微纳机电系统与微纳传感器技术发展报告摘要( 二 ) 传感器技术是信息源头获取技术中的重要

所谓“乘” ，就是针对检测成分十分繁多和复杂的水环境或大气环境，力图采用微纳机电系统集成制造技术发展出具有多种独立谱学检测原理的微型化多谱学传感器，获得多谱学传感器采集的正交多维信息，对多维正交信息采用类似乘法的处理，并通过智能算法对信息进一步提升和提纯，最终达到对混杂环境的分析和检测能力。

所谓“除” ，就是要重视现场物联网节点传感器获得信息除以消耗功耗这个能效比参数，大力发展信息获取能力强且消耗电能少的新型物联网监控节点传感器，实现环境中的方便安置和海量应用。

针对我国微纳机电系统技术与传感器的发展思路和方向有如下建议。
1. 将超越摩尔定律与延续摩尔定律两条路径结合起来发展
微纳机电系统传感器属于“超越摩尔”的发展范畴，因此很多时候我们国家和有关部门的科技发展规划中都把它与集成电路发展战略分离开来，根据其先进制造和自动化检测仪表的传统属性，将其发展战略放到关键基础部件或自动化机器人部分，与微电子产业分隔开来。在信息领域，很多发展战略中将传感器研究主要集中在传感器的应用研究方面，而对传感器本身的研制支持力度较小。
事实上，微纳机电系统传感器技术本身的发展从来都是受微电子技术发展影响最大的。虽然集成电路产业中很多技术是延续摩尔定律的部分，但在模拟器件、功率器件等方面的发展与微纳机电系统传感器有很多相同点，属于“超越摩尔”方向的。即使微纳机电系统传感器的发展具有超越摩尔定律的属性，但与集成电路一样，其海量市场应用的特点使其与集成电路一样追求廉价、高可靠的规模制造，因此也需要在微纳机电系统工艺“百花齐放”的基础上，实现制造工艺的相对标准化，即不总是一个器件一个工艺，而应该面对广泛应用的器件，力求采用相对一致的标准工艺来制造一大类或几大类传感器产品。另外，微纳机电系统传感器与信息处理的集成电路需要进行SoC 或SiP 方式的集成，它们之间往往是缺一不可的。事实上，传感信息处理的接口集成电路本身的造价比微纳机电系统传感器芯片部分的造价还要高很多，但是这里微纳机电系统传感器芯片部分是整个产品的主体功能部分，没有微纳机电系统传感器部分，其接口电路部分将不会存在。因此，在制定发展战略时，不能单纯以分别的产值关系来衡量重要性，而要认识到，微纳机电系统传感器部分是产品存在的前提和基础，或者说，微纳机电系统传感器对微电子或信息产业具有提供崭新市场和带动尾部高附加值的作用。
2. 要特别重视产业链中自动化大批量测试技术这个短板效应
微纳机电系统传感器与集成电路之间最大的不同之处在于：集成电路是电信号输入，电信号输出，传感器是自然界的非电量输入，而执行器是非电量输出。对于集成电路，很多情况下在晶圆级就可以依靠自动测试机软件进行电信号输入和输出间关系的确认，来完成集成电路功能的测试。然而传感器不行，物理传感器需要物理变化量的输入，生化传感器甚至需要生化反应变量的输入，这在探针台上是非常难做到的。另外，将传感器芯片与接口电路芯片连接并封装好后进行测试，在传感被测量输入方面是更容易实现的，但此时判断传感器功能的好坏又显得为时已晚，因为一个传感芯片的不正常将导致整个封装好的传感微系统报废，对成本影响很大。一般就国外企业来讲，其微纳机电系统传感器和执行器的产品测试车间是不能随便参观的。自动测试补偿技术的高产能、高效率和低成本，是该企业产品能够进入市场的关键。这种测试技术，加上定制的测试装备，往往是一个企业的高度机密。我们国家在发展传感器产业时，往往主要关心制造设备和生产线的能力建设，而忽略了传感器在测试这个环节的特殊性和产品化短板效应。制定发展规划时，这一点尤其要引起有关部门的高度关注。

微纳机电系统与微纳传感器技术 发展报告摘要( 二 )

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