項目的背景及目的
迄今為止，集成電路的模擬、仿真直至評測已有了非常完善的工具軟件；并已成為設(shè)計過程的重要組成部分；對設(shè)計的成功、可靠、高效都已起到?jīng)Q定性作用。而對MEMS而言，還相差甚遠，這和MEMS發(fā)展的成熟程度有著直接關(guān)系。當然，這并不意味著MEMS不需要這樣的工具和系統(tǒng)。相反，由于MEMS的功能多樣、加工復雜、分析困難、設(shè)計周期長、成本高等。特別需要一個能包括運動仿真、評測在內(nèi)的設(shè)計工具和系統(tǒng)。這是當前推動MEMS發(fā)展的當務之急。
技術(shù)原理與工藝流程
針對MEMS器件設(shè)計系統(tǒng)中機械性能仿真不足的問題，本課題前期提出了虛擬運行的概念，就是讓器件的三維圖形模型在虛擬環(huán)境中按照器件動態(tài)模型運行起來。虛擬運行對于MEMS 器件的機械性能評測，特別是定量的性能評測，無疑是至關(guān)重要的。虛擬運行的基礎(chǔ)是器件動態(tài)模型，動態(tài)建模的困難影響了它的巨大效益的發(fā)揮。
設(shè)計與加工脫節(jié)是MEMS研制中另一個障礙，加工出來的器件會與設(shè)計的三維形狀有一定程度的偏差；建立在這種帶有實際偏差基礎(chǔ)上的虛擬運行才更有說服力。因此，前期研究中提出的第二個概念：虛擬工藝。服務于建立通用的可視化的行為級仿真與驗證系統(tǒng)的目的，虛擬工藝的目標是建立通用的可視化的工藝級仿真與驗證系統(tǒng)。
MEMS設(shè)計中，通用的核心思想集中體現(xiàn)在IP庫的概念中。將IP庫的概念引進我們的研究工作，基于IP庫的通用的MEMS器件可視化仿真與驗證工具。
主要技術(shù)性能指標
1) 建立基于IP庫的通用的MEMS器件可視化仿真與驗證方法。
a) 包含標準的IP庫。IP庫中包含3個以上的宏模型。
b) 包含虛擬工藝功能；可用于工藝級仿真與驗證。
c) 包含虛擬運行功能；可用于行為級仿真與驗證。
2) 建立通用的可視化工藝仿真與工藝驗證系統(tǒng)。
a) 建立一套基于Voxel的通用MEMS工藝仿真方法。
b) 建立一套通用的工藝仿真平臺。
c) 建立一套通用的MEMS工藝驗證系統(tǒng)。
3) 建立通用的行為級可視化仿真與驗證系統(tǒng)。
a) 包含三類建模形式的行為級模型到IP庫中標準宏模型的轉(zhuǎn)換接口。
b) IP庫中的器件可以通過虛擬運行實現(xiàn)行為級仿真與驗證。
4) 利用上述系統(tǒng)完成新器件的設(shè)計，并實際加工制作、封裝、測試，預期形成整個微系統(tǒng)。
技術(shù)水平及用途
本項目得到國家“863”計劃項目支持，應用行業(yè)為1.航空2.生物 3.軍事。MEMS的器件研究主要集中在傳感器、光學MEMS、射頻MEMS、微流體與生物MEMS等多個方面。人們不僅要開發(fā)制造MEMS 的各種技術(shù)，更重要的是如何將制成的MEMS 器件用于實際系統(tǒng)中，并從中受益。目前可以預見的應用領(lǐng)域包括汽車、航空航天、信息通訊、生物化學、醫(yī)療、自動控制、消費品及國防等。
應用前景分析及效益預測
課題針對Bosch/RIE/ISOTROPIC等工藝的二維仿真器研究相關(guān)成果，已經(jīng)集成到IntelliSense公司MEMS設(shè)計軟件之中，成為IntelliSense公司產(chǎn)品的一部分，實現(xiàn)了研究成果商品化。目前,本課題正在與IntelliSense公司進行基于Voxel的可視化軟件方面的合作。這一外部環(huán)境使我們可以較方便地借助跨國公司的銷售渠道，實現(xiàn)研究成果的商品化。
本課題研究成果與前期工作主要區(qū)別在于強調(diào)通用性，這就使得用戶在應用該成果時會方便地繼承前期使用其他設(shè)計系統(tǒng)的結(jié)果；同時該成果還可以方便地與其他設(shè)計軟件或產(chǎn)品集成；這都會很大程度上促進研究成果應用和商品化。