微机电系统(MEMS)简介 -1
【奈米产业的思维】
一、前言
在讨论「微机电系统」或「微系统技术」之前,要先提及这个新领域的观念创始者,或者是开山祖师,理察‧费曼(Richard P. Feynman)博士。我们或许从《别闹了! 费曼先生》一书中,熟悉他以量子电动力学之开拓性理论获得诺贝尔奖;在门禁森严的「曼哈坦」原子弹研究计画中,以破解密码锁为乐;在巴西森巴舞团里担任鼓手;在赌城中与职业赌徒研究输赢机率;被按摩院聘去绘裸体画等特立独行等事迹。但他在1959年美国物理学会年会的演讲,启迪了一个崭新的技术领域,却鲜为人知。
其实这场演讲的主题,恰巧与当时美国顷全力发展航太科技的时代背景完全格格不入,甚至背道而驰—又一次符合他科学顽童的个性—演讲主题为「窥究到底,空间还多得很!」(There is plenty of room at the bottom.)其中以大英百科全书全给写在一根针头上之例为开始,陆续揭示了超微电子显微镜、微小计算机、微小工厂、原子重组等缩小化或微小世界的理念。
费曼博士他曾说搞清楚生化界许多问题的办法,便是直接用超细显微镜去看发生了什么事。因此到现在没发明这型显微镜之前,只能靠间接的实验与学理的发展,提供我们设计并制作微系统产品所需的知识。其实光是微米尺寸下,便已然有许多未解的困难,诸如:流体已经不是连续体(continuum),所以Navier-Stoke方程式失效,材料性质如何测定?就如同制作出微马达的戴聿昌博士(Dr.Y.C.Tai)所说的:「每一个课题都能生产大量的博士学位!」
在欧美各国对于航太科技求快、求远的热情不再,探索宇宙尽头的诸项太空计画,相继因预算庞大而搁置或取消。科技上进展最耀眼的,是半导体工业自无有变璀璨,同时在其创造大量商品与产值之际,相关之制程技术,也使费曼40年前缩小25,000倍梦想的实现,露出一道光明曙光。
参考文献
1、【微机电概论】:译者黄淳权、高立图书有限公司、2000年版
2、【基础物理学】:译者曹培熙、张洁仪、晓园出版社、1991年版
3、【科学月刊】
4、【认识微机电】:杨龙杰着、沧海书局