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1995年，时任国防科工委主任、我国工程院院士、我国人民大将丁衡高在《我国惯性技能学报》、《仪器仪表学报》等期刊上，宣告题为《面向21世纪的军民两用技能——微米/纳米技能》的文章，这是最早倡议国家开展微米纳米技能的内容之一。丁衡高院士是我国仅有的两位“院士大将”之一，是国家微米纳米技能倡议人
本文来自该内容，首要介绍了微型机电体系（MEMS）、专用集成微型仪器、小型微型和“纳米卫星”、纳米技能等运用远景和其时各国开展状况。文中指出，在80年代日本就每年出资1.5~2亿美元开展MEMS，日本不约请外国科研人员参加这项实践作业；美国将“微米级和纳米级制作”写入《美国国家要害技能》，并重视MEMS共性根底的建造，以及教育与商业遍及，
文中不少想象，现在现已完结，比如MEMS传感器在信息体系中的广泛运用，以MEMS技能制作的“纳米卫星”完结近地通讯——如马斯克的“星链”方案……
文中终究着重，以MEMS为首要运用的微米/纳米技能，是面向21世纪的重要的军民两用技能，它的呈现无疑将深刻影响国民经济和国防科学技能的未来开展，所以是整个国家科技开展战略应研讨的重要课题。
丁衡高，惯性技能和精细仪器专家，我国人民大将，我国工程院院士。1952年结业于东南大学机械系（现机械工程学院）。历任国防科工委主任，我国工程院主席团成员，我国宇航学会声誉理事长…等职位。丁衡高是我国战略导弹惯性技能奠基人之一，我国惯性技能学科开展的首要推进者，国家微米纳米技能倡议人。长时间从事制导兵器的陀螺仪、加速度计、惯性渠道体系等的研发作业。
自微电子技能面世以来，人们不断寻求越来越小、越来越完善的细小规范结构的设备，并对生物、环境操控、医学、航空、航天、准确制导弹药、灵敏兵器、先进情报传感器以及数字通讯等范畴，不断提出细小型化方面的更新更高的要求。
依照一种习气的区分，设备规范在 1（10 ⁻ ³米）~10毫米规模的称细小型（mini-）机械；在1微米（10 ⁻ ⁶米）~1 毫米规模的称微型（micro-）机械；在1纳米（10 ⁻ ⁹米，或10埃）~1微米规模的称纳米（nano-）机械。
用于制作上述规范结构的东西有两类：分子处理东西和批量加工东西。化学家和分子生物学家选用越来越精巧的分子处理东西来制作和处理精细的分子结构（如蛋白质）。
其时，微米/纳米技能在国际上已初露头角，它使人类在改造天然方面进入一个新的层次，即从微米层次深化到原子、分子级的纳米层次。正像产业革新、抗菌素、核能以及微电子技能的呈现和运用所发生的巨大影响相同，纳米技能将开发物质潜在的信息和结构潜力，使单位体积物质贮存和处理信息的才能完结又一次腾跃，在信息、资料、生物、医疗等方面导致人类知道和改造国际才能的重大打破，然后给国民经济和军事才能带来深远的影响。
微米/纳米技能作为本世纪呈现的高技能，开展非常迅猛，并由此创始了纳米电子学、纳米资料学、纳米生物学、纳米机械学、纳米制作学、纳米显微学及纳米丈量等等新的高技能群。好像今世高新技能都往往具有军民两用性相同，纳米技能也是面向世纪的一项重要两用技能，有着宽广的军民两用远景。
微米纳米技能民用和军用方面已开宣告的一些效果和许多或许的运用是吸引人的。美、日、西欧等国家均投入适当的人力和财力进行开发。现在，微米纳米技能在军事运用方面的作业首要会集在微型机电体系（MEMS）和专用集成微型仪器，对纳米卫星也进行了证明和探究。这些都很值得咱们重视。
