近些年，压电MEMS领域高度活跃，从材料体系到器件类型，越来越多元化，推动万物互联的人工智能应用。本课程邀请压电MEMS领域专家学者，为大家梳理压电材料及器件发展之路，讲授关键技术和研发经验。
压电MEMS是指在微米乃至纳米尺度上，利用压电材料的正/逆压电效应，实现机械能与电能相互转换的集成微系统，其制造方法通常结合微加工技术与压电薄膜制备工艺。近些年，压电MEMS领域保持高度活跃，从材料体系到器件类型，越来越丰富多元化，推动万物互联的人工智能（AI）应用。在材料体系方面，产业界建立了多种压电薄膜制备能力：（1）通过“磁控溅射法”或“溶胶-凝胶法”在硅晶圆上物理/化学沉积氮化铝（AlN）、氮化铝钪（AlScN）、锆钛酸铅（PZT）等压电薄膜；（2）通过“溶液旋涂法”在硅晶圆上物理沉积聚偏氟乙烯（PVDF）薄膜；（3）通过基于“离子束剥离与转移”和“晶圆键合与减薄”的Smart Cut技术制备单晶压电薄膜异质集成衬底，包括绝缘体上铌酸锂薄膜（LNOI）晶圆、绝缘体上钽酸锂（LTOI）晶圆等。不过，需要考虑的是：PZT是否会因其铅含量而面临越来越大的监管压力？无铅的KNN和铌酸锂等材料是否会重新定义压电MEMS市场格局？在器件类型方面，以射频声学滤波器、压电超声波指纹传感器为代表的成熟产品已经在智能手机上展现出科技魅力；以压电MEMS风扇、压电MEMS扬声器为代表的新兴产品也在不断探索新应用、新市场，以期挖掘高价值的蓝海市场。
根据市场调研机构Yole预测，2024年至2030年压电MEMS市场增速（CAGR=6%）超越整体MEMS市场（CAGR=3.7%），这主要得益于压电MEMS器件在消费电子领域的强劲表现——创新活力与应用多元，同时也预示着未来的巨大市场机遇。在传感器（Sensor）方面，AlN/AlScN用于生产高性能MEMS麦克风、MEMS语音加速度计等；在执行器（Actuator）方面，PZT用于生产MEMS喷墨打印头、MEMS扬声器、MEMS风扇、MEMS微镜等；在换能器（Transducer）方面，PVDF、AlN/AlScN及PZT用于生产压电式微机械超声换能器（PMUT），目前基于PMUT的超声波指纹传感器占据市场主导地位；在滤波器（Filter）方面，AlN/AlScN用于生产体声波（BAW）滤波器，主要包括SMR-BAW和FBAR两种类型，单晶铌酸锂/钽酸锂薄膜异质集成衬底用于生产高性能声表面波（SAW）滤波器：TF-SAW类型。目前，MEMS喷墨打印头（领导厂商：爱普生、Xaar）、滤波器（领导厂商：博通、Qorvo、村田）、超声波指纹传感器（领导厂商：高通、汇顶科技）处于成熟度很高的地位，占据绝大部分压电MEMS市场份额，而MEMS风扇、MEMS扬声器、MEMS微镜，以及各种新型PMUT器件则处于蓄势待发的状态，有望引领下一波压电MEMS市场增长。此外，2025年令人印象深刻的关键事件是：我们发现SiTime的AlN压电MEMS振荡器集成于iPhone 16e，这是压电MEMS时钟器件首次进入智能手机！
压电MEMS市场预测（按照材料分类）：2024年 vs. 2030年（来源：Yole）
全球MEMS产业领域的两大IDM巨头——博世（Bosch）和意法半导体（ST）均积极投身于新一波压电MEMS产业化发展浪潮之中，对外提供压电MEMS工艺研发及代工服务，确保各种新产品的量产能力和可靠性。此外，MEMS晶圆代工厂正通过创新的商业模式和战略合作伙伴关系，进一步突破技术界限，以加速压电MEMS产品创新与量产落地，例如意法半导体与新加坡科技研究局微电子研究所、爱发科（ULVAC）合作建立“Lab-in-Fab”模式，集“研发、中试、量产”于一体；日本代工厂MEMS Infinity与A.M. Fitzgerald结成联盟，提供一站式PZT压电MEMS解决方案。在国内方面，上海微技术工业研究院、苏州纳米城MEMS RIGHT、国家智能传感器创新中心正在打造压电MEMS中试平台，探索新技术、新产品培育孵化机制；芯联集成、赛微电子、中芯宁波、华润微旗下的润芯感知等代工厂主要在射频声学滤波器领域布局，同时也对新型压电MEMS产品保持关注。值得一提的是，2021年启动的国家重点研发计划“硅基MEMS压电薄膜及器件关键技术与平台”的项目，对实现晶圆级硅基MEMS压电器件的大规模生产、摆脱我国目前关键压电MEMS器件受制于人的局面，具有重要而深远的意义。
在本次培训课程中，麦姆斯咨询邀请压电MEMS领域的科研学者及技术专家，为大家梳理压电材料及器件发展之路，讲授关键技术和研发经验，并结合应用需求展望未来趋势。课程内容包括：（1）压电材料制备及压电MEMS声学器件；（2）压电单晶PMNT制备及新一代医用超声换能器；（3）硅基AlN压电MEMS器件关键工艺及超声MEMS器件；（4）AlN/AlScN薄膜制备及压电MEMS制造平台；（5）PZT压电薄膜制备工艺；（6）压电MEMS超声换能器及CMOS兼容的制造工艺；（7）压电MEMS扬声器和压电MEMS微镜；（8）基于PZT薄膜的压电MEMS扬声器；（9）柔性压电MEMS超声换能器阵列；（10）压电柔性薄膜材料创制与智能传感器件；（11）压电材料制备及MEMS微泵/风扇；（12）微型压电MEMS风扇。
