微系統(tǒng)行業(yè)市場前瞻 微系統(tǒng)行業(yè)市場發(fā)展現(xiàn)狀分析2023

• 黃文玉 2023年10月29日 來源：互聯(lián)網(wǎng) 859 53
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微系統(tǒng)，又稱微機電系統(tǒng)，微系統(tǒng)技術(shù)融合了微電子、微機電和微光電技術(shù)，通過系統(tǒng)架構(gòu)和軟件算法，將微傳感器、微控制器、微執(zhí)行器、微能源及各種接口等構(gòu)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(xiàn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的微納尺度化。

微系統(tǒng)的概念

微系統(tǒng)，又稱微機電系統(tǒng)，微系統(tǒng)技術(shù)融合了微電子、微機電和微光電技術(shù)，通過系統(tǒng)架構(gòu)和軟件算法，將微傳感器、微控制器、微執(zhí)行器、微能源及各種接口等構(gòu)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(xiàn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的微納尺度化。它被公認為21世紀的革命性技術(shù)之一。微系統(tǒng)具有高集成度、微小型化、低功耗、高可靠性、高效率等優(yōu)點。微系統(tǒng)技術(shù)上的新材料、新方法、新工藝等技術(shù)變革必將對軍民兩用的系統(tǒng)研發(fā)和制造帶來顛覆性影響。

微系統(tǒng)技術(shù)融合了微電子、微機電和微光電技術(shù)，通過系統(tǒng)架構(gòu)和軟件算法，將微傳感器、微控制器、微執(zhí)行器、微能源及各種接口等構(gòu)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(xiàn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的微納尺度化。它被公認為21世紀的革命性技術(shù)之一。微系統(tǒng)具有高集成度、微小型化、低功耗、高可靠性、高效率等優(yōu)點。微系統(tǒng)技術(shù)上的新材料、新方法、新工藝等技術(shù)變革必將對軍民兩用的系統(tǒng)研發(fā)和制造帶來顛覆性影響。微系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展主要集中在MMIC、MCM、MEMS、SOC、SIP等技術(shù)上，其中又以MEMS為主。

20世紀60年代以來，微系統(tǒng)技術(shù)經(jīng)歷了從微器件的設(shè)想到微壓力傳感器的問世，逐步實現(xiàn)技術(shù)突破和制造工藝的改進，至今進入集成技術(shù)大力發(fā)展階段，在信息、生物、航天、軍事等領(lǐng)域已有廣泛應(yīng)用。美國等發(fā)達國家在二十世紀末已將微系統(tǒng)技術(shù)列為現(xiàn)代前沿核心技術(shù)，并納入國防科技攻關(guān)計劃，掌握微系統(tǒng)技術(shù)對于國家保持技術(shù)領(lǐng)先優(yōu)勢具有重要意義。微系統(tǒng)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展如今也受到我國各部門、相關(guān)高校和科研機構(gòu)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(tǒng)技術(shù)發(fā)展迅速。世界各地的研究人員競相開發(fā)微光機電系統(tǒng)和器件，希望能將二元光學(xué)透鏡、衍射光柵、可調(diào)光微鏡、干涉濾波器，相位調(diào)制器等部件應(yīng)用到光學(xué)顯示、自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)、可調(diào)濾波器、氣體光譜分析儀和路由器等應(yīng)用領(lǐng)域。生物微系統(tǒng)技術(shù)包括生物學(xué)研究、醫(yī)療診斷和臨床介入等方面的微系統(tǒng)技術(shù)研究和應(yīng)用。由于生物微系統(tǒng)技術(shù)結(jié)構(gòu)和器件的尺寸大小、集成功能多，它們已經(jīng)在一些醫(yī)療方面得到應(yīng)用，例如視網(wǎng)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(shù)工具等。

微系統(tǒng)行業(yè)市場發(fā)展現(xiàn)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(shù)。預(yù)期，MST將會同集成電路一樣，通過新的而且便宜的產(chǎn)品來改變?nèi)藗兊纳睢ST的潛在應(yīng)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(xué)傳感器、光傳感器、紅外輻射產(chǎn)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(yīng)器等，在醫(yī)藥、過程控制、化學(xué)分析等領(lǐng)域應(yīng)用在生物、化學(xué)和生化分析系統(tǒng)中。

再向未來做進一步展望，微型機器人將應(yīng)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(yōu)化;也可以應(yīng)用在CD設(shè)置中，用來定位光學(xué)元件;還可以幫助外科醫(yī)生做手術(shù);可以維修其它微系統(tǒng);微機器人能夠在超凈間執(zhí)行操作和檢修任務(wù)。以上列出了最近幾十年內(nèi)MST的一些可能應(yīng)用，有許多可能沒有列出，因為MST的發(fā)展在很大程度上具有不可預(yù)料性。

根據(jù)中研普華產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2023-2028年中國微系統(tǒng)行業(yè)市場前瞻與未來投資戰(zhàn)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(zhì)量對微系統(tǒng)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(gòu)產(chǎn)生嚴重的變形。流量具有非常小的雷諾數(shù)，所以所有的流量都相當黏滯。在微米級系統(tǒng)中表面看起來非常粗糙，但機械結(jié)構(gòu)卻非常硬和結(jié)實，周圍的溫度將由于強烈的Brownian移動而發(fā)生變化。

我國的微系統(tǒng)技術(shù)已有一定進展，ASIC器件已經(jīng)進行了在軌試驗并開始進行空間應(yīng)用，但在制造工藝水平上有待提高?，F(xiàn)階段我國將“制造屬于自己的微器件”作為我國微系統(tǒng)的發(fā)展目標，將在利用現(xiàn)有資源和借鑒國外先進技術(shù)經(jīng)驗的同時進行自我創(chuàng)新，在研發(fā)和生產(chǎn)方面不懈努力，早日實現(xiàn)我國的微系統(tǒng)行業(yè)繁榮發(fā)展。

近年來，微系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)發(fā)展迅速，微系統(tǒng)集成方法與工藝有了新的突破，微電子器件特征尺寸繼續(xù)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(dǎo)體材料器件日益成熟并進入應(yīng)用階段，為微系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展提供了有效支撐。微傳感器是傳感技術(shù)微型化的基礎(chǔ)，是微系統(tǒng)的重要基礎(chǔ)技術(shù)。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(yī)學(xué)及消費電子產(chǎn)品等領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用，對各種傳感裝備的微型化發(fā)展起著巨大的推動作用。

智能物聯(lián)網(wǎng)具有極大的發(fā)展?jié)摿Γ袊苿优c清華大學(xué)成立聯(lián)合研究院是富有前瞻性之舉，可實現(xiàn)需求牽引和技術(shù)推動的融合。當前，存算一體技術(shù)與智能微系統(tǒng)技術(shù)都已取得了顯著的成果，期待后續(xù)進一步加強創(chuàng)新鏈和產(chǎn)業(yè)鏈的融合，以前沿技術(shù)解決現(xiàn)有問題，同時為產(chǎn)業(yè)未來的發(fā)展創(chuàng)造新的機遇。

中研普華利用多種獨創(chuàng)的信息處理技術(shù)，對市場海量的數(shù)據(jù)進行采集、整理、加工、分析、傳遞，為客戶提供一攬子信息解決方案和咨詢服務(wù)，最大限度地降低客戶投資風(fēng)險與經(jīng)營成本，把握投資機遇，提高企業(yè)競爭力。想要了解更多最新的專業(yè)分析請點擊中研普華產(chǎn)業(yè)研究院的《2023-2028年中國微系統(tǒng)行業(yè)市場前瞻與未來投資戰(zhàn)略分析報告》。

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