秦雷，謝曉瑛，李君龍

(北京電子工程總體研究所，北京 100854)

MEMS技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)*

秦雷，謝曉瑛，李君龍

(北京電子工程總體研究所，北京 100854)

MEMS技術(shù)作為一門(mén)多學(xué)科高度交叉的前沿學(xué)科領(lǐng)域，在近些年來(lái)得到迅速發(fā)展，在航空、航天、生物技術(shù)等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。該技術(shù)可實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)低耗，大大提高系統(tǒng)的可靠性和智能化功能，已經(jīng)成為電子領(lǐng)域活躍的發(fā)展方向之一。論述了MEMS微系統(tǒng)技術(shù)的重要性，從微感知與微控制、微流動(dòng)控制、微慣性測(cè)量裝置、微型飛行器、可穿戴和可植入式裝備、納機(jī)電諧振器、掃描隧道顯微鏡等七大方面分別論述MEMS微系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，并對(duì)該技術(shù)進(jìn)行了展望，以期對(duì)未來(lái)發(fā)展并應(yīng)用該技術(shù)具有借鑒意義。

微機(jī)電系統(tǒng)；微感知；微控制；微型飛行器；納機(jī)電系統(tǒng)；慣性測(cè)量裝置

0 引言

微系統(tǒng)[1-4]對(duì)國(guó)防科技的發(fā)展有著革命性的影響，是未來(lái)增強(qiáng)國(guó)防實(shí)力的重要支撐技術(shù)。隨著飛行器多功能化、微型化、結(jié)構(gòu)智能化以及無(wú)人機(jī)、微型飛行器的發(fā)展，未來(lái)航空機(jī)載設(shè)備和武器系統(tǒng)將更加依賴(lài)高集成度的封裝器件，并將廣泛采用可以執(zhí)行各種功能的微系統(tǒng)器件來(lái)改善其性能，實(shí)現(xiàn)輕量化、小型化、精確化。

微系統(tǒng)是指特征尺度在微米和納米2個(gè)鄰接微小領(lǐng)域，以集成電路加工工藝派生發(fā)展，融入微機(jī)械、微光學(xué)、微能源、微流動(dòng)等各種技術(shù)，并采用先進(jìn)封裝工藝，實(shí)現(xiàn)功能集成的綜合性前沿技術(shù)。美國(guó)國(guó)防部先進(jìn)研究項(xiàng)目局(defense advanced research projects agency，DARPA)將微系統(tǒng)技術(shù)列為近10年來(lái)大力發(fā)展的現(xiàn)代前沿技術(shù)，并資助了大量微機(jī)電系統(tǒng)(micro- electro- mechanical system，MEMS)項(xiàng)目，大力發(fā)展小型慣性測(cè)量裝置、微全分析系統(tǒng)、RF傳感器、網(wǎng)絡(luò)傳感器、無(wú)人值守傳感器等項(xiàng)目，應(yīng)用于導(dǎo)彈、單兵攜帶、戰(zhàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、毒氣以及細(xì)菌檢測(cè)、武器安全、保險(xiǎn)和引信、彈道修正、敵我識(shí)別系統(tǒng)等方面，在軍用設(shè)備中應(yīng)用日漸廣泛。

1 MEMS微系統(tǒng)技術(shù)重要性

1.1 MEMS微系統(tǒng)技術(shù)是未來(lái)實(shí)現(xiàn)導(dǎo)彈小型化的關(guān)鍵技術(shù)

當(dāng)前，在導(dǎo)彈內(nèi)部，電子器件占據(jù)了很大部分的空間和質(zhì)量，包括導(dǎo)引頭、慣性測(cè)量裝置、彈上計(jì)算機(jī)、指令應(yīng)答機(jī)等。這些功能模塊往往來(lái)自于不同的廠家，在導(dǎo)彈組裝時(shí)集成在一起。這些功能模塊內(nèi)部各自成一個(gè)系統(tǒng)，往往包含相同的組件，如電池等，從而帶來(lái)了導(dǎo)彈質(zhì)量的增加。另外，導(dǎo)彈中多個(gè)功能模塊之間相互獨(dú)立使得電路板和芯片封裝體的數(shù)量較多，占據(jù)了大量空間和質(zhì)量。

