MEMS全稱Micro Electromechanical System，微機電系統。是指尺寸在幾毫米乃至更小的高科技裝置，其內部結構一般在微米甚至納米量級，是一個獨立的智能系統。主要由傳感器、動作器(執行器)和微能源三大部分組成。微機電系統涉及物理學、半導體、光學、電子工程、化學、材料工程、機械工程、醫學、信息工程及生物工程等多種學科和工程技術，為智能系統、消費電子、可穿戴設備、智能家居、系統生物技術的合成生物學與微流控技術等領域開拓了廣闊的用途。常見的產品包括MEMS加速度計、MEMS麥克風、微馬達、微泵、微振子、MEMS壓力傳感器、MEMS陀螺儀、MEMS濕度傳感器等以及它們的集成產品。

MEMS是一個獨立的智能系統，可大批量生產，其系統尺寸在幾毫米乃至更小，其內部結構一般在微米甚至納米量級。例如，常見的MEMS產品尺寸一般都在3mmTImes;3mmTImes;1.5mm，甚至更小。

微機電系統在國民經濟和軍事系統方面將有著廣泛的應用前景。主要民用領域是電子、醫學、工業、汽車和航空航天系統。

美國已研制成功用于汽車防撞和節油的微機電系統加速度表和傳感器，可提高汽車的安全性，節油10%。僅此一項美國國防部系統每年就可節約幾十億美元的汽油費。微機電系統在航空航天系統的應用可大大節省費用，提高系統的靈活性，并將導致航空航天系統的變革。在軍事應用方面，美國國防部高級研究計劃局正在進行把微機電系統應用于個人導航用的小型慣性測量裝置、大容量數據存儲器件、小型分析儀器、醫用傳感器、光纖網絡開關、環境與安全監測用的分布式無人值守傳感等方面的研究。該局已演示以微機電系統為基礎制造的加速度表，它能承受火炮發射時產生的近10.5個重力加速度的沖擊力，可以為非制導彈藥提供一種經濟的制導系統。設想中的微機電系統的軍事應用還有：化學戰劑報警器、敵我識別裝置、靈巧蒙皮、分布式戰場傳感器網絡等。

MEMS的發展歷史

1.編輯微機電系統是從微傳感器發展而來的，已有幾次突破性的進展：

2.70年代微機械壓力傳感器產品問世

3.80年代末研制出硅靜電微馬達

4.90年代噴墨打印頭，硬盤讀寫頭、硅加速度計和數字微鏡器件等相繼規模化生產

5.充分展示了微系統技術及其微系統的巨大應用前景

MEMS的系統優點

微機電系統是微電路和微機械按功能要求在芯片上的集成，尺寸通常在毫米或微米級，自八十年代中后期崛起以來發展極其迅速，被認為是繼微電子之后又一個對國民經濟和軍事具有重大影響的技術領域，將成為21世紀新的國民經濟增長點和提高軍事能力的重要技術途徑。

微機電系統的優點是：體積小、重量輕、功耗低、耐用性好、價格低廉、性能穩定等。微機電系統的出現和發展是科學創新思維的結果，使微觀尺度制造技術的演進與革命。微機電系統是當前交叉學科的重要研究領域，涉及電子工程、材料工程、機械工程、信息工程等多項科學技術工程，將是未來國民經濟和軍事科研領域的新增長點。

MEMS(微機電系統)最初大量用于汽車安全氣囊，而后以MEMS傳感器的形式被大量應用在汽車的各個領域，隨著MEMS技術的進一步發展，以及應用終端“輕、薄、短、小”的特點，對小體積高性能的MEMS產品需求增勢迅猛，消費電子、醫療等領域也大量出現了MEMS產品的身影。

MEMS的系統特點

1.微型化：MEMS器件體積小、重量輕、耗能低、慣性小、諧振頻率高、響應時間短。

2.以硅為主要材料，機械電器性能優良：硅的強度、硬度和楊氏模量與鐵相當，密度類似鋁，熱傳導率接近鉬和鎢。

3.批量生產：用硅微加工工藝在一片硅片上可同時制造成百上千個微型機電裝置或完整的MEMS。批量生產可大大降低生產成本。

4.集成化：可以把不同功能、不同敏感方向或致動方向的多個傳感器或執行器集成于一體，或形成微傳感器陣列、微執行器陣列，甚至把多種功能的器件集成在一起，形成復雜的微系統。微傳感器、微執行器和微電子器件的集成可制造出可靠性、穩定性很高的MEMS。

