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首先给大家解释一下什么是MEMS。Micro-Electro-MechanicalSystem, 这个让老美念起来都绕口的词，中文叫做“微电子机械系统”。它是集成了微型传感器、信息处理及信号控制电路、微电源、微机械和外围封装实体结构以及各种数据接口和通信单元于一体的微型智能器件或系统。MEMS是一个独立的智能系统，广泛应用于航空科技产业，是一项关系到国家的科技发展、经济繁荣和国防安全的关键技术。让我们主要看看这项技术是如何成为“航空科技新秀”的吧！ 微小尺寸的MEMS产品 一揭秘MEMS的诞生与发展MEMS的神奇之处在于它的起源，传统电子机械工艺制成的驱动器和传感器在体积、价格、产能上无法适应电子消费、工业界、科学研究乃至军工的需求。上世纪80年代末，随着集成电路工业的迅速发展，把驱动器和传感器和集成电路芯片集成在一起，就成为了科技发展的必然趋势，促成了MEMS的诞生。
在航空制造领域，实用意义上的MEMS商业化发展始于上世纪末，正值无线通信技术开始成熟；MEMS依托于集成电路微细加工工艺和超精密机械加工技术的不断进步与有效融合。在21世纪，MEMS将逐步从实验室走向实用化，对空间技术、国防和科学发展产生重大影响。人们不仅要开发各种制造MEMS的技术，更重要的是如何将MEMS技术与航空航天应用领域相结合，制作出符合各领域要求的微传感器、微执行器、微结构等MEMS器件与系统。
近几代MEMS技术能够为航空电子设备提供高度可靠的性能，并大幅改善尺寸、重量、功耗（SWAP）与成本。MEMS发展的目标在于，通过微型化、集成化来探索新原理、新功能的元件和系统，开辟一个新技术领域和产业。MEMS可以完成大尺寸电子机械系统所不能完成的任务，也可嵌入大尺寸系统中，把自动化、智能化和可靠性水平提高到一个新的水平。
在航空电子行业以及其它同样具有高要求的应用中，基于上一代MEMS或其它惯性技术的传统解决方案在满足性能目标方面有目共睹。然而，这些技术在降低成本和其它经济实用性方面却未取得重大突破。新一代的航空电子系统承受着改善这些情况的压力，使设备制造商面临着需在无更优技术可选的情况下完成开发目标的挑战。航空电子设备集成商目前所面对的是一个重大的两难处境，即维持性能不变的同时改善SWAP/成本。 二解析MEMS产品的制造技术微电子机械系统(MEMS)产品的制造技术涉及机械、电子、化学、物理、光学、生物、材料等多学科知识的有机交叉与融合。大部分集成电路和MEMS的原材料是硅(Si)，这个神奇的VI族元素可以从二氧化硅中大量提取出来。而二氧化硅是什么？说的通俗一点，就是沙子。沙子君在经历了一系列复杂的加工过程之后，就变成了单晶硅，长下面这个样子。
微电子机械系统的制造方法包括LIGA工艺（光刻、电镀成形、铸塑)、声激光刻蚀、非平面电子束光刻、真空镀膜（溅射）、硅直接键合、电火花加工、金刚石微量切削加工。目前，国际上比较重视的微型机电系统的制造技术有：牺牲层硅工艺、体微切削加工技术和LIGA工艺等，新的微型机械加工方法还在不断涌现，这些方法包括多晶硅的熔炼和声激光刻蚀等。
MEMS驱动器和传感器大部分都含有微机械机构。试想一下，我们要检测一个一微米长的弹簧移动了一纳米（微米尺度的悬臂梁在纳米尺度的范围内移动），这种加工精度在传统机械加工工艺上面是难以实现的。正因为有了MEMS技术，现在我们可以使数以万计的MEMS芯片（有些工艺也会把集成电路芯片放在同一步骤加工）出现在了每一片wafer上面，如下图所示。
这种批量生产（batchprocess）的过程目前已经全自动化控制，隔离了人为因素，确保了每一个MEMS芯片之间的工艺误差可以得到严格的控制，从而提高了良品率。切片、封装之后，就成为了一个个的MEMS芯片。从外观上来看，大部分的MEMS芯片和集成电路芯片是差不多的。 三MEMS技术在航空领域的应用MEMS技术中涉及航天领域的应用主要有：射频MEMS、热控MEMS、惯性MEMS、MEMS微推进和光学MEMS。深空探测器、小卫星、微卫星和纳卫星对以上MEMS技术需求强烈。几种MEMS产品的应用发展情况如下。 (1)射频MEMS可用于航天器通信载荷和平台射频部件，主要产品有射频开关、射频滤波器、射频移相器、射频谐振器等，目前处于产品开发阶段，已开始搭载试验。 NASA格伦研究中心设计的一款制作在高阻抗硅上的射频MEMS开关，在NASA相控阵天线中得到应用；2000年2月美国在一对“绳系MEMS”皮卫星上用微波开关进行了切换无线电频率的试验。“微电子机械系统皮纳卫星”(MEMS Picosat)是美国国防高级研究计划局(DARPA)支持研制的、单星质量250g的一对皮卫星，共发射了两次。其中第一次于2000年1月由“蛋白石”卫星在轨释放了6颗皮卫星，其中包括完全相同的微电子机械系统（MEMS-1A、B）卫星，单星质量仅250g，用于微电子机械系统射频开关的空间考核试验及雷达能力验证。
