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国家工程院院士谈我国MEMS技术的运用和发展
近日，“千人计划”专家联谊会创新企业家专委会2017年年会在青岛市崂山区举办，100多位千人计划专家齐聚青岛崂山，共商人才与产业发展大计。本次会议中，中国工程院院士、清华大学副校长尤政详细介绍了颠覆性技术：微机电系统，也就是MEMS技术。
国外研制出的现有的智能灰尘样机织一件。比如该样机便集成有双轴加速度传感器、温度传感器、压力传感器等芯片。资料图
国外研制出的现有的智能灰尘样机织一件。比如该样机便集成有双轴加速度传感器、温度传感器、压力传感器等芯片。资料图
基于MEMS技术的智能灰尘
在太湖蓝藻调查过程中，可能会花10万元采集数据，但使用“智能灰尘”可能几百元、几千元就可以完成。这个“智能灰尘”，就是尤政所说的MEMS颠覆性技术。
智能灰尘有多大？总质量5毫克，总体积1.5立方毫米。其应用广泛，如微型厚膜电池、超级电容器、太阳能电池、MEMS传感器等。据悉，一个智能灰尘的成本只有两块钱，但却有着巨大的技术前景。
MEMS技术和微电子技术最大的区别就是，微电子是二维工艺，微系统是三维架构。智能灰尘技术有着无可比拟的特点：微型化、低成本、功耗低、高可靠。智能灰尘重量、尺寸都要小，成本更低。有人说， “智能灰尘”做小了，就是个玩具，实际上却是高精度、高度集成。比如智能子弹将来不用瞄准，打出去子弹自己命中目标。
智能灰尘有着巨大的市场潜力。尤政说，最大的一个市场是智能手机，MEMS技术挽救了手机。智能手机这么好就是因为用了MEMS传感器。如果一个MEMS传感器在一个手机里赚一块钱，带来的收益多大，大家可以想象。山东知名企业歌尔股份就是通过MEMS技术制作硅麦克风，创造了百亿元的产值。目前，传统驻极体麦克风90%的市场被MEMS技术替代。
物联网由传感器、网络和服务三部分组成，物联网最大的费用是传感器。正是有了“智能灰尘”，使传感器等器件的重量越来越轻，体积越来越小，改变了行业的发展。尤政说，中国制造业是从2.0补课，3.0普及，4.0示范。目前国内MEMS技术正在从技术研究逐渐走向产品化，一些企业正在进行开发和利用。清华大学和北京大学在山东淄博建有MEMS中试线，着眼于从系统上解决问题。
中国市场应带动核心MEMS技术发展
尤政表示，中国智能制造机器人是全球最大的市场，但目前中国机器人应用情况令人堪忧。国内巨大市场最终要带动中国核心技术，如MEMS传感器和中国产品的发展。
尤政说，在改革开放前三十年，他们没有卖过一项专利，因为专利是国有的。2015年以后，有了技术转移院后，可以代国家转让技术，从2016年到2017年，一年过程中有8个多亿的资金转化。
尤政说，“我们发起了微纳制造、器件与系统协同创新中心，瞄准我们国家系统的正向设计，从基础研究开始，系统化解决问题。由我们这些单位形成了协同网络，共同培育我国MEMS传感器的发展。同时，也从全世界请了很多MEMS专家来做行业顾问。我们做得比较有特色，MEMS陀螺仪现在可以做到0.1度，甚至0.01度也可以做到。我们还有激光雷达，重量大约在100克左右。也有芯片上的小火箭，把微型推进器集成进去。”
“另外，我们的MEMS开关和继电器是世界领先水平。值得一提的是，我们注重于MEMS在航天的应用，研发了非常小的MEMS卫星，目前我们有三颗卫星在外太空运行了两年多。”
尤政表示，微电子技术时代，只要有一家技术领先的，其他都要关门。而MEMS技术不一样，你能做这种传感器不代表你能做那种传感器，对产业化发展提供了机会。下一步，要发挥大企业的产业化作用，鼓励专精特小企业的发展，将政府和市场竞争相结合，把人才培养、优惠政策和产业集聚相结合，为国家MEMS发展开辟一条光明之路。
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