5.多學科交叉：MEMS涉及電子、機械、材料、制造、信息與自動控制、物理、化學和生物等多種學科，并集約了當今科學技術發展的許多尖端成果。

MEMS發展的目標在于，通過微型化、集成化來探索新原理、新功能的元件和系統，開辟一個新技術領域和產業。MEMS可以完成大尺寸機電系統所不能完成的任務，也可嵌入大尺寸系統中，把自動化、智能化和可靠性水平提高到一個新的水平。21世紀MEMS將逐步從實驗室走向實用化，對工農業、信息、環境、生物工程、醫療、空間技術、國防和科學發展產生重大影響。

微機電系統是微米大小的機械系統，其中也包括不同形狀的三維平板印刷產生的系統。這些系統的大小一般在微米到毫米之間。在這個大小范圍中日常的物理經驗往往不適用。比如由于微機電系統的面積對體積比比一般日常生活中的機械系統要大得多，其表面現象如靜電、潤濕等比體積現象如慣性或熱容量等要重要。它們一般是由類似于生產半導體的技術如表面微加工、體型微加工等技術制造的。其中包括更改的硅加工方法如壓延、電鍍、濕蝕刻、干蝕刻、電火花加工等等。微機電系統是指集微型傳感器、執行器以及信號處理和控制電路、接口電路、通信和電源于一體的微型機電系統，是一個獨立的智能系統。主要由傳感器、作動器和微能源三大部分組成。微機電系統具有以下幾個基本特點，微型化、智能化、多功能、高集成度。微機電系統。它是通過系統的微型化、集成化來探索具有新原理、新功能的元件和系統微機電系統。微機電系統涉及航空航天、信息通信、生物化學、醫療、自動控制、消費電子以及兵器等應用領域。微機電系統的制造工藝主要有集成電路工藝、微米/納米制造工藝、小機械工藝和其他特種加工工種。微機電系統技術基礎主要包括設計與仿真技術、材料與加工技術、封裝與裝配技術、測量與測試技術、集成與系統技術等。

特點

1.和半導體電路相同，使用刻蝕、光刻等制造工藝，不需要組裝、調整;

2.進一步可以將機械可動部、電子線路、傳感器等集成到一片硅板上;

3.它很少占用地方，可以在一般的機器人到不了的狹窄場所或條件惡劣的地方使用;

4.由于工作部件的質量小，高速動作可能;

5.由于它的尺寸很小，熱膨脹等的影響小;

6.它產生的力和積蓄的能量很小，本質上比較安全。

優勢

經濟利益：

1.大批量的并行制造過程;

2.系統級集成;

3.封裝集成;

4.與IC工藝兼容。

技術利益：

1.高精度;

2.重量輕，尺寸小;

3.高效能。

微型化

MEMS器件體積小，重量輕，耗能低，慣性小，諧振頻率高，響應時間短。MEMS系統與一般的機械系統相比，不僅體積縮小，而且在力學原理和運動學原理，材料特性、加工、測量和控制等方面都將發生變化。在MEMS系統中，所有的幾何變形是如此之小(分子級)，以至于結構內應力與應變之間的線性關系(虎克定律)已不存在。MEMS器件中摩擦表面的摩擦力主要是由于表面之間的分子相互作用力引起的，而不是由于載荷壓力引起。MEMS器件以硅為主要材料。硅的強度、硬度和楊氏模量與鐵相當。密度類似于鋁，熱傳導率接近銅和鎢，因此MEMS器件機械電氣性能優良。

批量生產

MEMS采用類似集成電路(IC)的生產工藝和加工過程，用硅微加工工藝在一硅片上可同時制造成百上千個微型機電裝置或完整的MEMS。使MEMS有極高的自動化程度，批量生產可大大降低生產成本;而且地球表層硅的含量為2%。幾乎取之不盡，因此MEMS產品在經濟性方面更具競爭力。

集成化

MEMS可以把不同功能、不同敏感方向或制動方向的多個傳感器或

執行器集成于一體，或形成微傳感器陣列和微執行器陣列。甚至把多種功能的器件集成在一起，形成復雜的微系統。微傳感器、微執行器和微電子器件的集成可制造出高可靠性和穩定性的微型機電系統。

方便擴展

由于MEMS技術采用模塊設計，因此設備運營商在增加系統容量時只需要直接增加器件/系統數量，而不需要預先計算所需要的器件/系統數，這對于運營商是非常方便的。

學科交叉

集中了當今科學技術發展的許多尖端成果。通過微型化、集成化可以探索新原理、新功能的元件和系統，將開辟一個新技術領域。

應用領域

1.在噴墨打印機里作為壓電元件

2.在汽車里作為加速規來控制碰撞時安全氣囊防護系統的施用

3.在汽車里作為陀螺來測定汽車傾斜，控制動態穩定控制系統

4.在輪胎里作為壓力傳感器，在醫學上測量血壓

5.數字微鏡芯片

6.在計算機網絡中充當光交換系統，這是一個與智能灰塵技術的融合

7.設計微機電系統最重要的工具是有限元分析。