微型化工艺一直是人类乐此不疲的一项技术。在过去,人们会在米粒或蛋壳上雕刻出令人叹为观止的图像,这些图像不单单只是平面的画面,甚至还是具有立体起伏的3D结构,它可能是一只虫、一条船、甚至是一间里头坐着人的房子,你会非常惊讶到底先人是怎么办到的?而到了现代,人们依然对微型化充满着难以抹灭的热情,这份热情充分被表现在目前的芯片设计上,我们利用光和蚀刻技术将电路缩小至无法以肉眼辨识的程度,而成果同样让人咋舌,且还不断不断地向下加压,企图将更多的电路挤进一个更小的体积内。除了电路之外,机械装置的缩小则是现今另一个让人目瞪口呆的领域。
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你也许能想象机械结构被缩小的模样,但你绝对无法想象它被缩小的程度。一个比米粒还小的陀螺仪!一片像纸张般薄的压力传感器!这便是现今微机电(MEMS)技术所达到的境界,将原本需要透过一定组件数量与结构体积的装置微化至半导体等级的大小,并藉此扩大其使用范围。其中陀螺仪和加速度传感器是最好的例子,这两项装置被研发的时间相当地早,但过去仅用于某些特定领域的装置上,鲜为人们所知,当然应用的范围也不广泛,但当其被微型化之后就不同昨日而语,不但应用的范围扩大,更与其他的装置结合,增添了许多的新功能。
事实上,在发展MEMS微型化技术的过程中,有时研发人员的想象力开发要大过于技术的开发,因为最难突破的不是你要做多小,而是你要把什么做小。不久前有一部很科幻又超自然的国片叫「诡丝」,剧中的主角使用了一种非常小的方块来捕捉灵体。这个小方块就有点类似MEMS技术,因为它是使用物理结构与材料科学所制造,并微化至非常细微的程度。透过此装置便能改变物质的波长,将某种特定的物质给局限住,更有趣的是,人们也可以透过在眼部喷洒此方块(微化至同水分子)的方式而看见灵体。
这应该不只是电影剧情而已,它非常有机会能够实现,因为已经有相关的科学装置被设计出来。此装置是用于光学领域,透过特殊设计的材料与结构,以改变光的波长与频率,因而产生出相当特别的折射情况,甚至可以达到隐形的境界。若进一步结合MEMS的制程技术,或许真能开发出隐形斗篷或者能映照出特殊物质的镜子也说不定。
关于MEMS技术,还存着太多太多的想象空间,或许制程技术也是项挑战,但处在现今微化技术将近顶峰的时代,那应该只是良率和成本的问题。若要真正创造出新的市场应用,也许开发人员最好的教材不是制程白皮书,而是一本科幻小说。