小型继电器的行业发展详情

    小型继电器的行业发展

 

    人类对微观世界的探索和小型化的追求是无止境的。各种应用的智能化和自动化需要把更多的功能集成在越来越紧凑的空间中，而小型化同时可以使一些功能提高（如速度、效率等），并使材料和制造成本不断降低。

 

    上世纪中叶半导体集成电路的发明在电子信息产业引发了一场革命。大规模平面集成式微电子制作工艺把一代又一代的更好、更快而且更便宜的电子、通讯和消费产品展现在人们眼前。拿一个80年代初期的“手提”电脑（OsbourneExecutive）与iPhone作比较（图1），前者比iPhone重100倍，运算速度慢100倍，体积要大485倍，价钱要贵10倍，存储量、新功能、高清显示等其他方面的差距更是天壤之别。

 

    这个行业的发展在集成电路发明后的半个多世纪来基本上遵循了英特尔（Intel）公司创始人摩尔（G.Moore）在1965年作的一项预测：集成电路元件密度大致每年增加一倍（图2）。而这种近指数式的发展趋势主要归功于平面集成式的整体制造（BatchFabrication）工艺，系统中（如微处理器等）的元部件（如三极管）不再是用传统的零件加工组装模式制作，而是整体制作完成。这样，在制造工艺和精度不断提高的同时，人们就可以在同样单位面积里放置越来越多的，这样就带来了功能的不断提高和成本的不断降低。

 

    电子信息产业的这种近指数式的发展是史无前例的，而且在其他工业界也难以复制。多年前就有人半开玩笑地拿汽车工业与半导体微电子行业作比较：

 

    如果汽车工业的进步能像微电子工业一样的话，那么，一辆宝马在经过几十年的不断改进与发展，到今天其最高速度应该能达到每小时5000公里，1公升的汽油可以跑800公里，每辆车只需要10元人民币。

 

    在微电子工艺不断向更小尺寸（纳米级）和更高密度推进的同时，人们也在不断地思考和探索如何把微电子这种先进的、并且经过不断发展而非常成熟的平面集成式制造工艺推广到半导体器件之外的领域中。微电机系统（MEMS：Micro-Electro-MechanicalSystems）就是在这样的环境中孕育而生的一个交叉领域。顾名思义，微电机系统一般指的是微小的、带电性能的机械系统，并且其制作方式采用的是集成电路式的整体制作方式。

 

    现在市场上常见的一些产品有汽车里的压力传感器、加速度传感器、手机里的各种传感器、指南针、麦克风、喷墨打印机喷头、电镜投影仪等。发展到现在，微电机系统已是包罗万象，其驱动机制有电、热、磁、压电等等，应用覆盖通讯、汽车、消费、生物、医疗、化工、军工、航天等，甚至一些不带电的、没有机械部件的系统有时也被归纳到这个领域。总之，小型继电器是人们利用微电子集成式制造工艺的优势去制作微电子器件之外的感知和驾驭自然界的新手段和工具。