本课程主要面向压电MEMS器件产业链上下游企业的技术人员和管理人员、科研院所研究人员及高校师生，同时也欢迎其他希望了解压电材料及压电器件的非技术背景人员参加，例如销售和市场人员、投融资机构人员、政府管理人员等。
五、课程内容
课程一：压电材料制备及压电MEMS声学器件
老师：香港科技大学 助理教授 杨岩松（点此查看老师简介）
压电材料是指一类具有“正/逆压电效应”的功能材料，当施加压力时会在两端面产生电荷，或在施加电场时发生形变。压电材料能够实现机械能与电能的相互转化，可用于实现集传感、执行和控制功能于一体的智能MEMS器件，在消费电子、通信、汽车电子、工业控制、生物医疗等领域拥有广泛的应用前景。随着先进功能材料与MEMS制造技术的不断进步，越来越多的压电器件开始从块体型转向薄膜型。以压电射频声学滤波器为例，块体型SAW滤波器正在向薄膜型SAW（TF-SAW）滤波器发展，因此单晶压电薄膜异质集成衬底（LNOI和LTOI晶圆）越来越受到市场的青睐。此外，薄膜型BAW滤波器也在5G通信时代绽放光彩，使得AlN/AlScN薄膜成为市场主流压电材料。展望未来，5G射频前端将更加小型化、智能化和集成化，作为核心组件的声学滤波器将向更高频率、更大带宽、更高功率容量、更好温度稳定性方向发展，除了在器件结构设计和制造工艺方面的优化，压电材料的创新将起到决定性的作用。本课程首先介绍压电材料发展历程及应用，然后阐述块体型和薄膜型压电材料制备方法，重点讲解压电射频滤波器技术发展路径及压电声学谐振器关键技术，最后还介绍PMUT、声波延迟线等其它声学器件。
课程提纲：
1. 压电材料发展历程及应用；
2. 块体型和薄膜型压电材料制备方法；
3. 压电射频声学滤波器技术发展：大带宽化、高频化、微型化、集成化、人工智能化；
4. 压电声学谐振器关键技术；
5. 新兴薄膜型SAW/BAW滤波器关键技术；
6. 其它压电MEMS声学器件：PMUT、声波延迟线等。
杨岩松，博士，香港科技大学电子及计算机工程学系（ECE系）助理教授。他在压电MEMS领域贡献卓越，荣获2023年IEEE电子器件学会（EDS）颁发的IEEE青年成就奖和2025年IEEE超声、铁电和频率控制学会（UFFC）颁发的IEEE超声杰出青年研究奖；荣获2018年IEEE IMS最佳论文奖、2019年和2025年IEEE IUS最佳论文奖，并提名2018年IEEE IFCS最佳论文奖以及2020年IEEE IMS先进实践论文奖；此外，荣获2019年美国伊利诺伊大学香槟分校（UIUC）颁发的P. D. Coleman杰出研究生奖和2022年IEEE微波理论与技术协会（MTT-S）颁发的微波奖。目前，他担任IEEE电子器件协会（EDS）MEMS技术委员会主席、IEEE微波理论与技术学会（MTT-S）射频MEMS与微波声学技术委员会委员、IEEE EDTM 2025技术委员会联合主席、IEEE MEMS 2025-2026技术委员会成员；同时担任IEEE Transactions on Electron Devices期刊编辑以及IEEE Electron Devices Magazine期刊副编辑。
课程二：压电单晶PMNT制备及新一代医用超声换能器
老师：中国科学院上海硅酸盐研究所 研究员 罗豪甦（点此查看老师简介）
压电单晶PMNT不仅具有非常大的压电响应和机电耦合系数，而且还具有比传统PZT压电陶瓷高出10倍以上的场致应变性能，被认为是研发下一代高性能换能器的重要压电材料，在超声成像器件、水声换能器、惯性传感器、高应变驱动器以及能量收集器方面具有广泛的应用前景。中国科学院上海硅酸盐研究所罗豪甦研究团队在国际上率先利用Bridgman方法生长出了大尺寸、高质量PMNT等弛豫铁电单晶，对制备技术、微观结构和性能调控开展了深入的研究工作。该生长方法解决了长期制约弛豫铁电单晶制备的瓶颈，由于能够生长出适合产业化应用大尺寸晶体，在国际上引起了轰动效应，目前已经成为大尺寸高质量弛豫铁电单晶生长的唯一方法。此外，罗豪甦研究团队还努力推动压电单晶PMNT在医用超声换能器方面的应用发展，以实现新一代医用超声诊断技术。本课程全面介绍压电单晶PMNT材料、制备技术和性能研究，讲解基于压电单晶PMNT的新一代医用超声换能器及发展前景。
课程提纲：
1. 压电单晶材料概述；
2. 压电单晶PMNT制备与表征；
3. 压电单晶PMNT性能研究；
4. 基于压电单晶PMNT的新一代医用超声换能器；
5. 新一代压电单晶医用超声换能器技术展望。