在曩昔35年电子革新的过程中，微电子技能的发生和开展使门电路的规范不断缩小，使得手持蜂窝式移动电线公斤的电子新闻广播体系，以及能够与70年代大型核算机相匹敌的个人核算机成为实践。这一切以及90年代其他电子奇观的要害，都在于灵敏的批量加工工艺，它能够使数以百万计的灵敏的细小型零部件能够一起制作。数兆位的存储器芯片、微处理器以及射频分体系，已替代门电路成为首要的部件。
10年前，人们在意识到用半导体批量制作技能能够出产许多微观机械体系的微米规范的样机后，就在小型机械制作范畴开端了一场相似的革新。这就导致了微型机电体系（MEMS）的呈现，如微米规范的压力传感器、加速度传感器、化学传感器和各种阀门等。
微米级制作包含规范小于1微米资料的制作和运用。微米级制作工艺包含光刻、刻蚀、淀积、外延成长、分散、离子注入、测验、监测及封装。纳米级结构的规范规模为10~100纳米或更小。纳米级制作包含微米级制作中的一些技能（如离子束光刻），但也包含为了运用资料的本质特性以期取得抱负的成果而对资料进行原子量级的修正及摆放的技能。
1991年3月22日，美国国家要害技能委员会向美国总统提交了《美国国家要害技能》陈述。其间，第8项为“微米级和纳米级制作”。陈述指出，“微米级和纳米级制作触及显微量级（微米级制作）和原子量级（纳米级制作）的资料及器材的制作和运用”；“对先进的纳米级技能的研讨也或许导致纳米级机械设备及传感器的出产”；“微米级和纳米级技能的开展已使人们能开宣告一类新的显微量级规范的器材。这些器材能在比如环境操控、医学等不同的范畴作业。它们的低本钱及比现有器材高的灵敏度或许使许多范畴会有打破”。
美国开展微型机电体系要害性的研讨中心基本上都分布在各个大学，如康奈尔大学、斯坦福大学、加州大学伯克利分校、密执安大学及威斯康星大学等。美国国防部高档研讨方案局重视并活跃资助MEMS的国防运用，现已树立了一条MEMS规范工艺线来促进新式设备的敏捷开发和小批量出产。
加州大学伯克利分校和美国其他研讨所，已在微电子技能的根底上用微米加工办法制作出细小齿轮和微型电机。日本和德国也在活跃推进微型机械加工技能。德国还研宣告一种称之为LIGA的微结构成形工艺。运用LIGA工艺的微型产品大大改进了MEMS的现状，使MEMS向实用化跨出了一大步。
现在，MEMS已从实验室探究走向工业运用，并正在敏捷开展。已研发成一些有目共睹的器材，其间许多几乎是肉眼看不见的，这些新式器材包含回转式电机、线性履行顾影自怜、加速度计、谐振器、传动设备、操作杆之类的东西以及其他林林总总的部件。
迄今为止，传感器现已标明极具商业运用的期望，可用于加速度计，惯性制导体系，化学传感器等。
在80年代，发达国家就重视开展MEMS。据介绍，日本每年出资1.5~2亿美元用于开展这一技能。在这方面，美国也不甘落后，美国国防部高档研讨方案局（ARPA）拟定了一项将MEMS技能从实验室进入军事运用的三年方案，并拨出2400万美元支撑这一方案。
据文献供给的信息，美国Draper实验室在1991年研宣告一种惯性丈量元件（IMU）样机，规范为2厘米 X 2厘米 X 0.5厘米，重5克，陀螺漂移差错为10度/小时或更小。Draper实验室其时的尽力方针是：1~10度/小时，并瞄准0.5度/小时的新方针。专家们坚信还能够到达0.1~0.01度/小时的精度。重约10克，精度1度/小时，价格10美元的惯性丈量元件将会有巨大的商业商场。
“微米/纳米技能”一词的意义，包含了从亚毫米到亚微米规模内的资料、工艺和设备的归纳集成。微米技能专家已成功运用的芯片制作技能——这是近几十年来完结细小型化的首要途径——在“纳米”技能的开发中起着重要的支撑效果。
微米/纳米技能的实践运用便是微型工程（microengineering）。微型工程包含具有毫米、微米、纳米规范结构的传感器和作动器的规划、资料组成、微型机械加工、安装、总成和封装问题。运用这项技能能够把传感器、作动器以及信号和数据处理设备集成在一块一般的基片上。
