Mems Là Gì? Ứng Dụng Của Công Nghệ Mems Tại Việt Nam

Ngày đăng: 13/06/2024 | No Comments

Ngày cập nhật: 28/06/2024

MEMS (Micro-Electro-Mechanical Systems) là một trong số đó, thu hút sự chú ý của giới khoa học và ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực. Vậy MEMS là gì? Bài viết này của Glints sẽ cung cấp cho bạn những thông tin cơ bản về MEMS, giúp bạn hiểu rõ hơn về công nghệ tiên tiến này.

MEMS là gì?

MEMS là gì? MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) là một loại hệ thống vi cơ điện tử tích hợp, bao gồm các thành phần cơ học, cảm biến, bộ kích hoạt (actuators), và mạch điện tử, được sắp xếp trên một lớp nền silicon thông qua công nghệ chế tạo vi mạch.

Ở Châu Âu, MEMS được gọi là “Microsystem”, ở Nhật gọi là “Micromachining”, trong khi ở Mỹ, thuật ngữ MEMS được chọn lựa dựa trên các chữ cái đầu của “Micro-Electro-Mechanical Systems”, dễ nhớ và phổ biến. Các quốc gia như Úc và Israel cũng đã chấp nhận và sử dụng thuật ngữ này.

Kích thước của các thành phần trong MEMS dao động từ 1 đến 1000 µm (tương đương từ 0.001 đến 1mm), trong khi các thiết bị MEMS có kích thước từ vài µm đến vài mm. Các thiết bị này thường bao gồm một khối trung tâm để xử lý dữ liệu, vi xử lý, và các thành phần tương tác như các cảm biến và bộ kích hoạt nhỏ.

Đọc thêm: EDA Là Gì? Kỹ Thuật Phân Tích Chủ Yếu Được Dùng Trong EDA

Nguồn gốc Mems

Công nghệ MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) phát triển từ sự hội tụ của các lĩnh vực khoa học và kỹ thuật đa dạng, nhưng chủ yếu nảy sinh từ kỹ thuật chế tạo bán dẫn. Ban đầu, nó được phát triển trong ngành công nghiệp chế tạo bán dẫn để sản xuất vi mạch và các linh kiện điện tử. Sự tiến bộ trong kỹ thuật chế tạo quy mô nano đã đóng vai trò quan trọng trong việc nâng cao hiệu quả của các cảm biến và bộ điều khiển MEMS, làm cho chúng trở nên nhỏ gọn và mạnh mẽ hơn.

Các yếu tố cơ học và điện tử đóng góp chung vào việc phát triển của công nghệ MEMS. Kỹ sư cơ khí và kỹ sư điện tử đã hợp tác chặt chẽ để tích hợp các cảm biến và bộ điều khiển vào các mạch điện tử phức tạp, từ đó tạo ra các hệ thống MEMS đa chức năng.

Sự phát triển của công nghệ MEMS không thể thiếu sự đóng góp quan trọng từ các tổ chức nghiên cứu, các trường đại học và các doanh nghiệp công nghệ. Việc nghiên cứu liên tục trong lĩnh vực này đã mang lại những đổi mới đáng kể và các ứng dụng mới.

Trong giai đoạn đầu của sự phát triển, công nghệ MEMS đã nhận được sự quan tâm lớn từ các lĩnh vực như quân sự và không gian. Các ứng dụng như: cảm biến áp suất, cảm biến gia tốc và các thiết bị MEMS khác đã được phát triển để đáp ứng các nhu cầu đặc biệt của các lĩnh vực này.

Tóm lại, MEMS đã trở thành một lĩnh vực tích hợp đa ngành, hướng tới sự đa dạng và tiềm năng trong ứng dụng công nghệ hiện đại.

Đọc thêm: 10 Xu Hướng Công Nghệ Trong Tương Lai Bạn Cần 

Lợi ích của công nghệ MEMS

Công nghệ MEMS đã mang lại nhiều ưu điểm quan trọng, giúp hệ thống vi cơ điện tử tích hợp MEMS trở thành sự lựa chọn phổ biến trong nhiều lĩnh vực ứng dụng khác nhau. Dưới đây là những điểm mạnh chính của công nghệ này:

