第一讲 微传感器与微执行器概述

微传感器与微执行器（F340508) , 2014年秋季学期

杨斌

binyang@

2014年9月24日

一、课程简介与要求

二、MEMS发展历史

三、MEMS创新世界

四、中国MEMS的发展

五、选课的理由

微传感与微执行

(F340508)

上课地点：陈瑞球楼209

上课时间：每周一次（周三

上课时间：每周次（周三6‐8节13:00‐15:40）学分：3学分（48学时）

binyang@sjtu edu cn

任课教师：杨斌binyang@

参考书：

参考主要MEMS领域杂志：

参考主要MEMS会议：

课程简介：通过深入细致地讲述微传感器与微执行器的基本原理和典型应用，让学生全面了解MEMS器件的研究现状和发展方向，初步掌握微型器件的原理、加工和应用，从而体会并了解到高科技为生产和生活提供快捷和便利的途径，学会独立思考，培养创新意识。

考核方式

z平时表现（35%）：无故旷课超过2次的视为自动放弃；积极

参与课堂回答问题和讨论。

个人报告（35%）：每人给定篇最新文献，ppt汇报510分钟z每人给定一篇最新文献，5~10

z期末考试（30%）：期末测试

课次时间题目授课教师12013‐09‐24微传感器与微执行器的历史和现状杨斌22013‐10‐08微机械加工技术杨斌32013‐10‐15力学传感器——微型加速度计杨斌42013‐10‐22力学传感器——压力传感器杨斌52013‐10‐29力学传感器——MEMS麦克风杨斌62013‐11‐05力学执行器杨斌72013‐11‐12化学和生物传感器与执行器杨斌82013‐11‐19微流体器件杨斌92013‐11‐26——

射频微器件谐振器与继电器Bio4Apps 国际会议102013‐12‐03微型能量采集器——振动能11月17日至19日112013‐12‐10微型能量采集器——声、热电杨斌122013‐12‐17微型能量采集器——热释电杨斌132013‐12‐24微光学传感器、数字微镜阵列杨斌142013‐12‐31磁传感器杨斌152014‐01‐02磁执行器杨斌

磁执杨

162013‐01‐08期末大报告学生

1出勤率：基本要求

1.无故旷课超过2次的视为自动放弃！

2.课堂秩序：手机静音，电脑关机，提问举手！

3.课堂互动：独立思考，积极提问和回答问题！

4思路条理清晰表达明确声音响亮！

4.学生口头报告：思路条理清晰，表达明确，声音响亮！

教师联系：杨斌，binyang@

微纳院2‐218室

1、集成电路的发明

2、五十年与五个人

3、超越摩尔定律

4、MEMS的定义

1947年12月23日第一个晶体管在贝尔实验室诞生。

实

晶体管的发明是本世纪最伟大的发明之一，它深刻地改变了人类的技术发展进程。1956∙）年，诺贝尔物理学奖授予了三名主要发明者：约翰∙ 巴丁（John Bardeen）、

威廉∙ 肖克利（William Shockley）、华特∙ 布拉顿（Walter Houser Brattain）。

1952年5月英国科学家达默提出电路集成化的最初设想：由半导体构

成的晶体管，把它们组装在一块平板上而去掉之间的连线。

研制出世界上第一块集成电路，2000年获得诺贝尔物理学奖。

第一块硅基平面双极型集成电路

•仙童公司（Fairchild Semiconductor ）的罗伯特. 诺伊斯进步设想把连线也变成集成电路制造过第块硅基平面双极型集成电路（Robert Noyce ）又进一步设想把连线也变成集成电路制造过程的一部分。

月开发出全平面工艺制成半导体集成电路；•1959年7月，开发出全平面工艺制成半导体集成电路；•1960年制造出第一块可实际使用的单片集成电路。

1960 ISSCC 国际固态电路会议

0国际固态电路会议

1960年前后形成制版、掩模、曝光、刻蚀、氧化、扩散、外延、蒸镀等平面处理技术，1966年，贝尔实验室制造出世界第一块公认大规模集成电路，人类社会由此进入“硅器”时代。

从1960年开始的50 年神话

集成电路与计算机发展历程

•从一个芯片1个晶体管到集成数亿个晶体管

•从200个字节到32G（甚至64G）个字节

•一个房间150KW到今天2W手持电脑

使微处理器这颗数字革命的心脏强劲跳动，为数字时代提供源源不断的动力

对世界最具影响力的五个人

1957年，八大天才叛逆事件

‐‐‐‐乔布斯

路的半导体加工企业

—半导体工业界的信仰

摩尔定律半导体界的信仰

1965年4月19日，时任仙童半导体公司研究开发实验室主任的摩尔应邀为《电子

学》杂志35周年专刊写了篇观察评论报告，题目是：让集成电路填满更多

周年专刊写了一篇观察评论报告，题目是：“让集成电路填满更多的元件”。摩尔首次提出摩尔定律，1975年修正。

1．集成电路芯片上所集成的晶体管的数目，每隔18个月就翻一番。

2．微处理器的性能每隔18个月提高一倍，而价格下降一半。

3．用一个美元所能买到的电脑性能，每隔18个月翻两番。

用个美元所能买到的电脑性能每隔个月翻两番

实际：约每三年集成度翻二番（4倍）; 特征尺寸缩小到0.7倍。

摩尔定律还能适用多少年？

20072009