微系統(tǒng)技術(shù)中的系統(tǒng)級(jí)封裝(system in a package，SiP)技術(shù)是解決導(dǎo)彈功能模塊分立，降低電子器件體積和質(zhì)量的重要途徑。系統(tǒng)級(jí)封裝是將包括多塊功能芯片集成在一個(gè)封裝體內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)一個(gè)基本完整的功能的技術(shù)。通過(guò)SiP技術(shù)可以將當(dāng)前導(dǎo)彈中各功能模塊中采用的多塊芯片封裝在一個(gè)封裝體內(nèi)，從而提高封裝效率。此外，采用了功能集成后，原功能模塊內(nèi)部的相同組件可以縮減，例如電源可以采用彈上統(tǒng)一的電源供電，從而對(duì)減小體積和質(zhì)量具有重要意義。

片上系統(tǒng)(system on chip，SoC)是微系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展的另一重要方向，該技術(shù)將不同功能的電路設(shè)計(jì)和制造在一塊芯片上，芯片本身即能完成原本需要多塊芯片完成的功能。在未來(lái)導(dǎo)彈上，通過(guò)芯片處理功能的整合，縮減芯片的數(shù)目同樣能夠減小電子部件的體積和質(zhì)量。

另外，利用微系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展的微慣性測(cè)量裝置、原子鐘等部件本身即具有體積小、成本低、質(zhì)量輕、抗振動(dòng)、抗沖擊能力強(qiáng)和集成化程度高等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)于實(shí)現(xiàn)導(dǎo)彈小型化發(fā)展具有重要意義。國(guó)外研制的部分微型慣性測(cè)量裝置已經(jīng)具有戰(zhàn)術(shù)級(jí)精度。例如，美國(guó)諾斯羅普·格魯曼公司制造的SiACTM加速度計(jì)，具有戰(zhàn)術(shù)和導(dǎo)航2種級(jí)別的精度，已經(jīng)在“先進(jìn)中程空空導(dǎo)彈”、“制導(dǎo)多管火箭系統(tǒng)”以及指揮直升機(jī)上得到應(yīng)用。

1.2 MEMS微系統(tǒng)技術(shù)是未來(lái)實(shí)現(xiàn)導(dǎo)彈性能提升的關(guān)鍵技術(shù)

導(dǎo)彈的作戰(zhàn)空域和機(jī)動(dòng)性能很大程度上取決于推進(jìn)劑比沖和導(dǎo)彈攜帶燃料的質(zhì)量。在電子部件占據(jù)較大體積和質(zhì)量的情況下，導(dǎo)彈攜帶燃料的質(zhì)量被壓縮。通過(guò)微系統(tǒng)技術(shù)縮減電子部件質(zhì)量，為燃料存儲(chǔ)留出空間，可以很大程度拓展導(dǎo)彈的性能。另外，燃料的研制是一項(xiàng)長(zhǎng)周期的研究任務(wù)，且其性能在地面驗(yàn)證困難，相反，電子元器件性能在地面較容易驗(yàn)證，因此通過(guò)微系統(tǒng)技術(shù)，壓縮電子部件質(zhì)量，是未來(lái)提升導(dǎo)彈性能的重要技術(shù)途徑。

此外，在當(dāng)前導(dǎo)彈內(nèi)部各模塊相互獨(dú)立的情況下，各部件之間采用總線實(shí)現(xiàn)信息交互，難免存在一定的延遲，對(duì)導(dǎo)彈的性能帶來(lái)了不利的影響。在實(shí)現(xiàn)功能整合，并采用系統(tǒng)級(jí)封裝或片上系統(tǒng)技術(shù)后，信息傳輸長(zhǎng)度大大縮減，延遲將顯著降低。延遲降低對(duì)未來(lái)導(dǎo)彈對(duì)付高速高機(jī)動(dòng)目標(biāo)具有重要的意義。

1.3 MEMS微系統(tǒng)技術(shù)是未來(lái)實(shí)現(xiàn)導(dǎo)彈智能化感知的關(guān)鍵技術(shù)

導(dǎo)彈全壽命周期健康狀態(tài)監(jiān)測(cè)能夠?yàn)檐婈?duì)作戰(zhàn)和戰(zhàn)備提供大量的信息支持，同時(shí)也能夠?yàn)榱私鈱?dǎo)彈在全壽命周期內(nèi)的性能變化提供數(shù)據(jù)，從而能夠促進(jìn)設(shè)計(jì)改進(jìn)，提升導(dǎo)彈性能提供參考。微系統(tǒng)技術(shù)能夠?yàn)榇颂峁┘夹g(shù)支撐。微系統(tǒng)是微納尺度元件，在微測(cè)量和微感知方向具有較大的優(yōu)勢(shì)。如在燃料箱內(nèi)部安裝微壓力傳感器可以了解該部件的狀態(tài)。在導(dǎo)彈的一些關(guān)鍵部位可以安裝微應(yīng)力傳感器，了解該部位的健康狀況。

