微机电器是一个新兴的、多学科交叉的高科技领域，它涉及电子、机械、材料、制造、信息与自动控制、物理、化学和生物等多种学科，并集中了当今科学技术的许多尖端成果。这一领域的特点是集微型机械、微型传感器、接口、通讯和电源等技术于一体的微型电器。

微机电器的发展概况

微机电器约有30年的发展历史，但真正取得进展是近10多年的事，且随着半导体集成电路微细加工技术和超精密机械加工技术的发展而发展起来。1962年第一个硅微型大压力传感器问世，其后开发出尺寸为50~500微米的齿轮、齿轮泵等微型机械。美国在微机电器领域研制开发较早，1987年美国加州大学伯克利分校研制出转子直径为60~120微米的硅微型静电电机，显示出利用硅微加工工艺制作微小可动结构，并与集成电路兼容，制造微小系统的潜力，在世界上引起了轰动，从此拉开了微机电器研究开发热潮的序幕。美国宇航局在1993年投资1亿美元着手研制“发现号”微型卫星。日本1991年开始着力研究“微型机械”，准备研制两台样机。一台用于医疗，进入人体进行诊断和微型手术；另一台用于工业，对飞机发动机和原子能设备的微小裂纹实施维修。德国在1993年拨款4亿马克支持“微系统技术”研究，并把微系统列为2000年科技发展的重点。法国1993年启动7000万法郎的“微系统与技术”项目。

我国在微机电器领域的技术水平与世界的差距并不太大，在某些方面已处国际先进水平，现有微电子设备和同步加速器为微系统研究提供了基本条件，已有30多个研究小组取得了一些研究成果。但我国在产业化方面落后于国际发展水平，还需国家给予足够的投人，加速微机电器的发展。微机电器在21世纪会有更大发展，微机电器将逐步从实验室走向实用化，对工农业、信息、环境、生物医疗、空间、国防和科学发展产生重大影响。

微机电器的特点及应用潜力

微机电器的特征尺寸范围应为1微米~1毫米，考虑到现在的技术水准，尺寸在1~10毫米的小型机构，以及将来有可能借助于生物工程和分子组装技术实现的1纳米~1毫米的纳米机械或分子机械，也属于微机电器的范畴。微机电器具有的特点是：（1）微小化。体积小、重量轻、耗能低、惯性小等；（2）能够批量生产。用硅微加工技术在一硅片上可一次制造出成百上千个微型机电装置或制造出几个完整的微型机电系统，便于大批量生产，降低成本。（3）可以与微电子器件集成。微传感器、微执行器与微电子器件集成在芯片上构成可靠性、稳定性高的微型机电系统，具有信号处理和控制的功能。

鉴于微机电器的特点，微机电器在工业、信息和通讯、国防、航空航天、医疗等领域有着巨大应用潜力。美国i-STAT公司已经制造出了一完整手提式的血液化学分析系统，内装有一个硅基的生物化学传感器芯片，这将大大缩短基因测试过程。作为大批量生产的微机电器产品，微型压力传感器、微型加速度计和喷墨打印头已经占领了巨大市场。微型压力传感器的应用，提高了汽车的燃油性能，并减少了环境污染。汽车防撞气袋用微型加速度传感器于1993年在美国投人批量生产。喷墨打印头基本上占领了整个彩色打印机市场。据估计，1995年的微机电器销售额为15亿美元，而2000年将猛增到139亿美元。日本通产省的科学家正在研制微型机器人。军队也在设想制造出大到鞋盒子、小到硬币大小的机器人，这些机器人会爬行、跳跃、潜入敌军后方，为邻近部队或千里之外的总部输送情报，也可以替代人进入难以进入或危险的地区，进行侦察、排雷和探测生化武器战剂。美国MIT公司设计的微型飞行器，预计其飞行速度为30~50公里/小时，可在空中停留1小时，有一定的侦察及导航能力。微机电器是一个前途远大的新兴技术领域，许多预言家说它有可能像当年的微电子一样，成为一个重大产业，微机电器在21世纪会有更大的发展。