没有人能够准确地预测微机电系统(MEMS)和传感器技术的未来。然而，根据MEMS设计与开发公司A.M. Fitzgerald and Associates LLC.创办人Alissa Fitzgerald表示，目前正持续进展中的学术研究对于将塑造未来20年的新趋势提供了一个有效的指标。如今，各种新型传感器架构正在崛起中，包括基于低成本软性基板——甚至是以纸打造的传感器，也在不断地发展中。 Fitzgerald在上周于美国圣地亚哥举行的MEMS与传感器高峰会议(MEMS & Sensors Executive Congress)上对与会观众表示：“学术研究是产业创新的源泉。当今，大多数热门的MEMS产品都来自于学术研究，我们预期这种模式还将继续下去。” 她举了很多个例子，包括SiTime的谐振器来自于美国史丹佛大学(Stanford University)、CardioMEMS的植入式压力传感器来自乔治亚理工学院(GeorgiaTech)、Vesper的压电麦克风来自密歇根大学(University of Michigan)，还有最近的例子是Chirp的压电微机械超音波换能器，得力于加州大学的柏克莱分校(UC Berkeley)和戴维斯分校(UC Davis)研究团队。 Fitzgerald解释说：“我的魔法来自于查看世界各地的顶级学术研究，并过滤超过650篇论文。”至于值得注意的评断标准，她表示看好“商业可行性、问题的解决方案，以及改变游戏规则的技术等。” 大多数的技术都还需要更多年的密集开发，并可能需要超过1亿美元的投资，才可能实现完全商业化，但Fitzgerald认为可以确定的是，这些技术都极具潜力，可望在MEMS和传感器产业创造新一波的动能与机会。 压电技术 从静电梳状致动(electrostatic comb-drive)架构到薄膜压电架构，种种变革正持续发生中，因为“您将能够获得更好的制程均匀性、更可靠、更高良率与更小占位空间，而且芯片尺寸将变得越来越小。”Fitzergald并引用两项最新的薄膜材料创新技术——弗劳恩霍夫硅晶研究所(Fraunhofer Institute for Silicon Technology)专注于多层氮化铝(一种具有很高压电系数的材料)，CEA-Leti则已经找到方法，可将锆钛酸铅(PZT)薄膜转移到透明玻璃基板上以取得透明压电结构。
采用薄膜PZT驱动的微镜也很有趣。日本东京大学(University of Tokyo)的研究人员设计了一种3轴微镜，但仅以2轴的机械结构打造，并使用薄膜PZT改变反射镜本身的曲率来控制第3轴微镜。Fitzgerald说：“他们能够进行很大焦距的变化，基本上是一种3D光束转向。”这项技术可望很快地实现商业化。”
(来源：University of Tokyo) 薄膜压电材料将可用于致动器、扬声器、触觉和触控界面。“2020年起将会是薄膜压电MEMS的年代。我们看到了大量使用薄膜或氮化铝PZT的装置。我认为压电架构将取代1990年代强大的静电梳状致动架构。” 如今，“业界迫切需要更强劲的薄膜压电代工制程，一旦取得后将会尽快导入使用。”但是，Fitzgerald指出，目前还需要进行一些工作才能确保可靠性和可扩展性。事件导向 “嘿，我刚听到您想要的声音!”这就是事件导向(event-driven)传感器的魔力。尽管在等待触发事件时仅消耗零或接近零功率，但这种极低功耗得以消除打造大型传感器网络时的主要障碍之一：电池更换频率太高。 Fitzgerald说：“这些传感器令人喜爱之处在于其巧妙运用了物理学…如果您只是想寻找一个事件，您可不想串流传输大量的数据，从而消耗大量功率。”这些传感器有着多种应用，而且可以非常快速地量产。 自供电 在更冒险的研究中，Fitzgerald提到了韩国科学技术院(Korea Advanced Institute of Science and Technology;KAIST)将太阳能电池与纳米压印聚合物结合的方法。 她解释说：“氢气的存在导致该聚合物的光栅膨胀。研究人员在消除太阳能电池上的光栅后，即可测量电池的电流输出并将其关联至氢气浓度。研究人员已经开发出一种完全自供电的电池，直到开始检测氢气之后才会启动任务。他们希望将其用于监测与氢动力车辆和工业安全应用相关的氢气箱。”
纸传感器也可以用于检测特定类型的细菌。美国中央佛罗里达大学(University of Central Florida)正在研究3D打印机的下一代技术，以创造基于电讯号的细菌检测传感器。 Fitzgerald说：“有趣的是，这些传感器不仅可以检测细菌的存在，还能够分辨出是大肠杆菌、金黄色葡萄球菌还是其他类型的细菌。” 这些传感器都在软性的低成本基板上制成，不仅是发展中国家，每一家医院诊所也都可用它来进行快速实时的诊断。它们可以在可生物分解基板上制造一次性使用的抛弃式传感器。