微系統(tǒng)的另一個(gè)優(yōu)勢(shì)是其低功耗的特點(diǎn)，使其可以在較小的能量消耗情況下長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，從而為長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)感知導(dǎo)彈健康信息提供了可能性。

總的來(lái)說(shuō)，微系統(tǒng)技術(shù)[5]通過(guò)將多種先進(jìn)技術(shù)高度融合，實(shí)現(xiàn)將傳統(tǒng)各自獨(dú)立的信息獲取、處理、命令執(zhí)行等系統(tǒng)融為一體，能夠促進(jìn)導(dǎo)彈微小型化和智能化，對(duì)于加速導(dǎo)彈系統(tǒng)性能的全面提高，有效降低尺寸、重量與成本等具有革命性的影響。

2 MEMS微系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 微感知與微控制

微感知[6-11]主要是指利用微傳感器對(duì)環(huán)境或流體的壓力、速度、溫度等進(jìn)行感知，微控制主要是指利用微致動(dòng)器實(shí)現(xiàn)微噴射、微執(zhí)行等局部或微位移的控制任務(wù)。微傳感與微控制目前最主要的應(yīng)用是微流動(dòng)控制和健康與使用狀態(tài)監(jiān)控，在飛機(jī)、直升機(jī)、無(wú)人機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)上都有案例，且得到了DARPA等機(jī)構(gòu)的廣泛支持。

2.2 微流動(dòng)控制

微流體力學(xué)[12-17]是指特征尺度在1 μm～1 mm量級(jí)的流體流動(dòng)，研究處理極小量流體的器件的原理、設(shè)計(jì)、制作和應(yīng)用的工程學(xué)科。這里，“微流體”可以有4種理解方式：“微”量流體的控制，例如微升、納升，甚至是皮升；“微”尺寸的流體處理器件，例如尺寸在毫米量級(jí)的微型給藥(劑量，dosage)系統(tǒng)；“微” 功耗，例如可以控制流速達(dá)到100 L/min的功耗在毫瓦的微閥；“微” 效應(yīng)，例如毛細(xì)力在液體的傳輸中的利用，以及小尺度下的迅速的熱交換在增加化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)量的利用。

隨著MEMS技術(shù)的發(fā)展，有能力制作微米尺度的結(jié)構(gòu)，特別在微全分析系統(tǒng)(micro total analysis systems,μTAS)和芯片實(shí)驗(yàn)室(Lab on a chip)概念的提出以及生物技術(shù)的發(fā)展等需求牽引下，微流體控制技術(shù)得到了快速發(fā)展。目前具備處理極小量(μl，nl乃至pl量級(jí))流體技術(shù)，具有樣品需用量少、反應(yīng)時(shí)間短、功耗低、微型化、集成度高等優(yōu)點(diǎn)。未來(lái)，可以想見(jiàn)微流體(microfluidics)是MEMS中最重要、最活躍和最具市場(chǎng)潛力的分支之一，目前已經(jīng)商業(yè)化的MEMS產(chǎn)品中，微流體器件占了大多數(shù)，如噴墨打印頭和生物芯片等。

2.3 微慣性測(cè)量裝置

慣性測(cè)量裝置(inertial measurement unit，IMU)[18-22]一般由陀螺、加速度計(jì)和信號(hào)處理電路等組成，目前正在向單芯片上集成，提供位置、高度和速率數(shù)據(jù)。目前MEMS 加速度計(jì)的性能已經(jīng)接近軍用系統(tǒng)的要求，MEMS 器件巨大的成本優(yōu)勢(shì)、更小的尺寸與功率使它具有廣泛的使用潛力。DARPA 資助了多項(xiàng)MEMS IMU 的研究，比如BAE 系統(tǒng)公司開(kāi)發(fā)的海軍增程制導(dǎo)彈藥上的MEMS IMU SiIMU02；空軍曾進(jìn)行將MEMS IMU 集成進(jìn)風(fēng)修正彈藥布散器的飛行驗(yàn)證。法國(guó)泰雷茲(Thales)航電公司開(kāi)發(fā)了雙差動(dòng)石英諧振懸臂梁加速度計(jì)，用于法國(guó)賽峰集團(tuán)的一款軍用IMU 中；泰雷茲還在開(kāi)發(fā)硅微陀螺，使用大厚度絕緣體上硅和DRIE 工藝。

