微電機形成專業(yè)化的生產體系，在世界上大約經歷了半個多世紀。它已從傳統(tǒng)電機模式發(fā)展成為多學科互相滲透的機電一體化產品。隨著基礎研究的深化和新工藝、新材料的出現，越來越多的新型微電機被開發(fā)出來并逐步進入實用化，從而給微電機帶來革命性的變化，使微電機的市場前景十分看好。 微電機的市場現狀與發(fā)展 隨著工業(yè)自動化、辦公自動化和家庭自動化的不斷發(fā)展，以及計算機、通信、汽車、家電、玩具產量的不斷提高，世界微電機的市場容量正以高于6%的速度向前推進。日本是世界微電機的最大制造國，在二十世紀80年代末90年代初期達到生產和需求的頂峰，2000年其產量降至17億臺，產值也下降到673.3億日元，約為10年前日本微電機產值的一半。近幾年則保持一種相對穩(wěn)定的發(fā)展態(tài)勢。日本Mabuchi馬達公司是全球最大的微電機制造商，它控制了一半以上的世界DC電機市場，在我國大陸和臺灣省、馬來西亞、越南等地均設有生產工廠，該公司在全球各地的DC電機綜合生產能力已達15億臺。由于日本在磁性材料、電子控制和生產工藝上的領先地位，其微電機產品具 有大轉矩、小尺寸、高控制精度、低功耗、長壽命和低成本的競爭優(yōu)勢。 按照當前使用微電機的數量多少進行排位，信息處理設備（含通信設備）為最大用戶，約占29%；音響設備占18%；汽車電器設備占13%；日常家用電器占8%；視像處理設備占7%；工業(yè)電氣驅動和控制占2%。另外，還有23%的應用覆蓋面，如宇航飛行器、自動化武器裝備、農業(yè)機械、輕工機械、醫(yī)療設備等等。 在上述應用領域中，電子信息和通信設備是世界微電機市場用量增長最快的領域，年均增長率高達20～30%左右，1999年其需求量為18億臺，2001年達到23.2億臺。這主要歸功于PC機、VCD（DVD）、CD－ROM驅動器等用主軸電機、步進電機、負載（Loading）電機以及移動電話、傳呼機振動用無芯（Coreless）和有芯（Core）電機的需求增加。 工業(yè)自動化與工業(yè)領域的微電機市場增長率位居第二，近兩年仍保持了兩位數的同比增長率。 汽車領域用微電機的增長也十分可觀，達8%左右。目前一輛普通汽車一般需要微電機15臺，而豪華轎車則需40～60臺。隨著全球汽車電子化程度的進一步提高，所需微電機也將愈來愈多。 與此同時，日趨激烈的競爭環(huán)境正迫使世界微電機廠商積極探索降低生產成本的有效方法。特別是日本，受日元連續(xù)升值、勞動力成本逐年增長的壓力，許多公司在前幾年大舉向海外轉移中低檔微電機生產的基礎上，近年又開始將一批高技術含量微電機的生產轉向國外，其中包括用于激光打印機、噴墨打印機和數字普通紙復印機的無刷微電機,用于辦公自動化設備如激光打印機內的旋轉多角鏡高精度微電機，用于可錄CD、可重寫CD、DVD－ROM和大容量硬驅的盤式微電機以及用于數字A／V設備如DVD視盤機、MD唱機和數碼相機的超微型電機等。我國由于具有磁性材料資源豐富、產量大、價格低、勞動力相對便宜等眾多優(yōu)勢，所以已成為世界微電機生產的首選國家。據不完全統(tǒng)計，目前在我國建廠的外商獨資或合資微電機生產企業(yè)已達20余家，其產量約占我國微電機總量的80%。 微電機技術的發(fā)展趨勢 激烈的競爭也帶來了微電機產品變革的加速。當前世界微電機技術領域的發(fā)展趨勢是： 微電機產品的小型輕量和低成本化 輕薄短小、低成本是微電機制造商研究開發(fā)的永恒主題，而主軸電機薄型化、緊固結構小型化、電子線路簡易化是微電機小型輕量和低成本化的關鍵。在產品設計中，采用專用IC或LSI來完成電機的驅動系統(tǒng)和讀寫系統(tǒng)，采用新型優(yōu)質材料如品質優(yōu)良的工程塑料、高性能NdFeB稀土永磁材料、耐磨性能極優(yōu)的陶瓷材料分別制作高速微電機的殼體、定子及軸承，則將為微電機產品提高性能、縮小體積、降低成本創(chuàng)造條件。