MEMS第一轮商业化浪潮始于20世纪70年代末80年代初，其时用大型蚀刻硅片结构和背蚀刻膜片制作压力传感器。由于薄硅片振荡膜在压力下变 形，会影响其外表的压敏电阻走线，这种改变能够把压力转换成电信号。后来的电路则包含电容感应移动质量加快计，用于触发轿车安全气囊和定位陀螺仪。
第二轮商业化呈现于20世纪90年代，首要围绕着PC和信息技能的鼓起。TI公司依据静电驱动斜微镜阵列推出了投影仪，而热式喷墨打印头现在依然大行其道。
第三轮商业化能够说呈现于世纪之交，微光学器材经过全光开关及相关器材而成为光纤通讯的弥补。虽然该商场现在惨淡，但微光学器材从长时刻看来将是MEMS一个添加微弱的范畴。
推动第四轮商业化的其它运用包含一些面向射频无源元件、在硅片上制作的音频、生物和神经元探针，以及所谓的‘片上实验室’生化药品开发体系和微型药品运送体系的静态和移动器材。
工艺的开展
近来对MEMS重视的进步部分来自于外表微加工技能，它把献身层（结构制作时使其它层分隔的资料）在最终一步溶解，生成悬浮式薄移动谐振结构。
欧洲一所MEMS研讨组织、法国格勒诺布尔TIMA实验室的Bernard Courtois指出：‘有两种办法制作微体系，即专门为微体系开发的工艺或许运用为微电子开发的工艺。后一种工艺中有些可用于微体系，有些则要为它添加 一些特别的工艺过程以适用于集成电路中的微体系。’
许多MEMS运用要求与传统的电子制作不同，如包含更多过程、反面工艺、特别金属和十分独特的资料以及晶圆键合等等。确实，许多场合尤其是在生物和医疗范畴，都不把硅片作为基底运用，许多当地选用玻璃和塑料，出于下降本钱原因常常用塑料制成一次性医疗器械。
但对许多公司和研讨组织来说，微电子中现有的CMOS、SiGe和GaAs等工艺是开发MEMS的起点。从理论上讲，将电路部分和MEMS集成在同一芯片上能够进步整个电路的功用、功率和牢靠性，并下降制作和封装本钱。
进步集成度的一个首要途径是经过外表微加工办法，在微电子裸片顶部的保存区域进行MEMS结构后处理。可是有必要考虑温度对前面已制作完结的微电子部分的损坏，所以对单片集成来讲，在低温下进行MEMS制作是一个要害。
针对这一点，比利时Interuniversity微电子中心（IMEC）开发了一种多晶锗化硅堆积技能，其临界温度为450℃，而多晶硅为 800℃。不过温度低堆积速度也要慢，因而又开发了第二种堆积速度更高、温度为520℃的办法。挑选SiGe是希望切入事实上的高频电子规范工艺，但也有 许多其它公司在寻求以干流数字CMOS作为起点。
本年早些时候，IBM宣告它运用BiCMOS工艺技能的规范出产资料在低于400℃温度下开发了RF MEMS元件，它开发的MEMS谐振器和滤波器能够在无线设备中代替分立无源元件。
MEMS与微体系参谋Roger Grace标明：‘多年来人们一向在评论CMOS和MEMS集成的问题，但现在仅有批量出产的集成工艺只要美国模仿器材公司（ADI）的ADXL-50加 速器。相同的功用摩托罗拉要用两个芯片完结，其间一个是MEMS，另一个是封装好的集成微电子器材。’
这些争辩常常在微电子业中提起。值得注意的是模仿和混合信号在微电子中常常放于不同的裸片上作为电路集成到一个封装里，相同，智能功率电子常常 选用多芯片处理计划完成，虽然其他人竭力吹捧智能功率工艺技能的长处。此外拥护与对立将机械结构和许多电子设备集成在一起的理由也都十分杂乱。
这首要是由于微电子的规范封装开发很快，引脚数和衔接办法的改变在本质上也是规范的。而MEMS则不同，其环境参数各式各样，某些封装不能透光而另一些有必要让光照到芯片外表，某些封装有必要在芯片上方或后边坚持真空，而另一些则要在芯片周围送入气体或液体。
人们认识到不行能给各种MEMS运用开发一种规范封装，但也十分需求业界对每种运用确认一种规范封装及其开展方向。 Roger Grace指出：‘MEMS规划师喜爱先把电路做出来，然后再考虑测验和封装。’元件本钱95%以上是花费在测验、封装和最终安装中，对这部分进行优化应 该比制作最精巧的MEMS结构更重要。一起，职业安排SEMI正开端着手封装和制作工艺的规范化作业。
