MEMS 傳感器的應(yīng)用場(chǎng)景已形成 “全領(lǐng)域滲透” 的格局，其微型化與低功耗特性使其在傳統(tǒng)傳感器難以觸及的領(lǐng)域發(fā)揮關(guān)鍵作用。在消費(fèi)電子領(lǐng)域，智能手機(jī)搭載的 MEMS 傳感器數(shù)量已達(dá) 10 余個(gè)，包括加速度計(jì)（實(shí)現(xiàn)計(jì)步與橫豎屏切換）、陀螺儀（輔助游戲操控）、氣壓計(jì)（修正 GPS 海拔誤差）和指紋傳感器（生物識(shí)別），蘋果 iPhone 的 3D 結(jié)構(gòu)光模塊中，MEMS 微鏡的振動(dòng)頻率達(dá) 120Hz，實(shí)現(xiàn)了面部識(shí)別的高精度建模。汽車工業(yè)是 MEMS 傳感器的重要市場(chǎng)，一輛智能汽車配備的 MEMS 器件超過(guò) 50 個(gè)，其中 ESP 系統(tǒng)的角速度傳感器響應(yīng)時(shí)間小于 1ms，可在緊急轉(zhuǎn)向時(shí)快速調(diào)整制動(dòng)壓力；胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（TPMS）的壓力傳感器精度達(dá) ±1kPa，確保行車安全。醫(yī)療健康領(lǐng)域，MEMS 傳感器推動(dòng)了診斷技術(shù)的微創(chuàng)化，膠囊內(nèi)鏡內(nèi)置的微型圖像傳感器與加速度計(jì)，可在消化道內(nèi)拍攝 360° 圖像并通過(guò)無(wú)線傳輸至體外，避免傳統(tǒng)內(nèi)鏡的侵入性痛苦；可穿戴設(shè)備中的 MEMS 心率傳感器通過(guò)檢測(cè)血管搏動(dòng)引起的微振動(dòng)，實(shí)現(xiàn) 24 小時(shí)連續(xù)監(jiān)測(cè)，誤差小于 3 次 / 分鐘。

在高端領(lǐng)域，MEMS 傳感器的應(yīng)用更凸顯技術(shù)突破價(jià)值。航空航天中，衛(wèi)星姿態(tài)控制系統(tǒng)采用的 MEMS 陀螺體積僅 1cm3，功耗低于 100mW，卻能提供 0.1°/h 的穩(wěn)定性，大幅降低了載荷重量；無(wú)人機(jī)的氣壓高度計(jì)通過(guò) MEMS 壓力傳感器實(shí)現(xiàn) ±0.5m 的定高精度，保障自主飛行安全。環(huán)境監(jiān)測(cè)方面，MEMS 氣體傳感器陣列可同時(shí)檢測(cè)甲醛、VOCs 等多種污染物，靈敏度達(dá) ppb 級(jí)（10??），且體積僅為傳統(tǒng)儀器的 1/100，已廣泛用于室內(nèi)空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)。工業(yè)領(lǐng)域，MEMS 振動(dòng)傳感器被安裝在機(jī)床主軸上，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)振動(dòng)頻率與振幅，當(dāng)檢測(cè)到異常時(shí)觸發(fā)停機(jī)保護(hù)，避免設(shè)備損壞，其采樣率可達(dá) 10kHz，足以捕捉高頻振動(dòng)信號(hào)。

盡管應(yīng)用廣泛，MEMS 傳感器仍面臨諸多技術(shù)挑戰(zhàn)，這些瓶頸直接制約著其在高端場(chǎng)景的滲透。性能局限是最突出的問(wèn)題，微型化導(dǎo)致的信噪比下降使 MEMS 陀螺儀的零偏穩(wěn)定性難以突破 0.01°/h，無(wú)法滿足高精度導(dǎo)航需求；溫度漂移會(huì)導(dǎo)致壓力傳感器在 - 40℃至 85℃范圍內(nèi)的誤差增加 5%，需復(fù)雜的補(bǔ)償算法修正。封裝技術(shù)是另一大難點(diǎn)，微型化使散熱面積急劇減小，功率密度的提升易導(dǎo)致器件溫度升高，影響測(cè)量精度；同時(shí)，封裝材料與芯片的熱膨脹系數(shù)不匹配會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力，導(dǎo)致零點(diǎn)漂移?？煽啃詥?wèn)題在極端環(huán)境中尤為明顯，在油田井下等高溫高壓場(chǎng)景，MEMS 傳感器的壽命通常不足 1000 小時(shí)，遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)傳感器的 10000 小時(shí)標(biāo)準(zhǔn)。此外，跨尺度集成的難度較大，將 MEMS 結(jié)構(gòu)與 CMOS 電路集成時(shí)，工藝兼容性問(wèn)題會(huì)導(dǎo)致良率下降，增加生產(chǎn)成本。