• Kích thước nhỏ: Các thành phần MEMS có thể sản xuất ở quy mô rất nhỏ, thậm chí chỉ trong phạm vi micron hoặc submicron. Điều này giúp giảm kích thước và trọng lượng của thiết bị và hệ thống sử dụng MEMS, phù hợp cho các ứng dụng di động và yêu cầu không gian hẹp.
• Tiết kiệm năng lượng: MEMS tiêu thụ năng lượng thấp, đặc biệt là so với các công nghệ truyền thống. Điều này làm cho chúng lý tưởng cho các thiết bị hoạt động bằng pin, nơi tiêu thụ năng lượng thấp là mối quan tâm hàng đầu.
• Chi phí sản xuất thấp: Công nghệ MEMS có thể tích hợp vào quy trình sản xuất hàng loạt, giảm chi phí so với các phương pháp truyền thống. Điều này giúp tạo ra các sản phẩm có giá thành thấp và phổ biến trên thị trường.
• Khả năng tích hợp: MEMS cho phép người dùng tích hợp nhiều chức năng và thành phần khác nhau trong cùng một vi mạch, điều này đã giảm sự phức tạp của hệ thống và tăng tính tương tác giữa các thành phần.
• Độ chính xác và độ nhạy: Cảm biến MEMS thường có khả năng đo lường và phản ứng với môi trường xung quanh một cách chính xác và nhạy bén, phù hợp cho các ứng dụng yêu cầu độ chính xác cao như y tế và công nghiệp.
• Ứng dụng đa dạng: Công nghệ MEMS được áp dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như ô tô, y tế, ô tô, viễn thông, điện tử tiêu dùng và một số lĩnh vực khác, điều này chứng tỏ khả năng linh hoạt và đa dạng của MEMS.
• Độ bền và ổn định: MEMS thường có khả năng hoạt động tốt trong môi trường khắc nghiệt và có độ bền cao, phù hợp cho các ứng dụng yêu cầu sự ổn định và bền bỉ.

Ứng dụng MEMS

Ứng dụng của công nghệ MEMS phân bố rộng rãi vào nhiều lĩnh vực khác nhau, đó là điểm mạnh của nó trong việc cải thiện hiệu suất và tính linh hoạt của các hệ thống hiện đại. Sau đây là một số ứng dụng của MEMS mà bạn nên tham khảo:

Ứng dụng trong Cảm biến Quán tính (Inertial Sensors)

Các cảm biến quán tính như gia tốc kế và con quay hồi chuyển được sử dụng rộng rãi trong ngành hàng không, quân sự, tự động hóa, ô tô và hải quân. Chẳng hạn, trong hàng không vũ trụ, chúng đóng vai trò quan trọng trong điều khiển bay của máy bay và tên lửa. Trong ngành quân sự, chúng được dùng cho các hệ thống phóng tên lửa không đối không và không đối đất. Trong ngành ô tô, chúng đóng vai trò trong việc kích hoạt túi khí khi xe gặp tai nạn. Trên biển, chúng hỗ trợ định hướng trên các tàu thủy.

Ứng dụng trong Quang học (Optical)

MEMS có ứng dụng trong công nghệ hiển thị như DLP (Digital Light Processing) của Texas Instruments, dùng cho các hệ thống chiếu màn hình từ nhỏ đến lớn với thiết bị gương số DMD (Digital Mirror Device). Trên mặt khác, trong công nghệ chuyển mạch quang, chúng cho phép truyền dẫn ánh sáng qua sợi quang và các bộ Ghép kênh phân chia theo bước sóng WDM (Wavelength-Division Multiplexing).

Ứng dụng trong Vô tuyến (Radio Frequency communication)

Công nghệ RF MEMS được áp dụng trong các hệ thống truyền thông không dây, di động, radar và vệ tinh, nâng cao tính hiệu suất và độ chính xác của các thiết bị truyền thông.

Ứng dụng trong Khoa học và Cuộc sống

Trong lĩnh vực y học và sinh học, BioMEMS là một lĩnh vực nghiên cứu quan trọng, sử dụng các thiết bị nhỏ gọn và nhiều chức năng để theo dõi và chẩn đoán bệnh tật, bao gồm các thiết bị đo huyết áp, protein và gen.

Những ứng dụng này chứng tỏ sự đa dạng và tính ứng dụng rộng rãi của công nghệ MEMS trong nhiều lĩnh vực từ công nghiệp đến y tế và viễn thông

Lời kết

MEMS là một công nghệ có tiềm năng to lớn trong việc giải quyết các vấn đề thực tế và thúc đẩy sự phát triển kinh tế – xã hội. Với sự đầu tư đúng đắn và định hướng chiến lược hợp lý, Việt Nam có thể khai thác hiệu quả tiềm năng của MEMS để nâng cao chất lượng cuộc sống của người dân và đóng góp vào sự phát triển chung của đất nước.

Mong rằng những chia sẻ trên của Glints sẽ giúp bạn đọc hiểu rõ hơn về MEMS là gì, cũng như những ứng dụng mà hệ thống này đem lại cho người dùng trong quá trình sử dụng.