(2)热控MEMS包括MEMS主动热控器件、微型节流制冷器(MMR)等，可用于小微型卫星和深空探测器的热控系统。其产品主要包括微型百叶窗、微泵、微型热开关、微型阀门、微型传感器、微型热管等。 2004年通过空间技术5(ST-5)d型技术验证卫星，验证了基于MEMS的可变发射率涂层、百叶窗、热开关等；美国海军研究院等开发的基于静电式热开关的辐射器也在开展空间试验；喷气推进实验室也在致力于辐射器热开关设计的改进和完善。美泰公司是国际一流的MEMS产品供应商，公司自主研发和生产各种MEMS芯片，产品广泛应用于航空航天、通讯、工业控制和物联网等行业。
(3)惯性MEMS主要包括微机械加速度计、微机械陀螺仪和微惯性测量组合(MIMU)，由于精度普遍较低，目前主要用于小微、皮纳卫星及深空探测器的控制系统。 法国马特拉(MATRA)公司在我国返回式卫星上搭载了硅微型加速度计；日本东京工业大学研发的Cute-1微卫星，采用4片MEMS陀螺和4片MEMS双轴加速度计构成冗余姿态测量装置，验证了姿态测量功能；中国台湾大学研发的PACE纳卫星，姿态测量装置由三轴微磁强计、MEMS微陀螺、太阳粗测敏感器组成，检验了自主研发的MEMS传感器空间适用性。 MEMS组合传感器 (4)MEMS微推进主要包括电推进和化学推进两大类：微型电推进器分为电热式、静电式和电磁式；化学推进器多为固体推进器，采用数字阵列微结构。MEMS微型电推进系统已在“21世纪技术卫星”星座上进行了试验，微冷气化学推进系统也在ST-5卫星上进行了应用验证，两者的质量均为0.5 kg，证明了MEMS微推进系统用在小微卫星上的可行性。长征十一号运载火箭成功将四颗卫星送入预定轨道，其中3颗立方体试验卫星(上科大二号STU-2)由中国科学院上海微小卫星工程中心研制。
3颗立方星均搭载自组网通信机，利用3颗星建立空间最小网络，实现立方星级别的星间通信组网。STU-2A星在国际上首次搭载了MEMS冷气微推进器，将开展立方星编队绕飞等新技术在轨验证。
上科大二号立方体试验卫星空间组网 STU-2立方星还搭载验证芯片级北斗/GPS双模接收机、MEMS磁强计、多轴敏感器、小型星敏感器等单机产品，促进中国微纳型化卫星单机技术的发展。上科大二号的成功发射促进了科研与教育的紧密结合，标志着中国在皮纳卫星研制和产学研结合的创新平台上迈出了与国际接轨的重要一步，开拓了中国航天产业的新格局。 (5)光学MEMS也称为微光电子机械系统(MOEMS)，可用于遥感载荷和光通信技术。其产品主要分为基于MOEMS的新型显示/投影设备、光通信器件和光学仪器，后两类有很好的空间应用前景。美国劳伦斯·利弗奠尔实验室为“智能卵石”(Brilliant Pebbles)计划研制的宽视场星跟踪器，采用了微球形透镜技术，在“克莱门汀”(Clementine)探测器上进行了搭载试验。
美国麻省理工学院分布式机器人实验室（DRL）的一个团队已经演示了一个雏形。他们运用的智能模块为1厘米见方，称不上砂子，只能说是“智能卵石”。
许多重构机器人的方法采用的都是加法，这可以比拟为堆砌LEGO积木；而智能卵石使用的是减法，可以比作在石头上雕琢。科学家的这种做法听起来像哈利·波特小说，或是科幻电影的场面，眼下已然成为现实！ 四MEMS未来展望一片美好随着科技的不断进步与发展，航空航天系统对其部件的要求不断提高，特别是小型化、智能化和集成化，作为“航空科技新秀”的MEMS技术未来展望必然一片美好，小系统有大智慧啊！基于MEMS技术的各类器件将继续发挥其微小、精确、高可靠性且高度智能化的特点，扩大其在航空航天领域的应用。可以预见在未来十几年，MEMS将替代系统现有的器件，引起一场更轻、更小、性能更强的器件革命。
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