術(shù)，也包含聚合技術(shù)、印刷技術(shù)、納米科技等。

在物聯(lián)網(wǎng)的帶動下，MEMS未來最大的挑戰(zhàn)，將來自規(guī)格因素(form factor)、共同整合(co-integration)、功率消耗以及成本問題。目前已出現(xiàn)許多解決方案，但MEMS化學(xué)傳感、3D堆疊等許多問題仍待解決。

物聯(lián)網(wǎng)中將有成千上萬個應(yīng)用設(shè)備，若為每個應(yīng)用都提出一款傳感技術(shù)，將不符合開發(fā)成本考量，因此標(biāo)準(zhǔn)化也相當(dāng)重要。另外，MEMS也可大量應(yīng)用在物聯(lián)網(wǎng)中的氣體與化學(xué)傳感。與其他傳感技術(shù)相比，MEMS能減少傳感器50%的尺寸大小與制造成本。

傳感融合(sensor fusion)是物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的另一個發(fā)展趨勢，已有不少廠商正嘗試研發(fā)與薄膜電池、微處理器(MCU)、ASIC、無線通訊功能整合的多重傳感設(shè)備。而低功率無線電以及能源收集都是技術(shù)上的挑戰(zhàn)。除整合上的困難外，巨量資料處理以及資料安全也都是必須解決的問題。

智能家庭、智能電網(wǎng)的傳感技術(shù)雖已成形，但目前仍欠缺相對應(yīng)的基礎(chǔ)設(shè)施?；A(chǔ)設(shè)施將負(fù)責(zé)傳感資料的上層整合、收集、詮釋。在較高的抽象層面，這些功能都需要一套標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范資料的處理。

穿戴式設(shè)備與醫(yī)療設(shè)備推動了系統(tǒng)級封裝(SiP)技術(shù)發(fā)展，智能家庭或智能城市雖也應(yīng)用了大量的MEMS與傳感技術(shù)，但挑戰(zhàn)卻不盡相同，像是智能家庭或智能城市在規(guī)格因素方面便沒有那么大的壓力。

智能汽車則又是完全不同的領(lǐng)域，智能汽車應(yīng)用可分為非安全應(yīng)用與安全應(yīng)用。非安全應(yīng)用基本上與消費者市場的MEMS相似，而在安全應(yīng)用方面，已有像是整合了加速計、ASIC、壓力傳感功能等智能SiP技術(shù)出現(xiàn)。