罗豪甦，博士，中国科学院上海硅酸盐研究所研究员、博士生导师。现任国际晶体联合会晶体生长与材料表征理事会理事、中国硅酸盐学会晶体生长与材料分会理事会副理事长、中国硅酸盐学会理事、中国晶体学会理事会理事、中国物理学会电介质专业委员会委员、上海市航天与遥感协会材料与器件专业委员会主任。他主要从事铁电单晶及其器件的研究工作，发表SCI论文700余篇，相关研究获上海市自然科学奖一等奖、国家技术发明奖二等奖、全国优秀科技工作者、中国电介质物理杰出贡献奖。他开创了从高温熔体中直接生长大尺寸高质量弛豫铁电单晶的方法，在国际上率先采用改进Bridgman方法生长出了大尺寸高质量PMNT单晶，从而开启了国际上大规模基于弛豫铁电单晶（PMNT、PIMNT、Mn:PMNT等）的、超高成像质量的医用超声诊断设备等新一代压电器件的产业应用进程。他发现了弛豫铁电单晶多功能特性，不仅具有高压电性能，还具有优异的电光性能和热释电性能；确认了极化偏转过程中PMN-PT单晶的多层次结构变化与极化偏转路径；首次提出了Mn掺杂的偶极缺陷模型，揭示了Mn掺杂降低晶体介电损耗机制，并利用交流极化后处理方法将PMNT单晶压电性能大幅提高了59%，实现了PMNT单晶的可控制备。他研制出具有国际领先水平的磁电型弱磁传感器（灵敏度0.8 pT/√Hz@1 Hz，比禁运磁通门高出5倍，功耗仅为其2%），南海标准化海试结果表明新原理磁场传感器在海洋磁探测中的广泛应用前景；研制出具有国际领先水平的热释电红外探测器（探测率2.1 × 10⁹ cm√Hz/W，比国外高端LiTaO₃探测器提高6倍），在此基础上发展出了高灵敏度NDIR气体探测探测方法，实现了VOCs等多种气体的在线监测应用；与国内企业合作发展出了具有完全自主知识产权的压电单晶、超声换能器、高端医疗超声成像设备的产业链条，研发出了具有国际先进水平的、基于弛豫铁电单晶的国产高端单晶超声换能器（相控阵、大凸阵等）产品系列。
课程三：硅基AlN压电MEMS器件关键工艺及超声MEMS器件
老师：天津大学 副教授 牛鹏飞（点此查看老师简介）
氮化铝（AlN）作为一种重要的超宽禁带III-V族化合物材料，因其具有高声速、高压电性能以及优异的化学稳定性，在MEMS传感器、超声换能器、高频声波谐振器与滤波器等领域得到了广泛关注与应用。通过在AlN中掺入稀土元素或过渡金属元素，还可以改善材料的机电耦合系数和压电系数，实现更有效的机械能-电能转换，例如掺钪（Sc）的氮化铝（AlScN）压电薄膜可以提高射频声学器件的工作效率。此外，AlN压电薄膜沉积工艺还可与CMOS制造工艺兼容，进而实现压电MEMS与ASIC单片集成。这些优势使得AlN成为当前炙手可热的压电薄膜材料之一，吸引众多厂商投入研发与生产AlN压电MEMS器件，例如MEMS IDM领头羊博世（Bosch）和意法半导体（ST）、MEMS代工龙头Silex、IC代工龙头台积电（TSMC）都开发了硅基AlN压电MEMS制造平台并提供相关代工服务。本课程详解硅基AlN压电MEMS器件关键工艺，包括“平面结构型”和“三维曲面型”两大类，并结合典型AlN超声MEMS器件阐述设计方法、制造工艺及可穿戴应用。
课程提纲：
1. 硅基AlN压电MEMS器件概论；
2. 平面结构型AlN压电MEMS器件结构与工艺；
3. 三维曲面型AlN压电MEMS器件工艺实现技术；
4. AlN超声MEMS器件设计与制造；
5. AlN超声MEMS器件的可穿戴应用探索。
牛鹏飞，博士，现任天津大学精密仪器与光电子工程学院副教授。他的博士学位由西班牙巴塞罗那材料研究所ICMAB-CSIC和巴塞罗那微电子研究所IMB-CNM-CSIC联合培养，毕业之后在美国国家标准与技术研究院（NIST）开展为期两年的博士后研究。他背靠天津大学精仪学院MEMS实验室，近年来主要开展压电MEMS传感器/换能器，尤其是高频高灵敏度PMUT的结构设计、工艺开发、超声成像及产业化应用研究。他承担国家自然科学基金、国家重点研发计划任务、天津市自然科学基金、计量测试技术研究院基金等项目，在压电MEMS超声换能器结构及关键工艺等方面取得突破，研制出多种频段性能优异的MEMS超声器件，申请了多项发明专利。他在微纳传感器领域重要期刊IEEE Electron Device Letter (EDL)、IEEE Transactions on Biomedical Engineering、IEEE Sensors Journal、Sensors and Actuators A: Physical、Journal of Microelectromechanical Systems (JMEMS)、Lab On a Chip、Microsystems & Nanoengineering等期刊及行业重要会议IEEE MEMS和IEEE IUS发表论文多篇，并进行多场会议口头报告，研究成果得到行业认可。
课程四：AlN/AlScN薄膜制备及压电MEMS制造平台
老师：上海科技大学 研究员 吴涛（点此查看老师简介）
