在進(jìn)行產(chǎn)業(yè)研究和預(yù)測時(shí)，市場分析師通常會(huì)從數(shù)百家公司收集數(shù)據(jù)，以提供有關(guān)現(xiàn)有技術(shù)的有價(jià)值情報(bào)，并確定短期內(nèi)的商業(yè)機(jī)遇。作為面向各種商業(yè)應(yīng)用的MEMS和傳感器咨詢公司，客戶經(jīng)常會(huì)問，“未來什么技術(shù)或產(chǎn)品會(huì)火？”衡量一項(xiàng)新興技術(shù)在商業(yè)化后5到10年的市場前景，往往需要采用不同的研究策略。

歷史告訴我們，今天的大部分重磅MEMS產(chǎn)品，都是作為學(xué)術(shù)研究成果而誕生的。那些企業(yè)家們憑借數(shù)百萬美元的資助，歷經(jīng)多年的努力研究，才得以將概念驗(yàn)證研究轉(zhuǎn)化為新的商業(yè)產(chǎn)品。為了識(shí)別那些新興而有前景的技術(shù)，我們需要直接聚焦它們的源頭：學(xué)術(shù)會(huì)議和期刊文獻(xiàn)。

典型MEMS產(chǎn)品的商業(yè)化時(shí)間

Chirp Microsystems公司就是這一研究方法的有力證據(jù)：在2012年的一場關(guān)于新興技術(shù)的學(xué)術(shù)報(bào)告中，A.M. Fitzgerald & Associates聯(lián)合創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官Alissa M. Fitzgerald博士強(qiáng)調(diào)了加州大學(xué)伯克利分校和加州大學(xué)戴維斯分校關(guān)于“應(yīng)用氮化鋁（AlN）MEMS換能器在空氣中進(jìn)行超聲波測距和角度估算”的研究。文章發(fā)表后不久，作者就成立了Chirp Microsystems公司將其技術(shù)商業(yè)化，用于手勢識(shí)別和指紋識(shí)別應(yīng)用。此后經(jīng)過五年的研究和發(fā)展，Chirp Microsystems公司的產(chǎn)品正式進(jìn)入市場。據(jù)麥姆斯咨詢此前報(bào)道，2018年2月，全球供應(yīng)巨頭TDK收購了Chirp Microsystems，突顯了該公司的商業(yè)潛力。今年，Alissa M. Fitzgerald博士在關(guān)于固態(tài)傳感器、執(zhí)行器和微系統(tǒng)的Hilton Head Workshop研討會(huì)上回顧了100多篇來自業(yè)內(nèi)頂尖研究人員的論文，這些論文代表了該領(lǐng)域最值得關(guān)注的技術(shù)。Alissa M. Fitzgerald博士的評(píng)選標(biāo)準(zhǔn)包括：商業(yè)相關(guān)性；是否為已知或預(yù)期的問題提供解決方案；突破性技術(shù)?；谶@些研究論文和評(píng)選標(biāo)準(zhǔn)，Alissa M. Fitzgerald博士總結(jié)了以下值得關(guān)注的新興技術(shù)：事件驅(qū)動(dòng)型傳感器：運(yùn)動(dòng)、熱這類巧妙設(shè)計(jì)的硅基MEMS器件，在待機(jī)狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)了零功耗。機(jī)械運(yùn)動(dòng)或熱觸發(fā)事件會(huì)閉合傳感器內(nèi)的觸點(diǎn)，以激活其電路并進(jìn)行感知。這類傳感器采用現(xiàn)有的制造方法，因此它們可以在五年內(nèi)成為商業(yè)化產(chǎn)品，用于事件監(jiān)控和安全防護(hù)等應(yīng)用。（相關(guān)研究機(jī)構(gòu)：德克薩斯大學(xué)達(dá)拉斯分校、美國東北大學(xué)）

