MEMS 傳感器的應用場景已形成 “全領域滲透” 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域發(fā)揮關鍵作用。在消費電子領域，智能手機搭載的 MEMS 傳感器數(shù)量已達 10 余個，包括加速度計（實現(xiàn)計步與橫豎屏切換）、陀螺儀（輔助游戲操控）、氣壓計（修正 GPS 海拔誤差）和指紋傳感器（生物識別），蘋果 iPhone 的 3D 結構光模塊中，MEMS 微鏡的振動頻率達 120Hz，實現(xiàn)了面部識別的高精度建模。汽車工業(yè)是 MEMS 傳感器的重要市場，一輛智能汽車配備的 MEMS 器件超過 50 個，其中 ESP 系統(tǒng)的角速度傳感器響應時間小于 1ms，可在緊急轉向時快速調整制動壓力；胎壓監(jiān)測系統(tǒng)（TPMS）的壓力傳感器精度達 ±1kPa，確保行車安全。醫(yī)療健康領域，MEMS 傳感器推動了診斷技術的微創(chuàng)化，膠囊內鏡內置的微型圖像傳感器與加速度計，可在消化道內拍攝 360° 圖像并通過無線傳輸至體外，避免傳統(tǒng)內鏡的侵入性痛苦；可穿戴設備中的 MEMS 心率傳感器通過檢測血管搏動引起的微振動，實現(xiàn) 24 小時連續(xù)監(jiān)測，誤差小于 3 次 / 分鐘。

在高端領域，MEMS 傳感器的應用更凸顯技術突破價值。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；無人機的氣壓高度計通過 MEMS 壓力傳感器實現(xiàn) ±0.5m 的定高精度，保障自主飛行安全。環(huán)境監(jiān)測方面，MEMS 氣體傳感器陣列可同時檢測甲醛、VOCs 等多種污染物，靈敏度達 ppb 級（10??），且體積僅為傳統(tǒng)儀器的 1/100，已廣泛用于室內空氣質量監(jiān)測。工業(yè)領域，MEMS 振動傳感器被安裝在機床主軸上，實時監(jiān)測振動頻率與振幅，當檢測到異常時觸發(fā)停機保護，避免設備損壞，其采樣率可達 10kHz，足以捕捉高頻振動信號。

盡管應用廣泛，MEMS 傳感器仍面臨諸多技術挑戰(zhàn)，這些瓶頸直接制約著其在高端場景的滲透。性能局限是最突出的問題，微型化導致的信噪比下降使 MEMS 陀螺儀的零偏穩(wěn)定性難以突破 0.01°/h，無法滿足高精度導航需求；溫度漂移會導致壓力傳感器在 - 40℃至 85℃范圍內的誤差增加 5%，需復雜的補償算法修正。封裝技術是另一大難點，微型化使散熱面積急劇減小，功率密度的提升易導致器件溫度升高，影響測量精度；同時，封裝材料與芯片的熱膨脹系數(shù)不匹配會產生應力，導致零點漂移。可靠性問題在極端環(huán)境中尤為明顯，在油田井下等高溫高壓場景，MEMS 傳感器的壽命通常不足 1000 小時，遠低于傳統(tǒng)傳感器的 10000 小時標準。此外，跨尺度集成的難度較大，將 MEMS 結構與 CMOS 電路集成時，工藝兼容性問題會導致良率下降，增加生產成本。