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太極者，陰陽(yáng)也。陰為靜，陽(yáng)為動(dòng)。萬(wàn)物皆有陰陽(yáng)。MEMS亦復如是。 歐洲人也懂太極。意法半導體（STMicroelectronics，簡(jiǎn)稱(chēng)ST）執行副總裁及模擬器件、MEMS及傳感器產(chǎn)品事業(yè)部總經(jīng)理Benedetto Vigna就用中國的傳統哲學(xué)來(lái)講解ST MEMS技術(shù)的發(fā)展及前景。與以往不同，這次的重點(diǎn)是MEMS微執行器，MEMS的陽(yáng)極。 微執行器（Micro Actuator）也稱(chēng)作微致動(dòng)器或微推進(jìn)器。我們熟知的MEMS器件大多屬于傳感器，是被動(dòng)、靜態(tài)的感測器件，其性陰。執行器則屬于主動(dòng)、運動(dòng)的器件，其性陽(yáng)。傳感器和執行器是MEMS器件的陰陽(yáng)兩面，性質(zhì)互補，用途各異。 
如今，MEMS傳感器在消費類(lèi)電子設備上已經(jīng)等待普遍的應用。幾乎所有的智能手機都離不開(kāi)MEMS運動(dòng)傳感器、環(huán)境傳感器和音頻傳感器。相比之下，MEMS微執行器的進(jìn)展比較緩慢。好消息是，這一狀況正在發(fā)展改變。 Vigna先生首先舉例說(shuō)明了MEMS微執行器的最新應用，那就是聯(lián)想Yoga筆記本電腦上的Intel RealSense 紅外投影器。該紅外投影器與紅外影像傳感器、圖像處理器想配合，可以完成3D影像構建，實(shí)現人臉識別、手勢識別等無(wú)接觸人機交互行為。
Yoga筆記本電腦上的紅外投影器正是MEMS微執行器的一種：MEMS微型反射鏡，或微鏡，其原理是通過(guò)靜電或磁力驅動(dòng)一個(gè)微型鏡片轉動(dòng)。據Vigna先生介紹，根據驅動(dòng)原理，MEMS微執行器可分為以下幾種： 壓電式微執行器：用于相機的自動(dòng)對焦和打印機的打印頭。與音圈電機（VCM）相比，壓電微執行器功耗更低、速度更快，更適合智能手機上相機的自動(dòng)對焦。ST與鏡頭創(chuàng )新企業(yè)PoLight公司合作，使用薄膜式壓電執行器開(kāi)發(fā)智能手機相機自動(dòng)對焦執行器。壓電式MEMS打印頭支持高粘稠打印材料的使用，適應性強，可用于商業(yè)和工業(yè)高速?lài)娔蛴C，也可以用于3D打印。 在醫療領(lǐng)域，壓電微執行器也得到了創(chuàng )新應用。ST與Debiotech公司合作開(kāi)發(fā)了一款稱(chēng)作Jewel Pump的微型胰島素泵，其中的MEMS微流控技術(shù)可精確控制胰島素液的注射量。Jewel Pump比市場(chǎng)上現有的胰島素泵更小、更薄、更輕，可改善糖尿病患者的生活品質(zhì)。 熱學(xué)微執行器：用于噴墨打印機的打印頭，稱(chēng)作MEMS微射流執行器。 靜電式微執行器：用于驅動(dòng)微型反射鏡，正如前面提到的聯(lián)想Yoga筆記本電腦上的紅外投影器。光學(xué)投影微執行器也可用于汽車(chē)的抬頭顯示、手機投影顯示和浸入式顯示裝置等。 Vigna先生介紹說(shuō)，ST的微鏡與美國德州儀器（TI）的DLP工作原理完全不同。他說(shuō)，DLP為微鏡陣列，而ST的微鏡只有一片。DLP微鏡是數字式的，只有0和1兩種模式，而ST的微鏡是模擬的，可實(shí)現逐行掃描。 磁力微執行器：用途與靜電式微執行器類(lèi)似。 在以上的各類(lèi)ST MEMS微執行器中，只有熱學(xué)的微射流執行器應用較早，起始于2000年。而壓電式的微執行器和微反射鏡則剛剛起步。然而我們看到，MEMS微執行器的創(chuàng )新應用不乏亮點(diǎn)。在今后的十年當中，也許MEMS微執行器會(huì )迅速普及，到時(shí)候Vigna先生就可以驕傲地說(shuō)：我們的MEMS做到陰陽(yáng)平衡，靜動(dòng)皆宜了。 |