待機(jī)零功耗的MEMS加速度計(jì)，器件電路會(huì)在達(dá)到加速度閾值時(shí)機(jī)械閉合圖片來源：德克薩斯大學(xué)達(dá)拉斯分校

待機(jī)零功耗的MEMS紅外探測器圖片來源：美國東北大學(xué)

據(jù)麥姆斯咨詢此前報(bào)道，美國東北大學(xué)教授Matteo Rinaldi領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)科研團(tuán)隊(duì)開發(fā)了這款零功耗紅外探測器，能夠在有意義的被測信號(hào)出現(xiàn)前，保持零功耗的休眠狀態(tài)，在紅外特征信號(hào)到達(dá)器件后利用其本身攜帶的能量來驅(qū)動(dòng)一個(gè)熱敏微機(jī)械開關(guān)，進(jìn)而接通負(fù)載電路開始工作，以實(shí)現(xiàn)整個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)僅在特定紅外光譜出現(xiàn)時(shí)被“喚醒”。

薄膜壓電諧振器PZT沉積和CMOS工藝集成的進(jìn)步，可用于構(gòu)建5G應(yīng)用中的射頻（RF）濾波聲波導(dǎo)。這種采用現(xiàn)有可擴(kuò)展工藝的新型濾波器設(shè)計(jì)已經(jīng)成熟，可用于商業(yè)化。（相關(guān)研究機(jī)構(gòu)：普渡大學(xué)、德州儀器）

基于PZT FeCAP（壓電鐵電電容器）的聲波導(dǎo)CMOS諧振器圖片來源：普渡大學(xué)、德州儀器

體內(nèi)無線通信

用氮化鋁（AlN）制造的MEMS超聲波收發(fā)器，能夠以Mbit/s的數(shù)據(jù)傳輸速率，直接穿過人體發(fā)送數(shù)據(jù)。隨著多種人體植入物或可穿戴醫(yī)療設(shè)備網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢，這項(xiàng)創(chuàng)新成果可以實(shí)現(xiàn)醫(yī)療級(jí)安全的體內(nèi)無線通信。這項(xiàng)早期研究仍需要體內(nèi)驗(yàn)證，開發(fā)并獲得監(jiān)管批準(zhǔn)可能還需要10年或更長的時(shí)間。（相關(guān)研究機(jī)構(gòu)：美國東北大學(xué)）

基于壓電MEMS超聲換能器（PMUT）的超聲體內(nèi)收發(fā)器圖片來源：美國東北大學(xué)

屏幕和3D打印傳感器

利用屏幕和3D打印傳感器的眾多令人興奮的創(chuàng)新中，有一個(gè)代表性例子是電位硝酸鹽土壤傳感器。這種傳感器成本低、可生物降解，可以大面積部署，以監(jiān)測農(nóng)場的土壤質(zhì)量。不過，目前大多采用桌面式或業(yè)余愛好者工具來制作屏幕和3D打印傳感器件，因此必須在有可能商業(yè)化生產(chǎn)之前，開發(fā)新的制造設(shè)備和基礎(chǔ)設(shè)施。（相關(guān)研究機(jī)構(gòu)：普渡大學(xué)）

硝酸鹽土壤傳感器圖片來源：普渡大學(xué)

可生物降解的電池紐約州立大學(xué)賓漢姆頓分校開發(fā)了一種紙質(zhì)電池，巧妙地利用細(xì)菌代謝作為電解質(zhì)，可以提供0.5 uW的電能。這些電池可以溶解在水中，有朝一日或能用于為臨時(shí)醫(yī)療植入物或可生物降解的傳感器供電。這項(xiàng)令人興奮的概念驗(yàn)證原型，還需要大量的工藝開發(fā)和新的制造基礎(chǔ)設(shè)施。（相關(guān)研究機(jī)構(gòu)：紐約州立大學(xué)賓漢姆頓分校）

紙基電池在浸入水中60分鐘后溶解圖片來源：紐約州立大學(xué)賓漢姆頓分校