DARPA 和AFRL(美國(guó)空軍研究實(shí)驗(yàn)室)共同資助美國(guó)CMU(卡耐基梅隆大學(xué))學(xué)院開(kāi)發(fā)了CMOS- MEMS 工藝用于MEMS加速度計(jì)和陀螺的制造。該工藝能夠把傳感器和電路集成在單個(gè)芯片上，實(shí)現(xiàn)常規(guī)CMOS工藝和MEMS 微加工工藝的結(jié)合，MEMS 工藝可以在標(biāo)準(zhǔn)CMOS 工藝之前(前CMOS)、過(guò)程之中(中間CMOS)、之后(后CMOS)完成。CMU 學(xué)院開(kāi)發(fā)了2種后CMOS 工藝，薄膜CMOS- MEMS 工藝和DRIE CMOS- MEMS 工藝，后者將薄膜CMOS- MEMS 工藝、德國(guó)Bosch 公司先進(jìn)硅刻蝕工藝(屬于深硅刻蝕) 和背面刻蝕結(jié)合起來(lái)，能針對(duì)特殊的設(shè)計(jì)進(jìn)行工藝優(yōu)化。

2.4 微型飛行器

微型飛行器(micro air vehicle，MAV)[23-30]是美歐最先開(kāi)始研究的一種未來(lái)新概念飛行器，通過(guò)在微尺寸的飛行器中集成各種微任務(wù)載荷，或者利用功能結(jié)構(gòu)一體化等技術(shù)，使其具有比無(wú)人機(jī)更好的狹小地區(qū)隱秘偵察與監(jiān)視功能。MAV主要包括固定翼、旋翼、撲翼3種布局，可以做到只有幾厘米大小，且上面還要具備動(dòng)力、能源、導(dǎo)航、傳感、通信等系統(tǒng)，這對(duì)制造和集成提出了很高的要求，利用MEMS 技術(shù)成為實(shí)現(xiàn)多功能微型化的首選。

2.5 可穿戴和可植入式設(shè)備

目前可穿戴式設(shè)備大量使用MEMS技術(shù)，主要在谷歌智能隱形眼鏡、可穿戴顯示、智能傳感T- Shirt、可穿戴織物、智能手環(huán)、脈搏傳感器智、可穿戴太陽(yáng)能電池、智能尿布大量應(yīng)用。

可植入式器件是指埋置在生物體或人體內(nèi)的器件，主要用來(lái)觀察和測(cè)量生命體內(nèi)生理生化參數(shù)的長(zhǎng)期變化，診斷、治療某些疾病，實(shí)現(xiàn)在生命體自然狀態(tài)下體內(nèi)的直接測(cè)量和控制功能，也可用來(lái)代替功能已喪失的器官。

可植入器件具有如下優(yōu)點(diǎn)：實(shí)時(shí)測(cè)量、控制生理狀態(tài)下的生理、生化參數(shù)；方便對(duì)器官、組織直接調(diào)控；治療傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)無(wú)法治愈的疾病等。美國(guó)Purdue大學(xué)腫瘤輔助治療氧氣發(fā)生器，針對(duì)糖尿病、青光眼等疾病發(fā)明了電化學(xué)微泵，2010年美國(guó)南加州大學(xué)的Ellis Meng小組提出了一種可植入電化學(xué)給藥。目前在壓力傳感器、人工耳蝸、眼壓測(cè)試系統(tǒng)、人工視網(wǎng)膜植入得到廣泛應(yīng)用。