近年来，随着先进压电材料、集成电路、微纳声学等领域的飞速发展，基于氮化铝（AlN）/氮化铝钪（AlScN）薄膜的压电MEMS器件以其低成本、小体积、高性能而受到广泛关注。AlN薄膜具有高声速、强极性、低温度频率系数（TCF）、与CMOS工艺兼容等优点，是射频声学滤波器和传感器领域的常用压电材料之一。AlN可以通过掺杂稀土元素（例如Sc）进行改性，当Sc掺杂浓度为40% ~ 45%时，AlScN薄膜压电常数d₃₃较AlN薄膜提升5倍以上。然而，AlScN作为一种亚稳态六方相，对沉积工艺条件的要求比AlN更为严格：Sc掺杂浓度越高越难以获得高质量且应力可控的AlScN薄膜；同时，Sc掺杂也对AlScN薄膜的加工带来了新的挑战。上海科技大学吴涛团队围绕压电MEMS的理论建模、器件设计、微纳工艺、性能表征、应用开发等开展长期研究。在微纳工艺方面，吴涛团队通过对AlN/AlScN溅射工艺的研究及优化，成功地制备出不同浓度的高质量、应力可控的AlScN压电薄膜。基于此，吴涛团队与中国科学院上海微系统所李昕欣团队合作建设了压电MEMS制造平台，开发了多种压电MEMS超声换能器（PMUT）加工工艺。本课程详解AlN/AlScN薄膜制备技术、AlN/AlScN压电MEMS关键工艺与集成技术，并阐述典型AlN/AlScN压电MEMS器件关键技术。
课程提纲：
1. AlN/AlScN材料特性及其薄膜制备技术；
2. AlN/AlScN压电MEMS关键工艺；
3. AlN/AlScN压电MEMS集成技术；
4. 典型AlN/AlScN压电MEMS器件设计与制造：谐振器、滤波器、超声换能器等；
5. 压电MEMS制造技术总结与展望。
吴涛，博士，上海科技大学研究员、常任副教授、博士生导师。他于2007年在浙江大学电子信息工程专业毕业，获得学士学位，2011年获得美国加州大学洛杉矶分校博士学位，博士毕业后曾供职于英特尔（Intel），负责先进CMOS金属与氧化物原子层沉积工艺；之后以博士后研究员身份加入美国斯坦福大学、美国东北大学，负责微曲面传感器、近零功耗压电射频器件和传感系统的研发；2017年7月加入上海科技大学，建立了微系统与先进传感器实验室（SMALL），科研方向包括微纳机电系统（MEMS/NEMS）、压电射频/超声器件、集成电路工艺等。他是IEEE高级会员，在Microsyst. & Nanoengr.、Nat. Comm.、IEEE Elec. Devi. Lett.、JMEMS、Appl. Phys. Lett.、Phys. Rev. Lett.、ACS Nano等国际著名期刊和IEEE MEMS、TRANSDUCERS、IUS等会议上发表学术论文100余篇。
课程五：PZT压电薄膜制备工艺
老师：爱发科（苏州）技术研究开发有限公司 研究员 龚立强（点此查看老师简介）
压电薄膜沉积技术是实现压电MEMS传感器和执行器从概念到产品的关键环节。目前，MEMS产业界应用最广泛的压电薄膜材料是氮化铝（AlN）/氮化铝钪（AlScN）、锆钛酸铅（PZT）、聚偏氟乙烯（PVDF），其中，PZT最受MEMS执行器的青睐。PZT压电薄膜主要制备方法是溅射法（Sputtering）和溶胶-凝胶法（Sol-gel）。以溅射法为例，PZT压电薄膜器件在硅衬底上形成五层：黏附层、下电极层、缓冲层、压电（PZT）层和上电极层，上述薄膜层在单晶圆溅射系统中形成，才能保证硅衬底不暴露在大气中，从而实现压电MEMS器件的高产量和高可靠性。爱发科（ULVAC）作为全球领先的PZT压电薄膜量产设备厂商，与意法半导体（ST）、新加坡科技研究局微电子研究所合作建立了“Lab-in-Fab”模式，积累了丰富的产业经验，并为我国多条MEMS中试平台和量产代工厂提供制造设备和技术支持。在本课程中，爱发科龚立强研究员将为学员们讲解PZT压电薄膜制备方法、常见问题和解决方案，并结合典型压电MEMS器件讲解制造工艺流程。
课程提纲：
1. PZT压电薄膜材料特性分析；
2. PZT压电薄膜制备方法：溶胶凝胶法vs.溅射法；
3. 溅射法压电薄膜工艺设备及参数控制、常见问题和解决方案；
4. 高可靠性PZT压电薄膜量产技术；
5. 基于PZT压电薄膜的典型器件（例如MEMS超声换能器、喷墨打印头、麦克风、扬声器等）制造工艺流程。
龚立强，爱发科（苏州）技术研究开发有限公司研究员，日本新潟大学MEMS专攻硕士学历，研究领域为压电MEMS触觉传感器。他目前是爱发科MEMS薄膜团队负责人，深耕半导体薄膜制造多年，凭借对半导体物理与设备工艺的深刻理解，成功构建覆盖设备调试、工艺开发到量产导入的全流程技术体系，在高可靠性非制冷红外材料及外延PZT薄膜相关领域累计攻克多项关键技术瓶颈并取得多项技术成果及发明专利；未来将持续聚焦压电MEMS方向，带领团队致力于新材料、新工艺、新设备方向的研发，为压电MEMS产业蓬勃发展注入新动力。
课程六：压电MEMS超声换能器及CMOS兼容的制造工艺
老师：中国科学院微电子研究所 研究员 高航（点此查看老师简介）