因而Sandia国家实验室开发了包含5层多晶硅的Summit V工艺技能，并把该技能及相关规划东西的运用答应发放给比如Coventor和Ardesta LLC之类的企业（后者是一家危险出资公司）。Sandia还把其4层Summit IV工艺技能运用答应发放给了飞兆（Fairchild）半导体公司。
这是Sandia承当的基础研讨商业化方针的一部分，最近一次MEMS研讨会上Sandia作业人员把它称为‘幻想家的窘境’或‘怎么将开端的演示改变为工业规范’。
Roger Grace以为：‘Sandia的方针是把技能答应发放给业界以得到大批量运用，这样他们就能证明他们自己曩昔小批量运用时的牢靠性。’在制作齿轮、链条和微机械时Summit工艺或许能显示出十分好的优势。
但Grace也有些疑问：‘Summit V是个很贵的工艺，是否有满意的运用来支撑Summit V？由于工程师依然希望把制作工艺技能与运用对应起来。’ 依照Grace的说法，迄今只要几种MEMS到达大批量出产，即便像成功用于桌面投影仪商场的TI移动镜视频投影芯片，每年产值也不到100万只。他说： ‘咱们会看到不断呈现定制工艺和定制处理计划，我不以为他们（工程师）会退让。’
那么现在说MEMS是一个繁荣商场是否还为时过早吗？ 据In-Stat MDR高档剖析员Marlene Bourne猜测，国际MEMS商场将从2001年的39亿美元添加到2006年的95亿美元，均匀添加率为19.5%。相比之下，国际半导体芯片商场自 1996年以来一向徜徉在1，500亿美元，虽然估计到2003年会有20%的添加。
欧洲工业安排Nexus猜测，微体系商场在2001年已经是300亿美元，到2005年将上升到680亿美元。这与In-Stat数字之间的差 异首要是由于Nexus运用的‘微体系’界说更广泛，它还包含整机体系，如心脏起搏器，并延伸到聚合物、玻璃、金属和以陶瓷为资料的器材。
Bourne解说说：‘我是依据尺度来界说MEMS，指一般制作在硅片上并带有机械功用的器材，虽然它不是专用的。更多要做的工作是在工艺技能上，它或许起源于外表微细机械加工或LIGA。我预算的是向OEM付运的元件数，而没有预算芯片级或最终用户产品的价值。’
商业形式
Bourne标明：‘MEMS工业呈波浪式开展，咱们看到已出现出压力传感器、加快计和镜光学器材，下一波将是RF、微型继电器和开关。它们需求量很大，可是价格压力也很大。’
她以为硅片扩音器也是一个新式范畴。在这类器材中，传统扩音器振荡膜由一个薄硅片膜制成。已经有公司如AkusTIca和丹麦的 SonionMEMS A/S正在进行这方面的开发，Akustica一起也在研讨硅发声设备的或许性。虽然尺度小会约束输0出功率，但这类元件能很好适用于助听运用范畴。例如 把255只这种硅扬声器放到一个裸片上不仅能进步扬声器的响度，并且还能够对这种微型扬声器进行8位数字选址。相同，多个扩音器和扩音器阵列装备也能开发 出新的运用范畴，这种有方向的扩音器能够沿着一个空间摆放，如轿车或家庭内部，这样捕捉到的声响还带有方位信息。
Bourne标明：‘咱们所见到的是MEMS范畴划分得十分明晰。’确实，新式公司和老牌芯片及整机公司都在运送、医疗、电信和消费类电子等范畴竞赛，新式公司只专心于其间一个运用部分。至于微电子方面，MEMS正成为一种能够服务于多个笔直商场的水平技能。
她还指出：‘传统半导体制作商表现出很大的爱好，可是这或许仅仅对其范畴所呈现问题的’膝跳反响‘。究竟工艺技能彻底不同。’
但真的不同吗？TIMA及其他一些组织指出，假如能运用规范工艺，即便是改善的最根本IC工艺也有许多长处，因而硅片MEMS、MOEMS（微光机电体系）和惯例IC制作之间的差异仅仅程度不同。
状况确实便是这样，进军MEMS对小的芯片制作商来讲更具吸引力，由于他们正遭到上游集成器材制作商（IDM）和台湾地区代工厂的冲击。由于这些小芯片公司无法承当深亚微米工艺技能开发和建立新工厂，他们有必要找到商场切入点或彻底扔掉制作。
值得注意的是飞兆半导体和奥地利微体系公司已把MEMS加入到其能出产的器材规模，坐落加利福尼亚的Xicor 6英寸晶圆厂被Standard MEMS公司收买而转向出产MEMS，而卓联半导体把在英国普里茅斯的晶圆厂卖给了德国X-Fab Foundries公司，后者自称是一家混合信号和MEMS器材代工厂。
