4.1　国外微系统技术发展特点

微系统与微/纳加工技术是代表着未来发展方向的一种技术。2002年，该行业的全球投资额已达到了1140多亿欧元，并呈上升态势。微系统技术的运用可以对地球资源起到保护作用，可以节省能源、原材料和使用空间，同时还可以降低生产成本，所以，它可以对经济和技术的发展起到良好的杠杆作用。今天，一个企业在微系统技术上的能力往往体现着该企业的创新和竞争能力。图1-2给出了传统机械、微系统（包括MEMS和NEMS）的特征尺度以及相应的理论问题。显然，微系统在力学原理和运动学原理、材料特性、加工、测量和控制等方面都将发生变化。同时，它属于多学科交叉的新领域，融合了微电子与精密机械加工技术，是集微型机构、传感器信号处理、控制等功能于一体的，具有信息获取、处理和执行等多功能的系统。

图1-2　传统机械、微系统（包括MEMS和NEMS）的特征尺度以及相应的理论问题

微系统是在微电子技术基础上发展起来的，但又区别于微电子技术，在新世纪中将如同微电子技术所起的作用一样，对人类社会产生革命性的影响，因此它是关系国民经济建设和国家安全保障的战略高科技。当前，多种微系统器件已成功地应用于自动控制、信息、生化、医疗、环境监测、航空航天和国防军事等领域。微系统器件以其微型化、集成化、智能化、低成本等优势，在许多应用领域替代了传统的传感器、执行器及系统，使传统产业升级换代，促使许多新产品的诞生，而新型微系统器件的应用也促进了高新技术的发展。

综观国外微系统技术的发展进程，有如下四个特点：(www.daowen.com)

（1）国家高度重视，初期政府行为起主导作用。如1992年“美国国家关键技术计划”把“微米级和纳米级制造”列为“在经济繁荣和国防安全两方面都至关重要的技术”。美国国家自然基金会（NSF）把微米/纳米列为优先支持的领域。美国DARPA制订的微米/纳米和微系统发展计划，对“采用与制造微电子器件相同的工艺和材料，充分发挥小型化、多元化和集成化的技术优势，设计和制造新型机电装置”给予了高度的重视。日本通产省早在1991年就开始启动了总投资250亿日元的大型研究计划——“微机械十年计划”。

（2）企业介入，市场牵引。在微系统发展初期，美国就重视牵引研究主体——大学与企业的结合。例如在微系统重点研究单位UC Berkeley成立的BSAC（Berkeley Sensor and Actuator Center）就是由政府支持的大学和企业组成的。AD I公司看到了微型加速度计在汽车领域应用的巨大前景，通过引入表面牺牲层技术，并加以改造，使微型加速度计的商品化获得巨大成功。

（3）重点领域明确。美国在发展初期确定军事应用为其主要方向，侧重以惯性器件为代表的微系统传感器的研究；日本重点发展进入工业狭窄空间微机器人、进入人体狭窄空间医疗微系统和微型工厂，欧洲则重点发展基于μTAS（Micro Total Analysis System——全微分析系统）或LoC（Lab on Chip——芯片实验室）的微型仪器。

（4）重视基础技术的建设，尤其重视设计、材料、加工、封装、测试等技术的发展。美国除在研究单位建立独立的加工实验室外，还特别建立了专门为研究服务的加工基地，如MCNC、Sandia国家实验室等，德国也建立了BOSCH实验室。