Según los datos relevantes, en el mercado global de sensores, Estados Unidos al 29% de participación de mercado para ocupar el trono de la primera cuota de mercado global de sensores, que está estrechamente relacionada con los Estados Unidos siempre ha otorgado una gran importancia al sensor.
Estados Unidos es la fuente de la revolución de la información, como una de las tres principales piedras angulares tecnológicas de la tecnología de la información moderna, los sensores han sido considerados como una tecnología clave de alta tecnología por los Estados Unidos. Ya en 2004, la Fundación Nacional de Ciencias de los Estados Unidos (NSF) publicó un informe especial muy prospectivo: "The Sensor Revolution" (The Sensor Revolution). (Si está interesado en este informe, consulte el contenido: NSF versiones: la revolución del sensor).
MEMS (Sistemas Microelectromecánicos) es una tecnología revolucionaria en el campo del sensor. Como parte de una serie de acciones para promover la popularización de la educación de los sensores en los Estados Unidos, NSF ha financiado SCME (Centro de Apoyo para la Educación de Microsistemas), cuyo objetivo es popularizar y apoyar la educación MEMS.
Este artículo se traduce de History of MEMS, una de las series educativas de SCME, que proporcionaUna historia completa de la tecnología MEMS, que cubre nodos de tecnología clave e hitos en MEMS: incluyendo las presentaciones de MEMS más famosas, el descubrimiento del efecto resistivo de silicio (que es la base de MEMSpresiónsensores), los documentos más citados en el campo MEMS, yotro contenido.documentos, etc.¡Se recomienda para todos!
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Los sistemas microelectromecánicos (MEM) son sistemas en miniatura que están presentes en nuestra vida diaria. Los componentes de MEMS varían en tamaño de una parte por millón (microna) a una parte por mil (milímetros). También se conocen como micromecánica, microsistemas, micromachinas o tecnología de microsistemas (MST).
Los MEM se fabrican a partir de una amplia variedad de materiales y procesos.Uso de materiales como semiconductores, plásticos, cerámica, ferroeléctricos, magnéticosy ⽣.
Los materiales utilizados incluyen semiconductores, plásticos, cerámica, hierro, magnéticos y ⽣ ⽣ Materiales.
Los MEM se utilizan como sensores, actuadores, acelerómetros,interruptor, gamecontrollers y reflectores de luz, por nombrar solo algunas aplicaciones.
Los mems son actualmenteUtilizado en automóviles, tecnología aeroespacial, vitalidad y aplicaciones médicas, impresoras de inyección de tinta, comunicaciones inalámbricas y ópticasy están surgiendo nuevos casos de uso todos los días.
En 1965, Gordon Moore hizo la observación de que desde la invención del transistor a fines de la década de 1940, elNúmero de transistores por pulgada cuadrada On Integratedcircuitoshabía duplicado cada 18 mesesDesde finales de la década de 1950 hasta principios de la década de 1960, unObservación que subyace a la "Ley de Moore. Moore dijo en esta declaración:" En el futuro previsible, la tecnología se centrará en ser más pequeña, no más grande ".
"Moore indicó que la tecnología se ha concentrado en el futuro para el futuro previsible en más pequeño, no más grande".
Al igual que el transistor, la gente ha estado tratando de hacer que los sistemas electromecánicos sean cada vez más pequeños, y un hombre llamado Richard Feynman lo expresó mejor en su famosa conferencia de 1959 titulada "Hay mucho espacio en la parte inferior": "Me dicen que el motor eléctrico es El tamaño de la uña en su dedo meñique, y es un mundo pequeño y pequeño ".
Gordon Moore y Richard Feynman son solo dos ejemplos de los científicos que predicen tecnologías de MEMS emergentes cada vez más pequeñas. Este artículo discutirá nodos e hitos de tecnología clave que están surgiendo en el campo MEMS.
Importantes hitos de mems
El nacimiento de los dispositivos MEMS ha tenido lugar en muchos lugares y a través de los esfuerzos de muchas personas. Por supuesto, se desarrollan nuevas tecnologías y aplicaciones MEMS todos los días. Esto incluye los muchos esfuerzos que han llevado al desarrollo de MEMS.
A continuación se muestra una línea de tiempo que completa la línea de tiempo del desarrollo de la tecnología MEMS. Comenzando con el primer transistor de contacto de puntos realizado en 1947 y terminando con el interruptor de red óptica en 1999, MEMS ha contribuido al estado actual de la tecnología y la nanotecnología de MEMS a través de muchas innovaciones en más de 50 años.
A continuación, sobre los 35 hitos principales en la historia de los MEMS, podemos ver que hay muchos laboratorios, universidades y empresas bien conocidos que han hecho contribuciones significativas al desarrollo de MEMS:
- 1948, Transistor de germanio inventado en Bell Labs (William Shockley)
- 1954, efecto piezoresistivo de germanio y silicio (CS Smith)
- 1958, primer circuito integrado (IC) (JS Kilby 1958/Robert Noyce 1959)
- 1959, "Mucho espacio en la parte inferior" (R. Feynman)
- 1959, demostró el primer sensor de presión de silicio (Kulite)
- 1967, grabado anisotrópico de silicio profundo (HA Waggener et al.)