2.6 納機(jī)電諧振器

諧振器在無(wú)線通信、高靈敏度生化傳感器等領(lǐng)域具有重要應(yīng)用；與MEMS 諧振器相比，納機(jī)電系統(tǒng)(nano- electro- mechanical system,NEMS)諧振器利用了納米核心結(jié)構(gòu)的尺度效應(yīng)使器件性能獲得了顯著提升，通過(guò)諧振結(jié)構(gòu)的等比例縮小，器件頻率顯著提高，甚至可以達(dá)到GHz；具有超高頻率、低能耗、高靈敏度等優(yōu)點(diǎn)。美國(guó)Connell大學(xué)在納機(jī)電諧振器方面有所突破，在碳納米管與底電極之間加載交流電，相互之間就會(huì)有周期性變化的靜電力作用，由碳納米管位置變化導(dǎo)致電容發(fā)生變化。

2.7 掃描隧道顯微鏡

被譽(yù)為“通往微觀世界的三扇門(mén)”之一的掃描隧道顯微鏡，是一種利用量子理論中的隧道效應(yīng)探測(cè)物質(zhì)表面結(jié)構(gòu)的儀器，它于1981年由格德及海因里希在IBM位于瑞士蘇黎世的蘇黎世實(shí)驗(yàn)室發(fā)明，它具有比同類(lèi)原子力顯微鏡更加高的分辨率，在低溫(4K)下可以利用探針尖端精確操縱原子。

3 結(jié)束語(yǔ)

目前微系統(tǒng)技術(shù)已經(jīng)在各行各業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用，帶動(dòng)軍用及民用產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，助力相關(guān)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)。目前微系統(tǒng)已經(jīng)逐漸從“三高”向“三微”方向轉(zhuǎn)變，即從高精度、高速度、高質(zhì)量向微型化、微細(xì)化、微納化方向發(fā)展，可以預(yù)想未來(lái)有兩大發(fā)展趨勢(shì)：

(1) 執(zhí)行器與傳感器功能集成和一體化：包含結(jié)構(gòu)集成、自感知執(zhí)行器2個(gè)層次，具有減小體積、降低重量、結(jié)構(gòu)緊湊、實(shí)現(xiàn)真正同位控制等優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)在器件的致動(dòng)過(guò)程中提取出獨(dú)立于任何執(zhí)行器控制信號(hào)的待檢測(cè)信號(hào)。

(2) 向物性型發(fā)展，新的功能材料和智能材料不斷發(fā)展：未來(lái)非鉛系列壓電陶瓷、納米壓電材料，以Cu- Al- Ni為代表的多種形狀記憶合金材料，超磁致伸縮材料，仿生-智能材料，以Si，Ge為代表的功能半導(dǎo)體材料將應(yīng)用于微系統(tǒng)，成為促進(jìn)微系統(tǒng)向“三微”方向轉(zhuǎn)型的重要技術(shù)基礎(chǔ)。

[1] 韓穎.MEMS 航空微時(shí)代[J].航空兵器，2013(5)：18-21. HAN Ying.MEMS Era of Aviation[J].Aero Weaponry，2013(5)：18-21.

[2] 文蘇麗，張冬青．MEMS 技術(shù)的彈載應(yīng)用[J]．戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈技術(shù)，2012(4)：1-8. WEN Su- li，ZHANG Dong- qing.Applications of MEMS Technology to Missile Systems[J].Tactical Missile Technology，2012(4)：1-8.

[3] 任子西.MEMS技術(shù)將會(huì)為戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈帶來(lái)一場(chǎng)革命[J]．戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈技術(shù)，2010(1)：1-8. REN Zi- xi.MEMS Technology will have Revolutionary Effecton Tacitcal Missiles[J].Tactical Missile Technology，2010(1)：1-8.

[4] 張紫辰，董愷琛.基于MEMS技術(shù)的智能傳感器系統(tǒng)[J]．電子學(xué)報(bào)，2015，43(10)：2095-2109. ZHANG Zi- chen，DONG Kai- chen.MEMS- Based Smart Sensing System[J].Acta Eelectronica Sinica，2015，43(10)：2095-2109.

[5] 洪艷.微小型智能導(dǎo)彈[J].戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈控制技術(shù)． 2010，27(3)：24-30. HONG Yan.The Discuss about Design of Micro and Intelligent Missile[J].Control Technology of Tactical Missile，2010，27(3)：24-30.

[6] 張冬至，胡國(guó)清.微機(jī)電系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)及其研究進(jìn)展[J]．壓電與聲光，2010，32(3)：513-520. ZHANG Dong- zhi，HU Guo- qing.Key Technologies of Micro- Electromechanical System and Its Recent Progress[J]．Piezoelectrics & Acoustooptics，2010，32(3)：513-520.