微機械加工技術對微電機的超小型化具有十分重要的意義，盡管近年內微機械加工技術不會顯現其商業(yè)價值，但它的某些技術將使傳統(tǒng)電機進一步小型化，如日本松下公司已利用半導體工藝和薄膜工藝開發(fā)出了轉子直徑僅1mm、電機總體直徑為1.4mm的超小型微電機。 微電機制造的自動化和生產的規(guī)?；? 隨著國際市場競爭的加劇，微電機產品的市場壽命愈來愈短，因而迫使制造商努力采用CAD／CAM等計算機輔助設計、制造技術，縮短產品研發(fā)周期。與此同時，出于成本因素的考慮，一些有實力的大公司還在加緊進行技術改造，積極開展自動化、無人化工廠試驗，進一步采用成套自動化生產線制造微電機，以獲取高的勞動生產率和產品質量。 微電機驅動與控制電路的集成化 電機驅動與控制采用集成電路后，其最大優(yōu)點是電路簡化，有利于電機的輕薄短小化，并使驅動精度和可靠性提高，同時降低成本。制造商現已開發(fā)出一種靈巧功率IC，它把低電壓、高性能的控制電路與大功率驅動電路集成在一個芯片上，用作電機的驅動和控制，效果非常顯著。一些制造商還開發(fā)出了應用功率MOS場效應管和控制邏輯電路的智能化微電機產品，實現了傳統(tǒng)電機與電子技術的有機結合。 新原理微電機蓬勃發(fā)展 近年來人們借助微電子、精密機械加工及新材料、新生物等高新技術，研發(fā)出不少新原理的微電機，并在各種領域獲得了廣泛的應用。最具代表性的有片狀微電機、超聲波微電機、鞭毛電機、超微電機、仿生電機、形狀記憶合金電機、光熱電機、微波電機等。 片狀微電機。即采用片狀線圈、軸向磁路結構并具有微小型化特點的微電機，這是80年代初期發(fā)展起來的一種新型電機，其技術關鍵是線圈的制作。片狀微電機對電子產品的小型化發(fā)展十分有益，其應用范圍很廣，特別是在OA、HA市場上有著廣泛的應用。如用于HDD、FDD、LBP的主軸驅動以及盒式錄放機、隨身聽、盤式磁帶機、卡拉OK機、DAT、汽車立體聲、CD、MD唱機的輸帶和卷盤等，其需求量相當可觀。有專家斷言：21世紀片狀微電機應用化程度可形成數百億元的市場規(guī)模。 超聲波微電機。它是一種由壓電陶瓷元件的超聲振動而獲得機械力的新原理微電機，沒有繞組和磁場部件，結構十分簡單。 其特點是在低速下直接輸出大轉矩，具有單位體積輸出轉矩大；不要減速齒輪，采用改變頻率或通電時間或相間相位差就可以控制轉速，可將轉速調節(jié)至零，制動力矩大，不需附加制動器；機械時間常數為幾毫秒；由于無齒輪，因而噪音低；既不產生雜散磁場，也不受外界的磁場影響。其缺點是變換效率低。 鞭毛微電機。它是細菌在水中游動而使用的分子機械（由蛋白質分子而形成的機械）。鞭毛微電機在生物界中是唯一的旋轉電機，也是現存世界上最?。ㄖ睆?0nm）的電機。未來鞭毛電機將廣泛應用于生物領域，科學家們正設想開發(fā)活體執(zhí)行器，如考慮在生物機器人上使用這種執(zhí)行器；現在的電磁電機重量重，由于傳輸電力和信號需要很多的導線，因而在微觀世界中無法使用。 超微電機。這是指那些形狀非常?。?mm以下）、重量很輕，并且在同一塊基板上（硅或其它材料），采用微電子技術和微加工技術制造出的機電一體化傳動產品。如美國Wisconsen大學采用LIGA技術和多層表面微加工技術制造的磁驅動微型電機，其轉矩厚度僅40μm，直徑285μm，由于它是以電磁力驅動，因此轉矩和輸出功率得到了很大改善。超微電機的量度時以微米為單位的，它的工作狀況必須藉助于專用裝置或儀器來觀察。超微電機的應用前景十分廣闊，特別是在人們尚未充分認識的微環(huán)境下，有待不斷開創(chuàng)擴展。 展望未來，微電機行業(yè)必將隨著電子、信息、汽車以及家電這些應用主戰(zhàn)場的興旺而注入更強大的發(fā)展動力。