医学超声成像设备被广泛应用于人体健康诊断，超声换能器是其中的核心部件，现阶段普遍采用基于多晶或单晶压电陶瓷及复合材料的超声换能器，它们拥有高介电常数和高机电耦合系数，成为医学成像的参考标准。然而，压电陶瓷需经高精度机械切割制成单个换能器元件，无法像半导体芯片一样大规模制造且造价高，很难构建大规模二维换能器阵列进行三维成像，同样也很难制造微型高频植入式超声换能器并进行合适的声阻抗匹配。这些因素限制了现阶段超声影像的使用范围和受众规模。基于压电MEMS技术的新一代超声换能器具有频率控制灵活、无需添加声阻抗匹配层、一致性好、集成度高（易于形成阵列并与IC集成）等优点，单个探头即可进行全身通用成像及三维成像，与人工智能（AI）结合可进行智能化诊断，非常适用于便携式、手持式、穿戴式甚至是植入式应用场景，具有跨越医疗级进入消费级市场的巨大发展潜力。本课程首先概述压电MEMS超声换能器基础知识，然后深入讲解压电MEMS超声换能器工作原理、技术现状、器件设计、制造工艺，最后展望技术发展趋势与应用前景。
课程提纲：
1. 压电MEMS超声换能器概述；
2. 压电MEMS超声换能器⼯作原理及技术发展现状；
3. 压电MEMS超声换能器设计；
4. 压电MEMS超声换能器制造：CMOS兼容的制造工艺；
5. 新⼀代压电MEMS超声换能器技术展望。
高航，博士，现任中国科学院微电子所正高级研究员、博士生导师，获中科院引才项目支持，生物医学工程学会医学超声工程分会委员。她主要从事MEMS声传感器的设计、制备和算法研究，开发面向各种应用的超声触发/成像样机和系统。她博士毕业于比利时荷兰语鲁汶大学，曾任欧洲微电子研究院（IMEC）研究员；主持国家自然科学基金面上项目、中科院人才项目以及比利时国家重大青年项目；作为负责人或核心成员，先后参与完成17项H2020地平线计划等欧盟超重大科研项目和企业双/多边联合项目；开发了用于超声成像的MEMS可穿戴设备样机和可产生隔空触感的MEMS器件原型机，创业竞赛项目孵化了欧洲PM公司。她的研究成果曾获得欧洲心脏协会青年科学家奖提名、IEEE封装协会论文奖、比利时国家优秀博士后基金和中国留学基金委颁发的优秀海外自费留学生奖。
课程七：压电MEMS扬声器和压电MEMS微镜
老师：华中科技大学 教授 余洪斌（点此查看老师简介）
得益于“较小的驱动电压、较大的驱动力”优势，压电驱动技术被广泛应用于MEMS器件设计中，例如MEMS扬声器、MEMS微镜、MEMS风扇、MEMS喷墨打印头等。压电材料通常分为“铁电型钙钛矿结构”和“非铁电型纤锌矿结构”两类，典型代表分别为锆钛酸铅（PZT）与氮化铝（AlN）。得益于纤锌矿材料相对简单的晶格结构，AlN的优势在于易于沉积和刻蚀，与硅基半导体工艺有很好的兼容性，也没有去极化和环境污染的风险。AlN的劣势在于压电耦合系数较小，但可通过钪（Sc）掺杂形成AlScN进行改善。MEMS扬声器和MEMS微镜分别是声学和光学领域的热门压电器件类型，具有广阔的潜在应用市场，例如MEMS扬声器有望复制“MEMS麦克风替代驻极体麦克风的成功路径”，在各种消费电子设备中大放异彩；MEMS微镜则在激光雷达、3D摄像头、AR近眼显示、微投影仪、光通信等应用扮演着重要角色。本课程详细讲解基于AlN/AlScN压电薄膜的MEMS扬声器和MEMS微镜，涉及工作原理、技术发展现状、器件设计、制造工艺。
课程提纲：
1. MEMS扬声器技术概述；
2. 压电MEMS扬声器工作原理及技术发展现状；
3. 压电（AlScN）MEMS扬声器设计；
4. 压电（AlScN）MEMS扬声器制造工艺；
5. MEMS微镜技术概述；
6. 压电MEMS微镜工作原理及技术发展现状；
7. 压电（AlN）MEMS微镜设计；
8. 压电（AlN）MEMS微镜制造工艺。
余洪斌，博士，华中科技大学教授（湖北省楚天学者特聘教授）。他2005年毕业于华中科技大学获得光学工程博士学位，随后赴新加坡国立大学从事微电子（光电子）机械系统（MEMS/MOEMS）技术领域的研究工作，历任研究员和高级研究员；曾担任新加坡科技局微电子研究院研究员、项目负责人（PI），同时担任新加坡国立大学机械工程系客座助理教授。他一直从事基于MEMS/MOEMS技术新型功能器件（诸如MEMS微镜、MEMS变形镜、可变焦透镜及MEMS声学器件等）的结构设计、制备工艺、封装测试及其系统应用方面的研究工作。他在Microsystems & Nanoengineering、Photoacoustics、Applied Physics Letters、Optics Express、Optics Letters、Sensors and Actuators B、Sensors and Actuators A、IEEE Journal of Microelectromechanical Systems、IEEE Journal of Selected Topic on Quantum Electronics、Journal of Micromechanics and Microengineering等相关领域的国际、国内核心期刊上发表论文100余篇，撰写书本章节并多次受邀在相关领域国际会议上做专题报告。作为核心成员申请和获授权国内、国际专利33项（26项中国专利、7项美国专利），其中2项专利成功获得商业转让。同时，他长期担任十余种国内、国际期刊的特邀审稿人，主持十余项科研项目，包括国家重点研发计划、国家自然科学基金、深圳科创委基础研究和华为、海思光电子技术开发项目等。