[7] 劉軍營(yíng)，楮金奎，朱向榮，等.微機(jī)電系統(tǒng)的發(fā)展[J].山東理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2003，17(1)：107-110. LIU Jun- ying，CHU Jin- kui，ZHU Xiang- rong，et al.Development of Micro Electromechanical System[J].Journal of Shandong University of Technology，2003，17(1)：107-110.

[8] 陳麗潔，史鑫，欒劍，等.基于微光機(jī)電系統(tǒng)的微感知技術(shù)[J].中國(guó)電子科學(xué)研究院學(xué)報(bào)，2010，5(6)：599-604. CHEN Li- jie，SHI Xin，LUAN Jian，et al.The Micro Perception Technology Based on Micro- Opto- Electro- Mechanical Systems[J].Journal of China Academy of Electronics and Information Technology，2010，5(6)：599-604.

[9] 胡明朗，魏瑞軒，鄒凌云.微型飛行器的仿生感知與控制[J].傳感器與微系統(tǒng)，2007，26(5) ：8-11. HU Ming- lang，WEI Rui- xuan，ZOU Ling- yun.Biomimetic Sensing and Control for Micro Air Vehicle[J].Transducer and Microsystem Technologies，2007，26(5)：8-11.

[10] 陳衛(wèi)，楊忠，夏玉亮，等.MEMS加速度傳感器在微型特種機(jī)器人中的應(yīng)用[J].傳感器與微系統(tǒng)，2009，28(7)：110-113. CHEN Wei，YANG Zhong，XIA Yu- liang，et al.Application of MEMS Accelerometer on Micro- Robots[J].Transducer and Microsystem Technologies，2009，28(7)：110-113.

[11] SRINIVASAN M V.An Image Interpolation Technique for the Computation of Optic Flow and Egomotion[ J ].Biological Cybernetics，1994，71(5)：401-415.

[12] WARSOP C.Active Flow Control Using MEMS[R].RTOE N- AVT- 105，2003.

[13] XU Y.Flexible MEMS Skin Technology for Distributed Fluidic Sensing[D].California：California Institute of Technology Pasadena，2002.

[14] GROSJEAN C，LEE G B，HONG W，et al.Micro Balloon Actuators for Aerodynamic Control[C]∥IEEE Micro Electro Mechanical Systems Workshop(MEMS 98)，1998：166-171.

[15] WARSOP C.AEROM EMSII：a European Research Effort to Develop MEMS Based Flow Control Technologies[R].AIAAPaper 2004- 2209，2004.

[16] 張兆順，崔桂香.流體力學(xué)[M].北京：清華大學(xué)出版社，1998：294-297. ZHANG Zhao- shun，CUI Gui- xiang.Hydrodynamics[M].Beijing：Tsinghua University Press，1998：294-297.

[17] 丁祖榮.流體力學(xué)[M].北京：高等教育出版社，2003：136-146. DING Zu- rong.Hydrodynamics[M].Beijing：Higher Education Press，2003：136-146.

[18] 劉俊，石云波，李杰.微慣性技術(shù)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2005. LIU Jun，SHI Yun- bo，LI Jie.Micro Inertial Technology[M].Beijing：Publishing House of Electronic Industry，2005.

[19] DAVIS B S.Using Low- Cost MEMS Accelerometers and Gyroscopes as Stapdown IMUs on Rolling Projectiles[J].Aerospace & Electronics Systems Society，1998，594-601.

[20] Saurabh Godha.Performance Evaluation of Low Cost MEMS Based IMU Integrated with GPS for Land Vehicle Navigation Application[D].Calgary，Alberta：MASTER Dissertation，2006.

[21] Shin Eun Hwan.Estimation Techniques for Low Cost Inertial Navigation[D].Calgary，Alberta：Doctor Dissertation，2005.

[22] 郝永平，肖長(zhǎng)，王磊.一種新型微慣性測(cè)量組合布局誤差模型的建立與仿真分析[J].系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào)，2010，22(10) ：2407-2410. HAO Yong- ping，XIAO Chang，WANG Lei.Establishment and Simulation Analysis of a New Type of MEMS- IMU Error Model[J].Journal of System Simulation，2010，22(10) ：2407-2410.

