機遇與挑戰：

• 尺寸決定成敗
• MEMS：微觀世界的加工技術

回應“什麼是物聯網最關鍵技術”這個問題的答案，應該比有關物聯網仁智各見的定義的種類還要多。不錯，傳感器、無線
、通信、雲計算

、信息安全、電源等技術都可謂是物聯網的關鍵技術。

當dang筆bi者zhe要yao說shuo這zhe些xie都dou不bu是shi物wu聯lian網wang最zui關guan鍵jian的de技ji術shu時shi，恐kong怕pa現xian如ru今jin的de物wu聯lian網wang人ren士shi都dou會hui群qun起qi而er攻gong之zhi。但dan如ru果guo筆bi者zhe說shuo在zai與yu物wu聯lian網wang沒mei有you關guan係xi的de領ling域yu
，這zhe些xie技ji術shu經jing過guo十shi幾ji年nian乃nai至zhi數shu十shi年nian的de發fa展zhan已yi經jing比bi較jiao成cheng熟shu或huo者zhe相xiang對dui成cheng熟shu，可ke能neng反fan對dui的de聲sheng音yin就jiu不bu會hui有you那na麼me多duo了le。

zhexiebijiaochengshudejishuyingyongdaowulianwanghouzhisuoyichengweiguanjianjishuhuozheshuojishunandian
，zhuyaoyuanyinzaiyuwulianwangtebieshiwuxianchuanganqiwangluoduiwulichicundemingan。

尺寸決定成敗
十多年前
，計算機“2000年問題” 令人十分頭痛。內存特別是大型機的內存曾經十分昂貴，因此很多商業應用在表達日期時就把19xx年中的19去掉，隻留下後兩位，從而省去兩個字節的長度。然而

，這種缺省隻是在1個世紀內有效，跨世紀時則會出現大問題。最終，兩個字節長度的節省，給全球商業用戶帶來的麻煩可就太大了。

在(zai)無(wu)線(xian)傳(chuan)感(gan)器(qi)網(wang)絡(luo)的(de)多(duo)數(shu)應(ying)用(yong)特(te)別(bie)是(shi)軍(jun)事(shi)應(ying)用(yong)中(zhong)，自(zi)然(ran)希(xi)望(wang)傳(chuan)感(gan)器(qi)節(jie)點(dian)的(de)尺(chi)寸(cun)越(yue)小(xiao)越(yue)好(hao)
，這(zhe)樣(yang)才(cai)能(neng)做(zuo)到(dao)隱(yin)蔽(bi)。而(er)這(zhe)種(zhong)微(wei)型(xing)化(hua)的(de)需(xu)求(qiu)，將(jiang)會(hui)把(ba)原(yuan)本(ben)在(zai)工(gong)程(cheng)實(shi)現(xian)上(shang)不(bu)成(cheng)問(wen)題(ti)的(de)技(ji)術(shu)變(bian)成(cheng)了(le)技(ji)術(shu)障(zhang)礙(ai)。

ruguobutanchicundexianzhi
，womenkeyishuodianyuanjishufazhandehenkuai
，eryidanyihengliangdianyuanxingnengdezhuyaozhibiaobinengliang，jidanweitijihuozhongliangdedianyuansuogeichudenenglianglaihengliangdehua
，dianyuanjishudefazhantaiguohuanman。jinnian8月9日，蓋茨在一次技術趨勢研討會上也對電池的進展很不滿意：“電池存在很多物理上的限製，要想在這一行業取得新進展是十分困難的。”