课程八：基于PZT薄膜的压电MEMS扬声器
老师：北京理工大学 教授 谢会开（点此查看老师简介）
MEMS扬声器是一种将电信号转变为人耳可听声信号的微型音频器件，其核心组件（例如执行器/驱动器、振膜、空气腔等）利用MEMS技术在半导体材料上制造而成，驱动方式以压电式为主流，其它还包括静电式、电动式、热声式。MEMS扬声器可以通过全自动化生产线制造，而平衡电枢式扬声器需要手工组装。相比平衡电枢式扬声器，MEMS扬声器尺寸较小，占用系统PCB板的空间更少，从而有利于系统集成商添加更多传感器以实现更多功能，或者采用更大容量的电池以提升系统的运行时间。此外，压电MEMS扬声器还具有低成本、低功耗、高可靠性、易于集成等优点，因此在可穿戴及可听戴设备领域受到广泛关注。以xMEMS和USound为代表的PZT压电MEMS扬声器厂商已成功实现产品量产，并应用于真无线立体声（TWS）耳机、助听器以及AR/VR眼镜等产品中。尽管压电MEMS扬声器在市场上取得了一定进展，但其在输出声压级、带宽等关键性能方面仍存在局限。为此，研究人员从压电材料、驱动器、振膜结构及阵列设计等角度开展了多方面的优化与改进。本课程介绍MEMS扬声器研究背景及工作原理，深入讲解基于PZT薄膜的压电MEMS扬声器设计、制造、测试与表征。
课程提纲：
1. MEMS扬声器研究背景；
2. 不同工作原理的MEMS扬声器对比；
3. 压电MEMS扬声器的工作原理；
4. 基于PZT薄膜的压电MEMS扬声器设计；
5. 基于PZT薄膜的压电MEMS扬声器制造；
6. 基于PZT薄膜的压电MEMS扬声器测试与表征。
谢会开，博士，北京理工大学集成电路与电子学院教授，国家海外高层次人才，北京理工大学重庆微电子研究院院长、首席科学家，集成声光电微纳系统教育部工程研究中心主任。他在北京理工大学微电子专业获得本科和硕士学位之后，到清华大学微电子学研究所从事科研及教学工作4年，之后赴美留学，并于2002年获得美国卡内基梅隆大学电子与计算博士学位，同年作为助理教授任教于美国佛罗里达大学电气与计算机工程系，并分别于2007年和2011年晋升为副教授/终身教授和正教授。2020年全职回到母校北京理工大学任教。他的主要研究方向包括MEMS/NEMS、光学/声学/惯性MEMS传感器、微纳光学、生物光子学、光学显微内窥影像、微型光谱仪和激光雷达，发表论文350余篇，获得授权美国专利19项、授权中国发明专利50余项；担任国际期刊IEEE Sensors Letters和Sensors and Actuators A副主编，2018年入选IEEE Fellow和SPIE Fellow。
课程九：柔性压电MEMS超声换能器阵列
老师：西安交通大学 副教授 李支康（点此查看老师简介）
心血管疾病因具有高发病率、高隐蔽性、高致残率及致死率等特点，已成为全球人口死亡的“头号杀手”。据世界卫生组织预测，全球每年约有1700万人死于心血管疾病，包括高血压、缺血性心脏病、充血性心力衰竭、心律失常和冠状动脉粥样硬化性心脏病。近年来，医学研究发现，大多数心血管疾病可通过关键心血管参数的监测和预警，从而有效降低致死/致残率。为此，西安交通大学研发了一种皮肤自适应聚焦的柔性压电MEMS超声换能器阵列，可共形贴附于人体皮肤表面以实现血压、心率、血管刚度等血流多参数的非侵入实时、连续监测，为心血管疾病的日常监测与早期预警提供了新技术、新希望。通过合理的阵列结构参数设计，该柔性压电MEMS超声换能器阵列的聚焦声束深度和宽度范围可随皮肤表面曲率变化：波束宽度变化范围为2.1 ~ 4.6 mm；穿透深度变化范围为3.3 ~ 53 mm，有效覆盖指端动脉、桡动脉、肱动脉和颈动脉等人体典型动脉血管区域，可实现高精度、高信噪比、宽深度范围血流参数监测，为基于超声波飞行时间法（ToF）的生理参数检测应用提供了理想途径。本课程详解柔性压电MEMS超声换能器关键技术（材料、设计、制备）及典型应用。
课程提纲：
1. 柔性MEMS超声换能器研究意义；
2. 柔性压电MEMS超声换能器材料体系；
3. 柔性压电MEMS超声换能器设计技术；
4. 柔性压电MEMS超声换能器制备技术；
5. 柔性压电MEMS超声换能器典型应用；
6. 柔性压电MEMS超声换能器技术总结与发展前景。