微型机电体系（MEMS）与微电子技能的归纳集成，导致了专用集成微型仪器（ASIM）概念的呈现。ASIM的制作，是从半导体工艺即专用集成电路（ASIC）技能和MEMS技能开展而来的。具有亚微米特色的专用集成微型仪器会使亚毫米器材下降研发与实验费用、缩小体积、减轻分量，一起还能够下降对电源和温控的要求，下降对振荡的敏感性和通过冗余进步牢靠性。
同ASIC相同，ASIM能够用微电子工艺技能的办法批量制作。可是ASIM比ASIC更为杂乱，由于它既有固定的部件又有活动的部件，并且选用比如生物或化学活化剂之类的特别资料。切当地说，ASIM是一种高水平的微型器材。这种器材把几种微机电体系拼装在一块硅基片上，或者说就好像一个有许多基片模块的组件，这便是一个高度杂乱的分体系。
现在正开发中的的原型已能够勘探出部分区域和悠远区域的环境。信息能够通过基片上的通讯体系传送到相邻的微型仪器，或传送到中心处理机。
ASIM将替代现有航天器和各级运载火箭上现在运用的分体系，然后再开展成为共同的空间体系结构。ASIM将在航天器和航天体系技能方面引起一场革新，呈现超小型卫星体系，终究完结“纳米卫星”。
ASIM现已进入商业商场，如压力传感器、（轿车）气袋操控器。美国航宇局已着手施行一项低费用（缺乏1亿美元）的“发现号”微型卫星方案。霍普金斯大学、洛斯·阿拉莫斯国家实验室和曩昔从事“战略防御方案”（SDI）的一些部分也正活跃考虑小型卫星的研发使命。
鉴于许多商业运用的需求，微型机电体系和专用集成微型仪器规范加工工艺线正在开展，它可用以出产牢靠、低本钱的航天体系用的专用集成微型仪器。
专用集成微型仪器技能能运用于小型卫星的一些单个功用部件，导致各种超小型卫星分体系的呈现。下一步便是不可避免的在航天体系中运用专用集成微型仪器。估计在5~10年内能得到适合于航天运用的MEMS。
小型卫星（minisatellite）：能用小型运载火箭发射的惯例规划的航天器；分量规模约为10~500公斤。
微型卫星（microsatellite）：在所有的体系和分体系中悉数表现微型制作技能效果并能履行卫星应有的功用；分量规模约为0.1~10公斤。
“纳米卫星”（nanasatellite），依托一种分布式的体系结构完结本身功用，并将规范减至最小或许的微型卫星。分量规模约小于0.1公斤。以硅或其他半导体为衬底的专用集成微型仪器，能运用于制导、导航、操控、姿势操控、热操控、推进、动力和通讯等航天器体系。
美国一些公司已在研讨在芯片上制作卫星的方案，并得到了宇航局“小企业立异研讨”合同的支撑。
“纳米卫星”代表了卫星开展、构型和运转体系结构的一种新模式。当某种规划方案通过飞翔实验验证之后，运用单一半导体规范工艺线就可制作出成批的复制品。这就使得低本钱地研发和实验新卫星，低本钱地制作卫星，以及添加牢靠性和灵敏性成为或许。比较之下，惯例卫星由成百上千个分立部件拼装而成，而这些部件又是由许多制作点出产的。
“纳米卫星”概念的呈现，使分布式航天体系结构成为或许。这种体系结构相对免除了单个航天器失效的影响，这将导致添加未来航天体系的生存力和灵敏性。
一种简略的“纳米卫星”能够由外表面带有太阳能电池和天线的、在硅基片上堆砌的专用集成微型仪器组成。“纳米卫星”也代表了卫星运用办法改变的一个典范。
“纳米卫星”最好的运用是布设成部分星团和分布式星座。如果在太阳同步轨迹施放“纳米卫星”，在18个等距离的轨迹面上，每个轨迹面上等距离施放36颗“纳米卫星”，总共648颗这样的卫星就能够确保在任何时刻，对地球上任何一点的接连掩盖。“纳米卫星”能够大批量出产，本钱效益比一般的卫星好得多，然后确保一起运用几百颗卫星。想象“纳米卫星”可用于低地球轨迹通讯和地球观测。