無(wu)線(xian)傳(chuan)感(gan)器(qi)節(jie)點(dian)的(de)微(wei)型(xing)化(hua)與(yu)電(dian)源(yuan)容(rong)量(liang)就(jiu)變(bian)成(cheng)了(le)一(yi)對(dui)矛(mao)盾(dun)。受(shou)電(dian)源(yuan)容(rong)量(liang)所(suo)限(xian)，節(jie)點(dian)內(nei)的(de)處(chu)理(li)器(qi)的(de)性(xing)能(neng)非(fei)但(dan)難(nan)以(yi)提(ti)高(gao)
，有(you)時(shi)甚(shen)至(zhi)必(bi)須(xu)間(jian)歇(xie)工(gong)作(zuo)以(yi)節(jie)省(sheng)能(neng)耗(hao)。而(er)計(ji)算(suan)性(xing)能(neng)不(bu)高(gao)，直(zhi)接(jie)影(ying)響(xiang)到(dao)信(xin)息(xi)安(an)全(quan)
，因(yin)為(wei)加(jia)密(mi)算(suan)法(fa)對(dui)計(ji)算(suan)資(zi)源(yuan)要(yao)求(qiu)很(hen)高(gao)。總(zong)之(zhi)
，電(dian)源(yuan)容(rong)量(liang)限(xian)製(zhi)帶(dai)來(lai)的(de)影(ying)響(xiang)將(jiang)會(hui)波(bo)及(ji)到(dao)傳(chuan)感(gan)器(qi)節(jie)點(dian)的(de)方(fang)方(fang)麵(mian)麵(mian)。

現實中，很多應用又要求傳感器網絡長期工作，這對傳感器節點的能量供給來說又是雪上加霜。

集(ji)成(cheng)電(dian)路(lu)工(gong)業(ye)的(de)發(fa)展(zhan)為(wei)解(jie)決(jue)傳(chuan)感(gan)器(qi)節(jie)點(dian)微(wei)型(xing)化(hua)和(he)功(gong)耗(hao)的(de)問(wen)題(ti)提(ti)供(gong)了(le)借(jie)鑒(jian)。縱(zong)觀(guan)處(chu)理(li)器(qi)的(de)發(fa)展(zhan)曆(li)史(shi)
，摩(mo)爾(er)定(ding)律(lv)揭(jie)示(shi)著(zhe)芯(xin)片(pian)集(ji)成(cheng)度(du)的(de)持(chi)續(xu)提(ti)高(gao)
，從(cong)而(er)使(shi)得(de)同(tong)等(deng)麵(mian)積(ji)的(de)芯(xin)片(pian)可(ke)以(yi)容(rong)納(na)更(geng)多(duo)的(de)功(gong)能(neng)，或(huo)者(zhe)，實(shi)現(xian)同(tong)樣(yang)的(de)功(gong)能(neng)所(suo)占(zhan)用(yong)的(de)芯(xin)片(pian)麵(mian)積(ji)越(yue)來(lai)越(yue)小(xiao)，從(cong)而(er)促(cu)進(jin)了(le)微(wei)型(xing)化(hua)的(de)發(fa)展(zhan)。與(yu)此(ci)同(tong)時(shi)，由(you)於(yu)芯(xin)片(pian)製(zhi)程(cheng)的(de)提(ti)高(gao)
，縮(suo)短(duan)了(le)晶(jing)體(ti)管(guan)之(zhi)間(jian)的(de)引(yin)線(xian)長(chang)度(du)，降(jiang)低(di)了(le)引(yin)線(xian)電(dian)感(gan)，從(cong)而(er)使(shi)得(de)處(chu)理(li)器(qi)在(zai)執(zhi)行(xing)同(tong)樣(yang)任(ren)務(wu)時(shi)，功(gong)耗(hao)也(ye)將(jiang)比(bi)上(shang)一(yi)代(dai)處(chu)理(li)器(qi)有(you)所(suo)下(xia)降(jiang)。

deyiyujichengdianlugongyidejinbu，chuanganqijiedianzhongxinpianweixinghuayijingrangweiyuchuanganqideweixinghua
，youyuchuanganqijiazuzhongjuedabufendoushifeidianliangchuanganqi
，tebieshishejidaojixieliangdechuanganqi，shihennanjichengdaoxinpianshangde，yinci
，chuanganqijiediandeweixinghuazaihendachengdushangkeyishuoshichuanganqideweixinghua。

MEMS：微觀世界的加工技術
微電子機械係統（Micro-Electro Mechanical Systems，MEMS）是解決傳感器微型化的關鍵手段
，MEMS對於物聯網的重要，與集成電路技術之於IT產業的重要是一樣的。