李支康，西安交通大学副教授、博士生导师，陕西省青年科技新星，仪器科学与技术学院智能传感与系统研究所副所长、微纳声学器件与智能系统陕西省高校工程研究中心副主任。他是西安交通大学机械工程专业博士（蒋庄德院士）、加州大学伯克利分校机械工程系联合培养博士（Liwei Lin教授）、加州大学洛杉矶分校生物工程系交流博士后（Ali Khademhosseini教授）。他的主要研究方向包括微纳制造与微纳传感技术、微机械超声换能器（CMUT和PMUT）、柔性电子及柔性可穿戴传感器、智能传感与人机交互技术，主要面向健康监测、个性化医疗、智能机器人、人工智能等领域的应用。他在Science Advances、Advanced Materials、Advanced Functional Materials、Advanced Science、Engineering、Microsystem & Nanoengineering (Nature Publishing Group)、IEEE Electron Devices Letters等期刊上发表SCI论文65篇；撰写英文书籍章节2章；申请中国/美国发明专利50项，获授权发明专利40项。他主持国家重点研发计划课题、国家自然科学基金面上/青年项目、省揭榜挂帅重大专项课题等项目共17项；参与国家重点、重大项目共3项；获得中国仪器仪表学会优秀博士论文提名奖、中国机械工业科学技术奖二等奖、中航工业集团科技进步二等奖等多项奖励。
课程十：压电柔性薄膜材料创制与智能传感器件
老师：南京理工大学 教授 汪尧进（点此查看老师简介）
柔性功能材料在生物医学领域展现出广阔而诱人的应用前景，可用于构建可穿戴传感器与医疗集成器件。传统的钙钛矿型压电材料（例如PZT）具有优异的电学与机电耦合性能，然而普遍存在刚性较高、脆性较大的问题，在柔性应用场景中需要解决“精而不柔，柔而不精”的技术难题。虽然，近年来国内外研究团队在柔性钙钛矿型压电材料的制备方法和器件实现方面取得了一定进展，但这些方法或受限于材料固有的性能，或需经历生长再转移的复杂工艺，亦或需严格控制生长条件，因而仍难以实现大面积、高性能、低成本的柔性压电薄膜制备。针对上述的问题，南京理工大学汪尧进教授团队及其合作者提出以基于连续退火工艺的柔性氧化锆带状陶瓷（Ribbon Ceramic）作为衬底，采用工艺简单且高效的溶胶-凝胶方法制备得到兼具高压电性和机械柔性PZT压电薄膜，实现了压电材料的“精柔统一”，可用于实现具有自供电功能的应变传感器，以监测人体肌肉和手指关节运动。该研究成果为大规模、低成本的制造柔性压电材料以及自供电可穿戴器件提供了一种创新的思路。本课程从压电柔性材料体系入手，详解压电柔性薄膜材料创制、多场耦合效应与传感机理，以及基于压电柔性薄膜的智能传感器件。
课程提纲：
1. 压电柔性材料体系概述；
2. 压电柔性薄膜材料创制；
3. 多场耦合效应与传感机理；
4. 基于压电柔性薄膜的智能传感器件；
5. 压电柔性薄膜材料技术总结与展望。
汪尧进，博士，南京理工大学材料科学与工程学院教授、博士生导师。他入选2020年度“国家级青年人才项目”，2024年度江苏省333人才第二层次，2023年度获中国电介质物理优秀青年奖（A类），2020年度中国十大科技新锐人物，2017年度江苏省“双创人才”；担任Journal of the American Ceramic Society期刊副编辑，中国材料研究学会超声材料科学与技术分会常务理事，省部级重点实验室学术委员会委员。他所在的压电材料与器件实验室以“空天海洋关键智能新材料、新技术”的重大需求为发展方向，长期致力于压电材料及智能传感器件的研究工作。他组织或联合组织5次国际学术会议（研讨会），应邀在国内外学术会议上做邀请报告30余次；先后主持国家自然科学基金4项、科技部重点研发国际合作项目、企业科技项目及国防项目等研究课题近20余项，并参与国家自然科学基金重大项目1项；以第一或者（共同）通讯作者共发表包括Nature Communications、Advanced (Functional) Materials、Materials today等SCI学术论文136篇，申请/授权中国发明专利29件、美国专利1件。
课程十一：压电材料制备及MEMS微泵/风扇
老师：杭州电子科技大学 教授 轩伟鹏（点此查看老师简介）
压电微泵（Micropump）是一种基于逆压电效应的微型流体驱动器，其通过压电振子周期性调控泵腔体积并形成压差，从而实现气体或液体的泵送，在空冷/液冷散热、药物递送、血压测量、喷墨打印、微流控液滴生成等领域具有较好的应用前景。压电微泵主要由压电振子、腔体结构、阀门等元件构成，常用的压电材料为锆钛酸铅（PZT）——其具有较大的压电系数和机电耦合因子。当前，压电微泵的应用正如百花齐放般地蓬勃发展，展现出极强的创新活力与发展潜力。在空冷散热领域，Frore Systems研发的压电微泵式AirJet冷却器（压电风扇）已成功商业化并被应用于笔记本电脑和固态硬盘（SSD）；在液冷散热领域，Boréas发布基于压电微泵的液冷解决方案，可用于智能手机、笔记本电脑和AR/VR头戴式设备的散热系统；在药物递送领域，Debiotech和意法半导体联合发布了微型胰岛素输液泵，可集成在一次性敷贴上，为糖尿病患者连续输送胰岛素注射液，在治疗效率和生活品质方面更取得很大改善；在血压测量领域，杭州电子科技大学和浙江大学研发出泵阀一体的极微型压电泵，可满足穿戴式/便携式血压检测对高流量输出大压力负载能力的要求。近期，基于MEMS技术的压电微泵凭借集成性好、体积小、功耗低、噪声低等特点，逐渐成为工业界和学术界的热门研究方向。本课程从压电材料及其制备技术出发，重点阐述压电MEMS微泵研究进展、MEMS风扇关键技术及产业化情况。