把微米/纳米技能引进航天体系，需求资料、微电子制作、三维微型机械加工以及各种特别的航天器分体系（结构、推进、温度、导航、动力、通讯）等不同范畴专家的密切合作。
核算机工业一向不断地寻求超高集成度的芯片。当芯片线宽规范进一步缩小时，在某个转折点，也许是150~100纳米处，也许是在更小的规范上，因量子力学效应的增强，将会遇到很大困难。可是，科学家依然为战胜这种困难，在不断地探究，持续把这门先进的新技能面向行进。
纳米术的本质在于，多少年来人们在不断做出越来越小的设备，直到趋近分子规范。到达这个转折点，人们不再能把设备做得更小了，除非他们从分子开端，即在安装器中对分子进行安装。
依据分子工程（molecular engineering）的概念，人们现在能够依照需求对物质从分子水平上构筑；分子工程有理论，即量子力学；也有剖析核算的手法，即根据概率论的多座标杂乱偏微分方程核算机求解办法；还有可视化的研讨东西：表现“灵境”（virtual reality）的仿真。
数字电子技能的基本特征，是以完美的操控和离散办法快速处理信息，然后发生信息革新。信息革新的中心是信息特点劳动资料的发明，如能处理任何离散方法信息的可编程数字核算机。
今日，又呈现了纳米技能。纳米技能的中心是安装分子，或者说，按人们的毅力直接操作单个原子、分子或原子团、分子团，制作具有特定功用的产品。持乐观态度的科学家，如斯坦福大学的K.Eric Drexler曾猜测，在2010年到2020年间，或许完结一个原子存储一位核算机信息。
据《新科学家》杂志报导，日本日立公司1993年12月份宣告，已制成在室温下作业的单电子存储芯片，并且是一种非丢掉性存储器。和现有的存储芯片比较，相同存储1比特信息，新存储器的功耗仅仅前者的百万分之一，面积为前者的万分之一。
纳米技能革新的基本特征，是以完美的操控和离散办法（原子和分子）快速排布原子的结构，然后发生物质处理技能的革新。纳米技能革新本质上是更深层次的信息革新。
选用分子器材制作的全新的“纳米核算机”其数字逻辑图象能够树立在比90年代核算机小得多的规范根底上，并且速度更快，功率更高。如果说，90年代核算机芯片的巨细有如一幅巨大的风景画，那么纳米核算机就像画中的单个建筑物。
微米/纳米技能作为面向世纪重要的军民两用技能，将深刻影响国民经济和国防科学技能的开展。美、英、日等国高度重视开展微米/纳米技能。美国国家要害技能方案把“微米级和纳米级制作”列为“在经济繁荣和国防安全两方面都是至关重要的技能”。美国国家基金会把微米/纳米技能列为优先支撑的项目。
1993年美国航宇公司组织了20余位航天、电子等范畴的专家，对微米/纳米技能在航空航天范畴的运用进行了广泛的评论，并宣告了《革新性低本钱航天体系“纳米卫星”的概念》文集。
前面现已介绍的美国国防部高档研讨方案局（ARPA）制定的MEMS开展方案，一向在选用与制作微电子器材相同的工艺和资料，充分发挥小型化、多元件和集成微电子技能的优势，规划和制作新式机电设备。ARPA正在以下方面推进的开展与运用：
个人导航所需的小型惯性丈量设备，大容量数据存储器材，小型剖析仪器，非侵入式医疗传感器，光纤网络开关，以及环境与安全监督用的分布式主动传感器等。
ARPA支撑开发了一种运动勘探部件，它是具有必定灵敏度和稳定性的个人惯性定位设备所必需的。扩大现有的体系，以MEMS为根底的惯功用够供给个人定位信息。ARPA的另一个项目已演示了一种以MEMS为根底制作的加速度计，能接受火炮发射炮弹所发生的近10⁵g的加速度。