MEMS的起源可以追溯到半個世紀之前一位名叫理查德·費曼的美國物理學家。看過《別鬧了，費曼教授》一書的人都會感歎於科學頑童和諾貝爾獎得主這兩種身份在他身上的和諧統一。1959年年底，費曼在加州理工學院物理年會上做了題為《在底部還有很大的空間》（There’s Plenty of Room at the Bottom）的著名演講。不僅MEMS的(de)源(yuan)頭(tou)在(zai)此(ci)，而(er)且(qie)

，納(na)米(mi)技(ji)術(shu)的(de)曆(li)史(shi)也(ye)是(shi)從(cong)這(zhe)裏(li)開(kai)始(shi)的(de)。如(ru)今(jin)，費(fei)曼(man)有(you)關(guan)納(na)米(mi)技(ji)術(shu)的(de)預(yu)言(yan)大(da)都(dou)實(shi)現(xian)了(le)，費(fei)曼(man)也(ye)因(yin)此(ci)次(ci)演(yan)講(jiang)而(er)被(bei)人(ren)們(men)尊(zun)為(wei)納(na)米(mi)之(zhi)父(fu)
，盡(jin)管(guan)他(ta)的(de)獲(huo)得(de)諾(nuo)貝(bei)爾(er)獎(jiang)的(de)研(yan)究(jiu)與(yu)之(zhi)並(bing)無(wu)直(zhi)接(jie)關(guan)係(xi)。

但MEMS真正快速地發展還是在20世紀70年代引入了集成電路的加工方式之後的事情。

MEMS的製造技術分為兩類：“自底向上”法和“自頂向下”法fa，前qian者zhe指zhi的de是shi用yong原yuan子zi或huo者zhe分fen子zi來lai搭da建jian傳chuan感gan器qi，這zhe事shi兒er至zhi少shao現xian在zai聽ting起qi來lai還hai比bi較jiao玄xuan乎hu。後hou者zhe就jiu是shi費fei曼man教jiao授shou在zai演yan講jiang中zhong提ti及ji的de方fang法fa，即ji用yong較jiao大da尺chi度du的de工gong具ju去qu構gou建jian（加工）較小尺度的產品。

矽、金屬


、高分子材料都可以成為製造MEMS器(qi)件(jian)的(de)基(ji)底(di)材(cai)料(liao)，但(dan)由(you)於(yu)基(ji)於(yu)矽(gui)的(de)集(ji)成(cheng)電(dian)路(lu)製(zhi)造(zao)技(ji)術(shu)的(de)發(fa)達(da)

，加(jia)之(zhi)矽(gui)材(cai)料(liao)遵(zun)從(cong)胡(hu)克(ke)定(ding)律(lv)
，即(ji)固(gu)體(ti)材(cai)料(liao)受(shou)力(li)後(hou)，其(qi)應(ying)力(li)與(yu)應(ying)變(bian)之(zhi)間(jian)成(cheng)線(xian)性(xing)關(guan)係(xi)，從(cong)而(er)可(ke)以(yi)測(ce)量(liang)壓(ya)力(li)等(deng)多(duo)種(zhong)機(ji)械(xie)量(liang)，因(yin)此(ci)
，矽(gui)就(jiu)成(cheng)為(wei)MEMS的常用材料

，同時也為將MEMS傳感器與節點中其他芯片進行厚膜或者薄膜集成提供了可能。於是
，光刻、腐蝕等集成電路製造的十八般技藝也就派上了用場。

上麵說的隻是使用MEMS的加工技術，微電子機械係統
，顧名思義，是對電子機械係統的微型化，因此MEMS不僅僅限於傳感器製造。根據百度百科MEMS條目的定義
，完整的MEMS是由傳感器、信號處理和控製電路、通訊接口和電源等部件組成的一體化的微型器件係統。其目標是把信息的獲取、處理和執行集成在一起，組成具有多功能的微型係統，集成於大尺寸係統中
，從而大幅度地提高係統的自動化、智能化和可靠性水平。