IEEE MEMS 2025会议上，上海交大刘景全教授团队获得杰出学生论文奖，北京大学和中科院上海微系统所的论文数量位居前列。这反映了一个趋势：国内高校在MEMS领域的研究已经从”跟跑”转向”并跑”。
一、研究热点的转移
从惯性到功能传感
传统MEMS研究集中在惯性传感器（加速度计、陀螺仪），现在热点转向：
| 方向 | 代表性工作 | 技术难点 | |——|———–|———-| | 热电红外传感器 | 2025年综述 | 塞贝克效应优化 | | 硅谐振式加速度计 | 北航、西交大 | 谐振频率稳定性 | | 柔性MEMS | 西电王卫东团队 | 封装与互连 |
这种转移的背后是市场需求变化——消费电子市场趋于饱和，而汽车、工业、医疗等领域对功能传感器的需求在增长。
医工融合的机遇
上海科技大学2024年发布的MEMS医工融合产品研发，核心是解决：
- 生物兼容性
- 植入式供电
- 无线通信
- 数据安全
MEMS在医疗中的应用场景广阔：连续血糖监测、内窥镜胶囊、药物输送泵。但这些应用对可靠性要求极高，从实验室到产品的路很长。
二、工艺能力的瓶颈
加工与封装的失衡
高校MEMS研究的典型问题是：前端加工能力强，后端封装能力弱。
- 刻蚀、沉积等工艺可以依托公共平台
- 但MEMS封装（气密性、引线、集成）往往缺乏专业设备
memsstar的Orbis XeF2/HF释放刻蚀系统在这方面有优势——它可以实现MEMS结构的无损释放，且兼容8英寸晶圆。
测试验证的不足
MEMS器件的性能验证需要：
- 机械性能测试（共振频率、Q值）
- 环境测试（温度、湿度、振动）
- 可靠性测试（寿命、循环）
很多高校的测试设备配置不足，导致设计-验证-迭代的周期过长。
三、设备选型的现实考量
刻蚀设备配置
ULVAC的NLD-570、scia mill 200离子束刻蚀机在MEMS加工中各有定位：
| 设备 | 优势 | 适用场景 | |——|——|———-| | NLD-570 | 低损伤刻蚀 | LN/LT等压电材料 | | mill 200 | 精密离子束 | 侧壁角度控制 | | Orbis | 释放刻蚀 | MEMS结构释放 |
高校在配置时需要考虑：主要研究的材料类型、结构复杂度、产量需求。
检测设备配置
Park AFM在MEMS研究中的应用：
- 结构形貌验证
- 运动特性观测
- 力学性能测试
但AFM的扫描速度慢，对于批量验证不适用。高校需要搭配光学检测、电学测试等手段。
四、技术演进方向
从3D到异质集成
传统MEMS是在硅基底上加工3D结构，未来趋势是：
- 异质材料集成（压电、磁性、光学材料）
- Chiplet架构的MEMS
- 光电机械一体化
这对工艺能力提出了更高要求——不只是硅工艺，还需要化合物半导体、光学工艺。
智能化
MEMS器件与AI的结合：
- 边缘计算集成
- 传感器融合
- 自校准算法
西安电子科技大学王卫东团队在柔性电子、电子皮肤上的研究，本质上是MEMS与AI的交叉。
可靠性工程
MEMS器件的可靠性是工程化的关键：
- 疲劳寿命
- 封装气密性
- 温度循环
目前国内高校在这方面的研究相对薄弱，需要加强。
五、产业界的需求
汽车电子
- 惯性导航
- 压力传感
- 气体传感
对可靠性的要求远高于消费电子。
工业物联网
- 振动监测
- 温度监测
- 化学传感
对成本敏感，但要求长期稳定。
消费电子
- 体感交互
- 环境感知
- 健康监测
对成本和功耗要求极高。
六、高校布局建议
明确定位
MEMS方向太多，高校需要聚焦：
- 材料研究 vs 器件设计 vs 系统集成
- 惯性传感 vs 功能传感 vs 光学MEMS
- 消费电子 vs 汽车 vs 医疗
重视工艺
- 不只是仿真，要做实物验证
- 与工艺厂商合作，缩短开发周期
- 建立标准化工艺流程
培养人才
MEMS需要交叉学科人才：
- 微电子工艺
- 机械设计
- 信号处理
- 系统集成
结语
MEMS研究的竞争力在于”系统级”思考——不只是设计一个传感器，而是要考虑它如何集成到系统中、如何满足应用需求。
国内高校在MEMS领域的研究实力正在快速提升，但从论文到产品的转化率仍然偏低。加强工艺能力、重视可靠性工程、贴近产业需求，是缩短这个差距的关键。
