微机电系统和传感器技术在接下来的十年

大多数今天的大片MEMS产品——从压力传感器和谐振器的加速度计和麦克风——来自学术研究,这一趋势Alissa m·菲茨杰拉德创始人&管理成员,上午菲茨杰拉德& Associates预计将继续下去。虽然许多这些潜在的改变游戏规则的新技术将需要许多年的密集开发和高达1亿美元的投资达到完全商业化,菲茨杰拉德认为他们可能产生新的一波又一波的活动和MEMS和传感器行业的机会。

半的玛丽亚Vetrano赶上菲茨杰拉德预览她的演讲,新兴的MEMS和传感器技术看,当我们进入一个新的十年在即将到来的MEMS传感器和执行国会。

半:你有什么三大新兴MEMS传感器技术最大的承诺吗?

菲茨杰拉德:我们先来定义出现。在研究这个话题MSEC,我回顾了一年的学术论文寻找令人信服的技术,将会出现5到10年后。而这些应用程序还没有商业上准备好了,他们在学术文献,熊一个独特的存在,有些人甚至达到概念验证阶段。他们都有可能推动用户功能来源于MEMS和传感器在非常有意义的方式。

新一代微镜
我发现新的兴趣微镜,激光雷达对自主汽车的兴趣,在光纤网络、虚拟现实/ AR眼镜和耳机。

新一代又一代的微镜将使用压电薄膜来提高光学性能。压电驱动可以主镜比老一代的静电驱动微镜一个更大的角度。这是很重要的对于wider-angle扫描激光雷达,以及其他应用程序——它使建立一个更大的图像。

压电薄膜也可以用来改变镜面的形状,使提出的镜子。这是有用的在两个方面:它支持动态调整和减轻需要极端精密光学设备的包装,提高成本和收益。

事件驱动的传感器/热敏电阻器/超低功率传感器
传感器,画任何力量,或者画只是少量,通过激活只在引发刺激,非常令人兴奋。极低功耗地址最重要障碍之一创建大面积传感器网络:过于频繁更换电池的问题。

此外,今天虽然大多数传感器节点广播一个大型的数据流回母船通过无线电,这些事件驱动或零功率传感器只消耗少量的权力,因为他们只激活无线电传输的重要数据。

解决大面积的能耗问题,传感器将允许部署传感器网络在偏远或难以进入的地方,非常有用的应用程序,比如监控基础设施。

细菌的传感器
传感器,可以检测细菌的存在,以及类型,有普遍适用性之外的医疗用途。他们会特别有用在食品安全的应用程序,因为他们可以识别特定的菌株,如大肠杆菌、牛肉之前离开加工厂或菠菜船只从仓库。这可能在食品安全提供明显的改善疾病控制中心(CDC)和美国食品和药物管理局(FDA)的食品安全计划一个集群时,只有旗帜食源性疾病的人病得很重。

研究人员也为快速设计细菌传感器即时(POC)诊断方法来检测,例如,脓毒症早期,可能拯救生命。

半:你说,一些未来的MEMS传感器将使用硅的替代品。当我们看到MEMS和传感器印在纸上或其他弹性材料——和他们的应用程序适合吗?

菲茨杰拉德:我们看到大量的开发的传感器在纸,塑料,甚至纺织品,现成的材料,便宜的和灵活的。

控制我们的进步现在是制造业的基础设施。目前,研究人员正在使用喷墨打印机,3 d打印机,等制造原型传感器,但在大多数情况下,他们需要扩大转动打印。我认为我们看十年之前我们看到这些传感器技术达到大众市场。

当他们到达时,我们将会看到传感器,我们可以很容易地贴上任何类型的纸箱,包装或包装食物或其他使用一次性物品。可跟踪性和易腐物品的地位特别是将允许消费者追踪食品从农场或者工厂仓库,存储和,最后,回家。

实现这些类型的传感器也将有助于环境。根据自然资源保护委员会,仅在美国每年40%的食物被浪费了,部分是因为我们害怕它坏了的。如果消费者感到放心,他们的食物是安全的,他们会浪费更少。和浪费少意味着我们可以种植的食物来养活相同数量的人。我们也会减少食物浪费,垃圾填埋场的体积。

半:MEMS产业能做些什么来促进使用更环保的材料的产品吗?

菲茨杰拉德:其中一些已经在进行中了。越来越多的公司在我们行业是采用限制有害物质(RoHS)标准来去除重金属,如铅、镉等有害物质,在他们的电子产品。

我们也可以生产一次性传感器在纸上或在生物可降解的塑料,将分解在几个月内,我们可以使用更安全的金属,如黄金、镁、锌、减少有害金属污染的垃圾填埋场。虽然这不是可行的所有传感器可降解,这种传感器的市场可能是巨大的。

随着企业(个人),我们也应该努力工作来设计电子产品,消耗更少的能量,因为这最终意味着更少的一次性电池在垃圾填埋场。

半:你想要什么MSEC与会者将远离你的演讲?

菲茨杰拉德我想让两个要点。首先,使用其他非硅材料的趋势使MEMS和传感器是真实的和不可避免的。这是一个时间的问题。任何人建立一个气体或化学传感器在硅应该怎么做在纸上或塑料因为有伟大的未来将灵活的应用,一次性传感器在各种类型的包装。这是长在低处的水果。

第二,支持这一技术的发展趋势,我们必须认真审视制造业基础设施,因为我们需要完全不同的设备,环境和工业耗材制造MEMS和传感器在纸上或塑料。传感器制造商可以准备未来扩张今天开始合作公司已经生产纸张和塑料产品。

Alissa菲茨杰拉德博士创立点菲茨杰拉德& Associates, LLC (AMFitzgerald)、微机电系统和传感器解决方案公司,2003年。她有超过20年的工程经验在MEMS设计、制造和产品开发。AMFitzgerald成立之前,菲茨杰拉德在喷气推进实验室,轨道科学公司,Sigpro,现在Sensant公司,西门子的一部分。她收到了她的学士和硕士学位从麻省理工学院和斯坦福大学的博士学位,在航空航天。菲茨杰拉德拥有无数杂志出版物和拥有八项专利。她MEMS产业集团的管理委员会从2008 - 2014年和2013年纳入米格名人堂。菲茨杰拉德是董事会的Rigetti计算和换能器研究基金会。