Микросистема (Microsystem, обычный европейский термин), микроэлектромеханическая система (MEMS, обычный американский термин) и микромашина (Micromachine, обычный японский термин) - это три разных термина, которые относятся к использованию современной технологии микро-нано обработки для интеграции микро-датчиков, микро-актуаторов, микро-электроники, микро-энергии, схем управления и других микро-функциональных блоков на чипе, с оптическими, электронными, механическими, функциями сбора и анализа данных, Микромашина - это полная интеллектуальная микросистема с оптическими, электронными, механическими, функциями сбора и анализа данных, которая интегрирована на чипе с использованием современных технологий микро- и нанообработки, таких как микродатчики, микроприводы, микроэлектроника, микроэнергетика, схемы управления и другие микрофункциональные узлы.

Благодаря инновациям и разработкам в области медицины, биологии, обороны, защиты окружающей среды, коммуникаций, авиации и аэрокосмической промышленности идет постоянный поиск все более компактных, но все более функционально сложных систем и устройств. Уже в 2007 году была выдвинута дальновидная идея о том, что миниатюризация является важным направлением будущего, и было предусмотрено, что производственные технологии будут развиваться по пути от макроскопического к микроскопическому, что приведет к созданию различных инструментов массового производства в микроскопическом масштабе.

С момента изобретения транзистора Бадином-Бенлетом и другими в 1948 году начались исследования в области микрофабрикации полупроводниковых материалов с целью интеграции большего количества функциональных единиц электроники в минимально возможную площадь. Быстрое развитие микроэлектроники привело к постоянному уменьшению масштабов чипов интегральных схем и стимулировало поиск новых прорывов в технологии производства в области микромасштабного производства, когда стало понятно, что миллионы ловких и крошечных деталей могут быть изготовлены одновременно с использованием технологии серийного производства полупроводниковых чипов.

Это привело к новой революции в микромеханическом производстве с производством микронных прототипов многих макромеханических систем.

Первый кремниевый микродатчик давления был представлен в 1962 году, затем появились микроструктуры, такие как шестерни, шестеренчатые насосы и пневматические турбины в диапазоне размеров 50um-500um, а в 1987 году были разработаны кремниевые микроэлектростатические двигатели с диаметром ротора 60-120um, продемонстрировавшие потенциал использования процессов микрообработки кремния для создания крошечных подвижных структур и микросистем, совместимых с интегральными схемами, что привело к появлению микроэлектромеханических систем (MEMS). Конференция IEEE Micro Robots and Teleoperators 1987 года в США с темой "Small Machines, Big Opportunities - A Report on the Emerging Field of Microdynamics" ознаменовала начало всемирного исследовательского бума. Это положило начало всемирному исследовательскому буму.

Микроэлектромеханические системы - это не просто миниатюризация макромеханики или простое наложение микроструктур, а полноценная система с большим количеством интерфейсов, соединяющих различные функциональные узлы друг с другом для выполнения разнообразных функций. Физические и химические сигналы, такие как свет, электричество, температура, сила и звук из внешней среды, обнаруживаются датчиками и преобразуются в электрические сигналы, которые получают, преобразуют и обрабатывают перед передачей в контроллер и усиливаются усилителем для управления взаимодействием между исполнительным механизмом и внешним миром. В отличие от традиционных интегральных схем, которые выполняют только одну электрическую функцию, микроэлектромеханические системы могут воспринимать физические и химические сигналы, такие как свет, электричество, температура, сила и звук из внешней среды с помощью датчиков и управлять взаимодействием исполнительных механизмов с внешним миром.

Технология микроэлектромеханических систем - это развивающаяся междисциплинарная дисциплина, включающая прецизионную микромеханику, микроэлектронику, материаловедение, микрофабрикацию, технологии систем и управления и другие дисциплины и фундаментальные дисциплины, такие как физика, химия, механика и биология. Цель микроэлектромеханических систем, с одной стороны, состоит в том, чтобы обеспечить возможность производства миллионов микрокомпонентов за счет миниатюризации и интеграции, и значительно снизить затраты, и иметь преимущества энергосбережения, экономии материалов, малой инерции, простоты управления, высокой скорости, высокой плотности информации, высокой функциональной плотности, высокой плотности соединений и т.д., и может достигать различных функций в очень малом пространстве, с другой стороны, также заключается в подготовке различных типов микросистем с различными новыми функциями. К ним относятся микропинцеты, которые могут взять эритроцит, бабочки, которые могут летать через магнитные поля, и микророботы, которые могут проникать в кровеносные сосуды человеческого тела и проводить медицинское лечение посредством многомерной координации и управления.

Микроэлектромеханические системы технологии крошечные и сложные системы, для достижения этой системы в дополнение к теоретическим базовым исследованиям, но также необходимо развивать различные базовые технологии, которые включают в себя, (1) микроэлектромеханические системы технологии проектирования, включая выбор материалов, таких как строительные материалы и функциональные материалы (2) микрофабрикации технологии, такие как обработка высокой глубины к ширине отношение, многослойные или трехмерные микроструктуры обработки (3) микро-датчики света, электричества, температуры, силы, звук (4) микроактуаторы микронасосы, микроклапаны, микропереключатели и т.д. (5) сборка микроэлектромеханических систем и ключевые технологии, такие как технология склеивания. Фундаментальные исследования в области микросистемной техники охватывают основные проблемы, стоящие перед нанотехнологиями. По мере уменьшения размеров объекта исследования возникает необходимость углубленного изучения и познания микродинамики, микрогидродинамики, микротермодинамики, микротрения, микрооптики, микроструктуры и поверхностных физических эффектов и химических процессов в микро-нано масштабе.

Среди основных технологий МЭМС, технология микрофабрикации является основой для реализации МЭМС и является основной технологией и горячей точкой исследований МЭМС.