可是还应看到迄今为止所出售的绝大多数MEMS都是由首要的半导体公司如摩托罗拉、模仿器材和TI所出产的，意法半导体也正在扩展在该范畴的研讨。
关于能担负深亚微米CMOS工艺技能研讨的大型芯片制作商来说，MEMS的吸引力在于能使旧的工艺技能和经多年制作已摊销完了的晶圆厂发生更多赢利。换言之，微电子范畴快筛选的工艺在硅片MEMS制作中能够成为抢先技能。
Bourne对此标明附和，她说：‘是的，许多惯例IC工厂说他们能够做。但这也并不简单，需求十分专业一起又很紧缺的技能，这些技能首要都在大学和新式公司里。’
她弥补道，代工交易形式的开展协助了无晶圆厂元器材开发商，促进了专用MEMS代工厂的开展，如Standard MEMS、Intellisense和Cronos等公司。此外‘50%的新式公司具有自己的工厂设备，但还需求有了解工艺技能的人才。’由此也突出了对 训练的需求。
意法半导体公司MEMS事业部司理Benedetto Vigna介绍说：‘意法对MEMS的研讨是战略性的，首要原因是咱们要经过开发硅的不同特性来应对新的商场。由于MEMS能够用1微米工艺制作，这便是说咱们能运用现有的出产设备。’
该公司一向是惠普公司热式喷墨打印头的供货商，此外它开发了系列惯性传感器，包含视点和线性加快计，并为安捷伦开发了热式光开关。意法半导体在 标明硅片MEMS商场开发方向的一起，还与一家有雄厚财力支撑的加州新式公司Onix Microsystems进行协作。2001年7月两家公司赞同共同开发制作带有MEMS和ASIC的芯片组，用于Onix公司的光开关引擎，意法的批量 产能将满意Onix对芯片组的需求。
Vigna标明：‘射频MEMS的优先级没那么高，所以咱们没有进行商业开发，虽然咱们感爱好的重要范畴之一是用机械开关替代砷化镓固态开关。’
依照Vigna的说法，业界演示的产品还存在牢靠性问题。‘假如是在手机中运用，你需求很低的发动电压，希望是5V以下，虽然手机制作商或许答应12～15V，假如他们再需求40V用于有机发光显示器，咱们或许就不必那么低的电压。’
有一些新式公司如MicroLab宣称已为商场预备好了RF开关，但这些器材是分立的仍是与SoC集成在一起尚有待调查。
等候规范
Vigna说：‘我仍是没有看到像CMOS那样的通用MEMS工艺呈现，所以现在还存在各种工艺，但将来会走向一致，包含在EDA、规划、测验 等各方面。规范一旦呈现就能促进呈现一些简化工艺，咱们假如能固定到2～3个工艺渠道上，将能够缩短MEMS进入商场的时刻，由于经过经历堆集它们将变得 更牢靠。我信任最成功的办法是在封装级集成CMOS和MEMS模块，你能够出售带凸点的MEMS裸片以便进行倒装焊集成。’
他介绍说：‘咱们正在推动两三个干流工艺，最首要的是Thelma（微加快计厚外延层），这是一个0.8微米工艺，带有厚多晶硅层结构和薄多晶硅互连。’
该技能答应经过几个‘锚点’（anchor point）将硅片结构焊接在基底上，但能够在与基底自身平行的平面上自在移动。为了与传统塑封技能兼容，在传感元件上部放置一个封帽以防止成型时对移动部件形成污染。
微驱动部件也运用相似的工艺，但没有封帽，而是添加一个灵敏的钝化层。Onix在微镜部件上则运用第三种工艺，这是由于Thelma的多晶硅没有制作镜面抛光的单晶硅好。
那么MEMS的规划自动化东西将怎么开展？Vigna的答复是‘很慢’。 他以为：‘当规划成为一门科学时EDA东西很有用，可是现在MEMS更像模仿电路，首要你需求规范工艺，然后才干得到规范的规划东西。’虽然现在的工艺技 术有许多种，但在这方面仍是出现了一些第三方EDA东西供货商，如Ansys和Coventor等公司。
正如半导体设备制作商相同，首要的EDA供货商如Cadence等正开端把MEMS当作一门天壤之别的工程学科来对待。
Memscap自身是已一家MEMS规划自动化东西供货商，它还把自己改变成为一家新一代专用MEMS制作商。该公司首要从事RF和光学运用， 开发了一些支撑这些运用的工艺。更有目共睹的是它在法国格勒诺布尔本部邻近建造了一个专门的MEMS晶圆厂，并经过答应协议赞助台湾地区的华新丽华公司建 设晶圆厂。
Memscap总裁兼首席执行官Jean-Michel Karam标明：‘咱们和华新丽华的联络十分严密。咱们协助他们建造晶圆厂，由咱们做光学部分，他们做无线部分，这样咱们能够得到两边的技能很快进入商场，咱们两家都会有第二供货商。’