有了这种加速度计，就能够为现在的非制导弹药供给一种经济的制导体系，然后使这种兵器减少了收购和后勤维护费用。ARPA还支撑对国内商业和学术研讨用户树立定时的、同享的MEMS制作服务。这种服务能够让几百个研讨和工业用户节约费用和快速制作设备。
首要的民用范畴是医学、电子工业和航空航天。例如，将来可制作出静电驱动的微型电机，用来操控核算机及通讯体系。在环境、医学及顾影自怜运用中，微型传感器可用来丈量各种化学物质的流量、压力及浓度，美国现已研宣告可进入人体直肠的MEMS。
MEMS技能的开展鼓励着人们寻求MEMS在军事技能中的运用，包含实践的和富于幻想的军事运用。在美国国防部、空军和陆军的资助下，RAND公司在1993年完结了《微型机电体系的军事运用》研讨陈述，探究了微型机电体系的潜在军事运用。陈述想象的微型机电体系的军事运用是：
有害化学战剂报警传感器在特定的微机电体系上加一块核算机芯片（价格20美元），就能够构成袖珍式质谱仪，在化学战环境中用来检测气体。现在运用的质谱仪，一台的价值为17000美元，重68公斤以上。
敌我辨认现在的敌我辨认体系是选用反射带、有源信标或应答器，这些设备很简单被侦听或截获。而微型机电体系则分布于飞机蒙皮上，或车辆的外表面，能以较低的功率主动对问询信号作出答复。
灵敏蒙皮运用微机电体系能够做成具有可程序操控甚至动态可调特性的资料。例如，能够制作灵敏的潜艇蒙皮，它能马上确认其时的速度并且指令中心核算机进行精细操作调整，然后将噪声减至最小。
分布式战场传感器网络用无人驾驶飞机将微机电体系勘探器分布在战场的宽广地域，一起确认每个勘探器的方位并进行问询，把各个勘探器给出的编码数据贮存起来，将成果传送给作战指挥官。运用微型核算机技能使勘探器和灵敏兵器把握敌方方针的方位和特征，并能接纳远处指挥官的指令。这种微机电勘探器网络能够对敌坦克和步卒构成威胁。
微机器人电子失能体系微机器人电子失能体系适当灵敏，能以适当准确的办法布设，它能“感觉”敌方电子体系的方位，从而渗进该体系，使之损失功用。
昆虫渠道 将微机器人电子失能体系预先植入昆虫的神经体系，操控它们飞向敌方方针查找情报，也能够运用这些昆虫使方针损失功用或杀伤战士。
50年代末，诺贝尔物理学奖取得者R.Feynman曾指出“如果有一天能够按人们的毅力组织一个个原子，那将会发生怎样的奇观？”今日，科学家已完结了对单个原子的操作，不只有或许发明先进的数字核算机，并且运用纳米资料的功用能够完结具有特别功用的仪器。
尽管制作具有特定功用的产品尚待时日，但开发运用远景非常诱人，国际性的竞赛现已打开。
日本知道到纳米技能在商业、军事和医学方面和久远潜力，已建成第一个分子安装器。这个国家不约请外国科研人员参加这项实践作业。欧洲有关纳米技能的一项方案已在法国的一个实验室开端起步。为了坚持欧洲的竞赛才能，这项方案相同是保密的。
日本的第二代分子安装器已开端产出少数的分子设备。商业上可用的产品样品己有传感器、分子电子设备和科学仪器。已有一项长时间方案的蓝图，意图是使未来羽毛丰满的分子制作能以适当低的价格用一般资料做出任何产品。
分子制作所具有的显着的军事潜力，影响了军事爱好，因此影响了隐秘的研讨与开展方案。美国开发微米/纳米技能的经费中有一半左右来自国防部体系。战略家们在他们的脑筋里、杂志中和核算机上，针对纳米技能对国家安全的影响进行作战模仿（wargame）。他们重视分子制作及其潜在产品的军事影响，认为有许多理由来推进纳米技能保密的军事运用研讨方案。
微米/纳米技能是一项新技能，是面向21世纪的重要的军民两用技能，它的呈现无疑将深刻影响国民经济和国防科学技能的未来开展，所以是整个国家科技开展战略应研讨的重要课题。回来搜狐，检查更多