课程提纲：
1. 面向MEMS微泵/风扇应用的压电材料（块体vs.薄膜）；
2. 压电薄膜/陶瓷材料制备技术；
3. 压电MEMS微泵研究进展；
4. 基于压电MEMS微泵的风扇关键技术；
5. 压电MEMS微泵/风扇产业化介绍。
轩伟鹏，博士，杭州电子科技大学电子信息学院教授，杭电钱江杰青。近年来，他主持国家级、省部级项目多项，包括军科委173基金、国家自然科学重点/青年基金、浙江省重点研发计划等，作为子课题或任务负责人主持科技部国家重点研发、国家重点研发青年科学家等项目多项。他长期从事压电SAW、BAW、有源无源异构异质集成、压电微泵、微能量收集及自供能传感等方面的研究，在Nature Communications、Microsystems & Nanoengineering、Nano Energy等高水平期刊发表论文多篇。
课程十二：微型压电MEMS风扇
老师：上海交通大学 助理研究员 易志然（点此查看老师简介）
随着各种消费类电子设备持续向小型化、高性能、高集成度、智能化方向快速发展，散热问题已成为制约设备性能提升和影响可靠性的重要瓶颈。尤其在空间受限、热流密度高、功耗敏感的智能移动设备中，传统的被动散热方案（例如石墨散热片、金属导热板）和主动散热方案（例如机械风扇）越来越难以满足应用需求。因此，随着人工智能（AI）时代的到来，市场对微型化、低功耗主动散热方案的需求日益迫切。近期，基于空气强制对流散热原理、利用压电MEMS执行器产生作用力推动空气流动实现主动散热的微型装置——MEMS风扇脱颖而出。以Frore Systems、xMEMS为代表的MEMS企业竞相研发压电MEMS风扇技术并推动商业化产品落地。自2024年以来，多款代表性MEMS风扇产品相继问世，并展示出在智能手机、笔记本电脑、可穿戴设备及各种边缘AI设备方面的应用潜力。与传统的机械风扇相比，MEMS风扇具有静音、小体积、高能效、高集成度与高可靠性等优势，可以在紧凑的空间中针对具有高热流密度的处理芯片（例如AI芯片）进行风冷散热。本课程面向人工智能时代的风冷散热需求，详细讲解微型压电MEMS风扇原理、设计、制造，以及产业化情况。
课程提纲：
1. 压电动力学概述；
2. 压电MEMS工艺；
3. 面向人工智能（AI）芯片的风冷技术；
4. 微型压电MEMS风扇设计与制造；
5. 微型压电MEMS风扇产业化情况。
易志然，博士，上海交通大学助理研究员。2016年取得中国科学技术大学材料工程专业硕士学位；2020年取得上海交通大学电子科学与技术专业博士学位；2020年-2023年，上海交通大学机械工程流动站博士后；2021年-2023年，香港心脑血管健康工程研究中心博士后；2023年至今，上海交通大学机械与动力工程学院机械系统与振动全国重点实验室助理研究员，主要从事压电MEMS智能传感器与驱动器、压电动力学等方面的研究。近年来，他先后以第一作者和通讯作者身份在领域权威期刊Chip、Device、The Innovation、Advanced Materials、IEEE Transactions on Industrial Electronics、Advanced Functional Materials、ACS Nano、Microsystems & Nanoengineering、IEEE Electron Device Letters等共发表领域内SCI论文30余篇，高被引论文2篇；出版Flexible piezoelectric energy harvesters and sensors专著一部；申请国家发明专利10余项；主持国家自然科学基金面上项目、国家自然科学基金青年项目C、上海市白玉兰人才计划浦江项目等课题10余项。他的压电MEMS相关研究成果被国家自然科学基金委、科技部主页、新华网、人民网、美国科学促进会EurekAlert、英国路透社、英国经济学人等多家新闻媒体或网站报道。
六、培训报名及培训赞助咨询
报名咨询：请发送电子邮件至BISainan@MEMSConsulting.com，邮件题目格式为：报名+压电材料制备及压电MEMS器件+单位简称+人数。
培训赞助：请致电联系毕女士（18921125675），或麦姆斯咨询固话（0510-83481111）。
麦姆斯咨询
联系人：毕女士
电话：18921125675
E-mail：BISainan@MEMSConsulting.com