在進行產(chǎn)業(yè)研究和預測時，市場分析師通常會從數(shù)百家公司收集數(shù)據(jù)，以提供有關現(xiàn)有技術的有價值情報，并確定短期內(nèi)的商業(yè)機遇。作為面向各種商業(yè)應用的MEMS和傳感器咨詢公司，客戶經(jīng)常會問，“未來什么技術或產(chǎn)品會火？”衡量一項新興技術在商業(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，都是作為學術研究成果而誕生的。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，才得以將概念驗證研究轉(zhuǎn)化為新的商業(yè)產(chǎn)品。為了識別那些新興而有前景的技術，我們需要直接聚焦它們的源頭：學術會議和期刊文獻。

典型MEMS產(chǎn)品的商業(yè)化時間

Chirp Microsystems公司就是這一研究方法的有力證據(jù)：在2012年的一場關于新興技術的學術報告中，A.M. Fitzgerald & Associates聯(lián)合創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官Alissa M. Fitzgerald博士強調(diào)了加州大學伯克利分校和加州大學戴維斯分校關于“應用氮化鋁（AlN）MEMS換能器在空氣中進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公司將其技術商業(yè)化，用于手勢識別和指紋識別應用。此后經(jīng)過五年的研究和發(fā)展，Chirp Microsystems公司的產(chǎn)品正式進入市場。據(jù)麥姆斯咨詢此前報道，2018年2月，全球供應巨頭TDK收購了Chirp Microsystems，突顯了該公司的商業(yè)潛力。今年，Alissa M. Fitzgerald博士在關于固態(tài)傳感器、執(zhí)行器和微系統(tǒng)的Hilton Head Workshop研討會上回顧了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域最值得關注的技術。Alissa M. Fitzgerald博士的評選標準包括：商業(yè)相關性；是否為已知或預期的問題提供解決方案；突破性技術。基于這些研究論文和評選標準，Alissa M. Fitzgerald博士總結(jié)了以下值得關注的新興技術：事件驅(qū)動型傳感器：運動、熱這類巧妙設計的硅基MEMS器件，在待機狀態(tài)下實現(xiàn)了零功耗。機械運動或熱觸發(fā)事件會閉合傳感器內(nèi)的觸點，以激活其電路并進行感知。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)控和安全防護等應用。（相關研究機構：德克薩斯大學達拉斯分校、美國東北大學）

待機零功耗的MEMS加速度計，器件電路會在達到加速度閾值時機械閉合圖片來源：德克薩斯大學達拉斯分校

待機零功耗的MEMS紅外探測器圖片來源：美國東北大學

據(jù)麥姆斯咨詢此前報道，美國東北大學教授Matteo Rinaldi領導的一個科研團隊開發(fā)了這款零功耗紅外探測器，能夠在有意義的被測信號出現(xiàn)前，保持零功耗的休眠狀態(tài)，在紅外特征信號到達器件后利用其本身攜帶的能量來驅(qū)動一個熱敏微機械開關，進而接通負載電路開始工作，以實現(xiàn)整個傳感器節(jié)點僅在特定紅外光譜出現(xiàn)時被“喚醒”。

薄膜壓電諧振器PZT沉積和CMOS工藝集成的進步，可用于構建5G應用中的射頻（RF）濾波聲波導。這種采用現(xiàn)有可擴展工藝的新型濾波器設計已經(jīng)成熟，可用于商業(yè)化。（相關研究機構：普渡大學、德州儀器）

基于PZT FeCAP（壓電鐵電電容器）的聲波導CMOS諧振器圖片來源：普渡大學、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)療設備網(wǎng)絡的發(fā)展趨勢，這項創(chuàng)新成果可以實現(xiàn)醫(yī)療級安全的體內(nèi)無線通信。這項早期研究仍需要體內(nèi)驗證，開發(fā)并獲得監(jiān)管批準可能還需要10年或更長的時間。（相關研究機構：美國東北大學）

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

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)新的制造設備和基礎設施。（相關研究機構：普渡大學）

硝酸鹽土壤傳感器圖片來源：普渡大學

可生物降解的電池紐約州立大學賓漢姆頓分校開發(fā)了一種紙質(zhì)電池，巧妙地利用細菌代謝作為電解質(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醫(yī)療植入物或可生物降解的傳感器供電。這項令人興奮的概念驗證原型，還需要大量的工藝開發(fā)和新的制造基礎設施。（相關研究機構：紐約州立大學賓漢姆頓分校）

紙基電池在浸入水中60分鐘后溶解圖片來源：紐約州立大學賓漢姆頓分校