[23] 遲鵬程，張衛(wèi)平，陳文元.基于MEMS技術(shù)SU- 8仿昆蟲(chóng)微撲翼飛行器設(shè)計(jì)及制作[J].機(jī)器人，2011，33(3) ：366-370. CHI Peng- cheng，ZHANG Wei- ping，CHEN Wen- yuan.Design and Fabrication of an SU- 8 Biomimetic Flapping- Wing Micro Air Vehicle by MEMS Technology[J].Robot，2011，33(3) ：366-370.

[24] WOOD R J.Liftoff of a 60mg Flapping- Wing MAV[C]∥IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems，Piscataway，NJ，USA：IEEE，2007：1889-1894.

[25] WOOD R J.Design，F(xiàn)abrication，and Analysis of a 3DOF，3cm Flapping- Wing MAV[C]∥IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems.Piscataway，NJ，USA：IEEE，2007：1576-1581.

[26] DARGENT T，BAO X Q，GRONDEL S，et al.Micromachining of an SU- 8 Flapping- Wing Flying Micro- Electro- Mechanical System[J].Journal of Micromechanics and Microengineering，2009，19(8)：573-581.

[27] Del Campo A，GREINER C.SU- 8：A Photoresist for High- Spect- Ratio and 3D Submicron Lithography[J].Journal of Micromechanics and Microengineering，2007，17(6)：81-95.

[28] LORENZ H，DESPONT M，F(xiàn)AHRNI N，et al.SU- 8：A Low- Cost Negative Resist for MEMS[J].Journal of Micromechanics and Microengineering，1997，7(3)：121-124.

[29] LORENZ H，DESPONT M，F(xiàn)AHRNI N，et al.High- Aspect- Ratio，Ultrathick，Negative- Tone Near- UV Photoresist and Its Applications for MEMS[J].Sensors and Actuators，A：Physical，1998，64(1)：33-39.

[30] KARPELSON M，WEI G Y，WOOD R J.Milligram- Scale High- Voltage Power Electronics for Piezoelectric Microbots[C]∥IEEE International Conference on Robotics and Automation.Piscataway，NU，USA：IEEE，2009：2217-2224.

Development Status and Future Development Trend of MEMS Technology

QIN Lei，XIE Xiao- ying，LI Jun- long

(Beijing Institute of Electronic System Engineering，Beijing 100854，China)

As a multidisciplinary integration forward field, micro- electro- mechanical system(MEMS) technology has been rapidly developed in recent years. It has been widely used in many fields such as aviation, aerospace and biological technology. The technology can achieve high quality, high yield and low cost, has greatly improved the reliability of system and intelligent function and has become one of active development directions in the electronic field. The importance of MEMS technology is discussed. Seven aspects including micro perception and micro control, micro flow control, micro inertial measurement unit, micro air vehicle(MAV), wearable and implantable equipment, nano- electro- mechanical resonator, scanning tunneling microscope have been discussed to explore the development status of MEMS technology respectively. The future development trend of MEMS technology is given, which has certain reference significance to the future development and application of the technology.

micro- electro- mechanical system(MEMS)；micro perception；micro control；micro air vehicle(MAV)；nano- electro- mechanical system(NEMS)；inertial measurement unit(IMU)

2016-08-30；

2017-04-12 基金項(xiàng)目：有 作者簡(jiǎn)介：秦雷(1987-)，男，吉林長(zhǎng)春人。工程師，博士，主要研究方向?yàn)轱w行器導(dǎo)航、制導(dǎo)與控制。

10.3969/j.issn.1009- 086x.2017.04.001

TJ765.1；TP271+.4

A

1009- 086X(2017)- 04- 0001- 05

編者按：“2016年先進(jìn)導(dǎo)航、制導(dǎo)與控制技術(shù)研討會(huì)”成功舉行。會(huì)議得到了國(guó)內(nèi)從事空天防御的軍方、軍工單位、科研院所、高校等的積極響應(yīng)和大力支持，共征集到論文40余篇，經(jīng)過(guò)專(zhuān)家評(píng)審選出優(yōu)秀論文10余篇進(jìn)行了會(huì)議交流?！冬F(xiàn)代防御技術(shù)》特開(kāi)辟專(zhuān)欄陸續(xù)刊登此次會(huì)議的優(yōu)秀論文，供讀者參考。

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