I sensori MEMS sono in una buona fase di continua crescita, con una forte domanda dal settore automotive e dall'Internet of Things (IoT). Con una miniaturizzazione sempre più affidabile, sono stati sviluppati diversi sensori basati sulla tecnologia MEMS. Questi includono sensori di pressione e vibrazioni, accelerometri e giroscopi.
I sensori MEMS vengono integrati in diverse applicazioni, tra cui dispositivi di monitoraggio delle vibrazioni industriali, l'implementazione di airbag, sistemi di valorizzazione della stabilità e sistemi di navigazione per veicoli e aerei. La tecnologia è stata considerata rivoluzionaria in quanto capace di modificare i design dei circuiti elettronici, portando le soluzioni a livelli nanometrici e migliorando fattori quali consumi e costi.
Negli ultimi decenni i ricercatori e gli sviluppatori di MEMS hanno dimostrato un numero estremamente ampio di microsensori per quasi tutte le possibili modalità di rilevamento, tra cui temperatura, pressione, forze inerziali, specie chimiche, campi magnetici, radiazioni ecc. L'Internet delle cose richiederà molti dispositivi e sensori MEMS, la crescita del mercato dipenderà da una serie di problemi, come la produzione, il prezzo, le misure di sicurezza e il software. Non solo le prestazioni dei dispositivi MEMS costituiscono un fattore di interessante rilievo, ma il loro metodo di produzione che utilizza le stesse tecniche di fabbricazione utilizzate nell'industria del circuito integrato permette di ottenere ottime prestazioni a un livello di costo relativamente basso. Non sorprende che i microsensori discreti a base di silicio siano stati rapidamente sfruttati a livello commerciale e che i relativi mercati continuino a crescere. È ancora più interessante osservare come le soluzioni MEMS possano essere unite non solo con la microelettronica, ma con altre tecnologie come la fotonica e l'optoelettronica. A volte questa combinazione è chiamata "integrazione eterogenea".
Questa visione di MEMS per cui microsensori, microattuatori e microelettronica e altre tecnologie possono essere integrate su un singolo microchip, consentirà sempre di più lo sviluppo di prodotti intelligenti aumentando la capacità di calcolo della microelettronica e migliorando nello stesso tempo le tecniche di percezione e controllo dei sensori. Nel settore automotive, il veicolo moderno sta raggruppando sempre più funzionalità, mentre le industrie spingono verso la mobilità connessa e automatizzata. Oltre a una serie di componenti vitali, la tecnologia Micro-Elettromeccanica (MEMS) si sta rapidamente affermando come un elemento critico di progettazione. L'industria automobilistica è ancora affamata, in media con 20 dispositivi MEMS per auto, e con la guida autonoma che potrebbe offrire ulteriori possibilità. Nuove opportunità in campo medico sono rappresentate da sviluppi a lungo termine, quali chip microfluidici in silicio per micropompe mediche. L'internet delle cose giocherà una buona fetta di mercato per l'espansione dei MEMS, soprattutto nel segmento industriale. Altro campo di forte applicazione sarà la smart building che richiederà una serie di sensori per monitorare le linee ad alta tensione, nonchè accelerometri e sensori di flusso per i contatori intelligenti.
In Sicilia un gruppo di ricercatori ha sviluppato un sistema per controllare il movimento di un braccio robotico utilizzando tanti piccoli sensori inerziali fissati su un braccio che seguendo il movimento del robot correggono i movimenti all’istante fino a portarlo ad un punto di destinazione programmato. In Italia abbiamo delle vere eccellenze nel settore della meccanica e della robotica industriale e non solo.
Proprio grazie ai MEMS si supereranno molte difficoltà elettro-meccaniche per arrivare a prodotti di alta eccellenza!
Ottimo articolo Maurizio.
Mi chiedevo i costi di sensori e attuatori di questo genere? Immagino siano ancora
elevati essendo in una fase iniziale.
In generale si. Comunque è legato anche al tipo di applicazione e materiale impiegato.
Certo, chiaro. In ogni caso sicuramente i costi per unita’ scenderanno non appena questi prenderanno piede in oggetti di tipo consumer.