- 1968, Transistor de puerta resonante patentado (proceso de micromachina de superficie) (H. Nathanson et al.)
- 1970, obleas de silicona de grabación por lotes utilizados como sensores de presión (proceso de micromachina por lotes)
- 1971, el microprocesador inventó
- 1979, boquilla de inyección de tinta micromachined de Hewlett-Packard
- 1982, "Silicon como material estructural" (K. Petersen)
- 1982, Proceso de Liga (KFK, Alemania)
- 1982, sensor de presión arterial desechable (Honeywell)
- 1983, Sensor de presión integrado (Honeywell)
- 1983, "Maquinaria infinitesimal", R. Feynman.
- 1985, sensor o sensor de choque (airbag)
- 1985, descubrimiento del "buckyball"
- 1986, invención del microscopio de fuerza atómica
- 1986, enlace de obleas de silicio (M. Shimbo)
- 1988: Producción en masa de sensores de presión por unión de obleas (sensor Nova)
- 1988, accionamiento lateral electrostático rotativomotor(Fan, Tai, Muller)
- 1991, bisagra de silicón policristalino anual (Pister, Judy, Burgett, Fearing).
- 1991, Descubrimiento de nanotubos de carbono
- 1992, Moduladores de luz de rejilla (Solgaard, Sandejas, Bloom)
- 1992, micromachina a granel (Proceso de gritos, Cornell)
- 1993, pantalla de espejo digital (TexasInstrumentos)
- 1993, MCNC crea el servicio de fundición de paperas
- 1993, primer acelerómetro micromachado de superficie producido en masa (dispositivos analógicos)
- 1994, Proceso de grabado de iones reactivos profundos de Bosch patentado
- 1996, Richard Smalley desarrolla una tecnología para producir nanotubos de carbono de diámetro uniforme.
- 1999, interruptores de red óptica (Lucent)
- 2000, boom óptico MEMS
- 2000, Surge de Biomems
- La década de 2000 vio un aumento en el número de dispositivos y aplicaciones MEMS.
- 2000, aplicaciones NEMS y desarrollo de tecnología
1947 Invención del transistor de contacto puntual (germanio)
En 1947, William Shockley, John Bardeen y Walter Brattain de Bell Labs lograron construir el primer transistor de contacto puntual. Este transistor utilizó germanio, un elemento químico semiconductor.
Esta invención demostró la capacidad de fabricar transistores a partir de materiales semiconductores, permitiendo el control deVoltajeyactual.También abrió la puerta para hacer transistores cada vez más pequeños. William Shockley presentó la patente para el transistor de unión de crecimiento de Germanium NPN en 1948.
El primer transistor fue de aproximadamente media pulgada de altura y sin duda fue enorme en comparación con los estándares actuales. Hoy, los científicos pueden crear nanotransistores que tengan aproximadamente 1 nanómetro de diámetro. Como referencia, un cabello humano se trata de 60-100 micras.
Descubrimiento del efecto piezoresistivo en silicio y germanio en 1954
En 1954, CS Smith descubrió el efecto piezoresistivo en materiales semiconductores como el silicio y el germanio. Este efecto piezoresistivo en semiconductores puede ser órdenes de magnitud mayores que el efecto piezoresistivo geométrico en los metales.Este descubrimiento fue importante para MEMS porque demostró que el silicio y el germanio podían sentir la presión del aire o el agua mejor que los metales.
El descubrimiento del efecto piezoresistivo en semiconductores condujo al desarrollo comercial de medidores de tensión de silicio en 1958. En 1959, Kulite Corporation se fundó como la primera fuente comercial de indicadores de cepas de silicio desnudo.
En 1958, se inventó el primer circuito integrado (IC)
Cuando se inventó el transistor, el tamaño real de cada transistor era limitado porque tenía que estar conectado a cables y otros dispositivos electrónicos. Como resultado, la reducción del transistor se detuvo hasta el advenimiento del "circuito integrado".
Un circuito integrado consistiría en transistores, resistencias, condensadores y cables para satisfacer las necesidades de una aplicación particular. Si se pudiera fabricar un circuito integrado por completo en un solo sustrato, todo el dispositivo podría hacerse aún más pequeño.
Casi al mismo tiempo, dos personas desarrollaron circuitos integrados de forma independiente.
En 1958, Jack Kilby, que trabaja para Texas Instruments, desarrolló un modelo de trabajo de un "circuito de estado sólido".Este circuito consistió en un transistor, tres resistencias y un condensador, todo montado en una lámina de germanio.
Poco después, Robert Noyce de Fairchild Semiconductor hizo el primer "circuito unitario", un circuito integrado realizado en un chip de silicio. Este circuito integrado se realizó en un chip de silicio, y Robert Noyce recibió su primera patente en 1961.
1959 "Mucho espacio en la parte inferior"
En 1959, en una reunión de la American Physical Society, un hombre llamado Richard Feynman popularizó el desarrollo de micro y nanotecnología con una famosa conferencia seminal titulada "Hay mucho espacio en la parte inferior".
En su conferencia, planteó la pregunta:"¿Por qué no podemos escribir todo el volumen 24- Encyclopedia Britannica en la cabeza de un alfiler?"