微電機形成專業(yè)化的生產(chǎn)體系，在世界上大約經(jīng)歷了半個多世紀(jì)。它已從傳統(tǒng)電機模式發(fā)展成為多學(xué)科互相滲透的機電一體化產(chǎn)品。隨著基礎(chǔ)研究的深化和新工藝、新材料的出現(xiàn)，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(xiàn)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(chǎn)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(jì)80年代末90年代初期達(dá)到生產(chǎn)和需求的頂峰，2000年其產(chǎn)量降至17億臺，產(chǎn)值也下降到673.3億日元，約為10年前日本微電機產(chǎn)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(dá)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(shè)有生產(chǎn)工廠，該公司在全球各地的DC電機綜合生產(chǎn)能力已達(dá)15億臺。由于日本在磁性材料、電子控制和生產(chǎn)工藝上的領(lǐng)先地位，其微電機產(chǎn)品具 有大轉(zhuǎn)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(dāng)前使用微電機的數(shù)量多少進行排位，信息處理設(shè)備（含通信設(shè)備）為最大用戶，約占29%；音響設(shè)備占18%；汽車電器設(shè)備占13%；日常家用電器占8%；視像處理設(shè)備占7%；工業(yè)電氣驅(qū)動和控制占2%。另外，還有23%的應(yīng)用覆蓋面，如宇航飛行器、自動化武器裝備、農(nóng)業(yè)機械、輕工機械、醫(yī)療設(shè)備等等。 在上述應(yīng)用領(lǐng)域中，電子信息和通信設(shè)備是世界微電機市場用量增長最快的領(lǐng)域，年均增長率高達(dá)20～30%左右，1999年其需求量為18億臺，2001年達(dá)到23.2億臺。這主要歸功于PC機、VCD（DVD）、CD－ROM驅(qū)動器等用主軸電機、步進電機、負(fù)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(lǐng)域的微電機市場增長率位居第二，近兩年仍保持了兩位數(shù)的同比增長率。 汽車領(lǐng)域用微電機的增長也十分可觀，達(dá)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(chǎn)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(zhuǎn)移中低檔微電機生產(chǎn)的基礎(chǔ)上，近年又開始將一批高技術(shù)含量微電機的生產(chǎn)轉(zhuǎn)向國外，其中包括用于激光打印機、噴墨打印機和數(shù)字普通紙復(fù)印機的無刷微電機,用于辦公自動化設(shè)備如激光打印機內(nèi)的旋轉(zhuǎn)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(qū)的盤式微電機以及用于數(shù)字A／V設(shè)備如DVD視盤機、MD唱機和數(shù)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(chǎn)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(chǎn)的首選國家。據(jù)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(chǎn)企業(yè)已達(dá)20余家，其產(chǎn)量約占我國微電機總量的80%。 微電機技術(shù)的發(fā)展趨勢 激烈的競爭也帶來了微電機產(chǎn)品變革的加速。當(dāng)前世界微電機技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展趨勢是： 微電機產(chǎn)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(jié)構(gòu)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(guān)鍵。在產(chǎn)品設(shè)計中，采用專用IC或LSI來完成電機的驅(qū)動系統(tǒng)和讀寫系統(tǒng)，采用新型優(yōu)質(zhì)材料如品質(zhì)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(chǎn)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(shù)對微電機的超小型化具有十分重要的意義，盡管近年內(nèi)微機械加工技術(shù)不會顯現(xiàn)其商業(yè)價值，但它的某些技術(shù)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(dǎo)體工藝和薄膜工藝開發(fā)出了轉(zhuǎn)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(chǎn)的規(guī)模化 隨著國際市場競爭的加劇，微電機產(chǎn)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(shè)計、制造技術(shù)，縮短產(chǎn)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(shù)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(chǎn)線制造微電機，以獲取高的勞動生產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量。 微電機驅(qū)動與控制電路的集成化 電機驅(qū)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(qū)動精度和可靠性提高，同時降低成本。制造商現(xiàn)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(qū)動電路集成在一個芯片上，用作電機的驅(qū)動和控制，效果非常顯著。一些制造商還開發(fā)出了應(yīng)用功率MOS場效應(yīng)管和控制邏輯電路的智能化微電機產(chǎn)品，實現(xiàn)了傳統(tǒng)電機與電子技術(shù)的有機結(jié)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(shù)，研發(fā)出不少新原理的微電機，并在各種領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)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(jié)構(gòu)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(shù)關(guān)鍵是線圈的制作。片狀微電機對電子產(chǎn)品的小型化發(fā)展十分有益，其應(yīng)用范圍很廣，特別是在OA、HA市場上有著廣泛的應(yīng)用。如用于HDD、FDD、LBP的主軸驅(qū)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(dāng)可觀。有專家斷言：21世紀(jì)片狀微電機應(yīng)用化程度可形成數(shù)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(jié)構(gòu)十分簡單。 其特點是在低速下直接輸出大轉(zhuǎn)矩，具有單位體積輸出轉(zhuǎn)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(zhuǎn)速，可將轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)至零，制動力矩大，不需附加制動器；機械時間常數(shù)為幾毫秒；由于無齒輪，因而噪音低；既不產(chǎn)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(xì)菌在水中游動而使用的分子機械（由蛋白質(zhì)分子而形成的機械）。鞭毛微電機在生物界中是唯一的旋轉(zhuǎn)電機，也是現(xiàn)存世界上最?。ㄖ睆?0nm）的電機。未來鞭毛電機將廣泛應(yīng)用于生物領(lǐng)域，科學(xué)家們正設(shè)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(xiàn)在的電磁電機重量重，由于傳輸電力和信號需要很多的導(dǎo)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(shù)和微加工技術(shù)制造出的機電一體化傳動產(chǎn)品。如美國Wisconsen大學(xué)采用LIGA技術(shù)和多層表面微加工技術(shù)制造的磁驅(qū)動微型電機，其轉(zhuǎn)矩厚度僅40μm，直徑285μm，由于它是以電磁力驅(qū)動，因此轉(zhuǎn)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(yīng)用前景十分廣闊，特別是在人們尚未充分認(rèn)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(yīng)用主戰(zhàn)場的興旺而注入更強大的發(fā)展動力。