Karam以为建造晶圆厂是发动MEMS商场所需出资的一部分。他说：‘许多公司都说他们有RF MEMS开关，但在诺基亚开端运用RF MEMS之前，他要了解的是你是否有每年供给一亿只的才干，你需求为大批量做好预备。’ Karam以为业界会得到规范化。他解说说：‘挣钱的最佳办法是尽量削减工艺数量，改动是在规划中而不是在工艺中，从技能上讲这样并不简单。’
他指出，其结果是在每个工业范畴都有一些工艺变成‘规范的’用于不同的大批量运用，一旦工艺规范化之后，经济压力将驱动MEMS规划师不加修正地运用这些工艺。
灵敏与安稳
人们或许会希望意法半导体的Vigna猜测首要的半导体公司今后将在MEMS上获取收益，究竟意法有批量出产的经历，在全国际都有晶圆厂能够刺进MEMS工艺，一起与多家首要客户有亲近的联络。
他标明：‘大公司喜爱与大公司打交道，假如出了问题，这家大公司会指控另一家公司，所以一般不会出问题。当然新式公司愈加灵敏，愈加灵敏并彻底专心在MEMS上。’他也给MEMS企业提出了另一种办法，行将大公司的批量出产才干与新式公司的灵敏与专心结合起来。
他信任：‘第一个将MEMS部分分离出来的大公司必定会成功。’不过他否定意法半导体有让MEMS部分独立的计划。
1999年从模仿器材公司分出来的Memsic便是一个很好的比如，虽然模仿器材公司还保存了自己的MEMS事务。事实上，Memsic还显示出另一开展趋势，即我国大陆和台湾地区的兴起。 大陆与台湾
Memsic由北京大学研讨生结业的赵阳兴办，他于1993～1999年间任职于模仿器材公司微加工产品部。
赵阳对热加快计特别感爱好，所以压服模仿器材公司让他带走该技能进行开发，作为报答模仿器材公司可在新公司里持有必定股份。他关于在MEMS上运用CMOS工艺技能毫不怀疑，现已做出高集成度加快计并嵌入到一个芯片的杂乱逻辑里。
他介绍说：‘咱们把精力悉数会集在CMOS MEMS上，成功的仅有途径是依靠现有技能，开端创造之前应尽或许多地进行拷贝。’Memsic运用台积电作为代工厂出产0.6微米逻辑电路，然后将6英 寸晶圆拿回来放到无锡的分公司制作MEMS结构。这样做确实约束了Memsic，无法选用低温后道CMOS加工以防止损坏晶圆上的电路，但这正是 Memsic开发的技能。
赵阳标明：‘这便是说咱们能够把规划拿到任何一个代工厂，即便有必要修正规划才干契合工艺咱们也乐意去做。台积电没有MEMS工艺，所以这部分咱们自己做。’
但台积电是Memsic的出资方之一，它会长时刻都没有MEMS部分吗？
在上海有几家8英寸晶圆代工厂正在建造，出资上百亿美元，因而我国将成为芯片出产的中心之一。台湾地区的代工厂或许会开发愈加专业化的工艺，包 括支撑MEMS的工艺，以便在他们的旧工厂里运转。 台积电技能总监胡正明在最近一次承受EE Times采访时说道：‘咱们有爱好涉入更多MEMS事务，条件是所需求的技能与咱们根本半导体制作技能合拍。。..。..我把CMOS技能看成是一种上 面能放光器材、MEMS乃至碳纳米管的渠道。’
Roger Grace以为：‘我国大陆和台湾地区都在赶紧开展MEMS，他们想在MEMS上做出微电子那样的成就来，咱们需求亲近凝视这一现象。’
未来充溢不确认性要素
工程师们将持续研讨数百个MEMS概念的工艺技能和封装计划，规范化将使人们扔掉一些在硅片制作中喜爱运用的技能。 在美国，反响灵敏赋有构思的新式公司将把MEMS运用面向行进；在欧洲，几个分离出来的公司也不甘人后；而我国大陆和台湾地区则将在MEMS上重复他们在 微电子制作范畴所获得的成功。
可是不要盼望MEMS会像微电子在20世纪60和70年代那样忽然兴隆起来，MEMS范畴依然改变多端且困难重重。MEMS是微电子加微机械， 在所有工业范畴具有上百种运用。从这点来看能够希望MEMS商场的长时刻开展会比‘朴实的’微电子要好，跟着代工服务的开展，工程师将越来越多地使他们的设 计习惯工艺技能。 或许MEMS现在能起飞最重要的原因是微机械剖析的杂乱性跟着千兆赫兹处理器的呈现在工程师桌面就能处理，留下的一个问题将是MEMS技能有无满意的时刻 在其享用胜利果实之前把‘纳米技能’远远抛在后边。
