Millimetersmå MEMS-sensorer skåret ud af en skive silicium vinder frem i mange anvendelser - for eksempel til at måle på omgivelserne eller fungere som aktuatorer til at foretage bestemte handlinger.

Netop fordi de er små, billige, robuste og ensartede, er MEMS-sensorerne perfekte elektronikkomponenter. Eksempelvis kan en få millimeter stor EMG-sensor anbringes i et plaster og overvåge en patients hjerte, ligesom en tryksensor kan indbygges i selv meget små pumper.

Teknologien giver muligheder for at placere sensorer, hvor man ikke før har kunnet placeret dem, forklarer Leif Højslet Christensen, centerchef på Teknologisk Instituts center for Mikroteknologi og Overfladeanalyse:

»Man kan lægge små fugtsensorer ned i beton, der tørrer op. Når betonen er tør nok, får man en besked fra sensorer, og så kan man bygge videre. Vi har vist, at vi kan støbe sensorer ind i beton. Mikrosensorerne bliver efterhånden billige, så man kan sådan set bare strø om sig med dem,« siger han og tilføjer:

»Der er rigtig, rigtig mange nye ting på vej. Man kan fremstille 1.000 sensorer af en skive silicium, så priserne kan komme langt ned.«

Den tendens kan udviklingschef Thomas Jensen fra elektronikgrossisten Arrow bekræfte:

»MEMS-komponenter bliver mindre og mindre og kan performe bedre og bedre. Teknologien har været lidt dyr, men priserne falder hurtigt,« siger han.

Ifølge professor Anja Boisen fra DTU Nanotech vil mikrosensorer i nogen grad kunne afløse eksisterende sensorer.

»I nogle tilfælde vil de afløse de gamle sensorer, men nogle eksisterende sensorer fungerer også udmærket, som de er. Men mikrosensorer skaber i mange tilfælde et helt nyt marked,« siger hun.

DTU Nanotech samler stor ekspertise inden for mikrosensorer og MEMS-teknologi og arbejder bl.a. på at udvikle en minesøger, der kombinerer fire mikrosensorteknologier (læs mere side 20).

Oprindelig blev MEMS-sensorer (Micro Electro-Mechanical Systems) kun brugt i en række avancerede anvendelser som for eksempel styring af missiler.

»I en missilstyring er der ofte tre gyroer og tre magnetometre, som nøje kan overvåge missilets bevægelser. Det sker med stor nøjagtighed, men de koster også fra omkring 40 til 800 dollars pr. styk,« fortæller Claus Mortensen, Field Application Engineer ved Analog Devices.

»MEMS kom ind på massemarkedet for fem år siden, da Wii og den type spil, som kræver accelerometre, kom ind på markedet. Det er også accelerometre, som sørger for at sanse, om ens smartphone vender den ene eller anden vej,« forklarer han.

De kommende år ventes en kraftig vækst på verdensmarkedet for MEMS. I konsulentfirmaet Electronics.ca, som følger elektronikudviklingen nøje, forventer man, at MEMS-markedet vil vokse fra 7,6 mia. dollars i 2009 til 13,2 mia. dollars i 2014.

Accelerometre har også fundet anvendelse til tunge industrielle opgaver som overvågning af motorer, ikke mindst i vindmølleindustrien, som har brug for præcis overvågning af generatorer og gear.

»Vindmølleindustrien bruger accelerometre, som kan måle med meget høj frekvens. Dermed kan de for eksempel detektere, om der er en kugle i et kugleleje, som er gået i stykker, fordi støjen vil forekomme for hver omgang, lejet drejer,« fortæller Claus Mortensen.

Priserne på MEMS-sensorer er faldet meget kraftigt, og for vindmølleindustrien er der mange penge at spare, hvis man kan undgå nedbrud.

Mikrosensorer bruges også i vid udstrækning i biler, ikke bare til accelerometre i airbags, men også til at overvåge eksempelvis motorer og sikkerhedssystemer.

MEMS-teknologien omfatter også mikrofoner. De findes allerede i hundrede millioner af mobiltelefoner og ventes at komme ind i høreapparater inden for nogle år (som omtalt på side 17).

I dag produceres i størrelsesordenen en halv milliard MEMS-mikrofoner årligt i verden, og det tal er stigende. Ifølge markedsinformationsfirmaet Information Network udgjorde MEMS-mikrofonerne sidste år ca. 25 procent af verdensmarkedet for mikrofoner.

Det afspejles i prisen. Ved store styktal kan man købe MEMS-mikrofoner for helt ned til 65 amerikanske cent, hvilket svarer til 3,40 kroner.

Ventilationsfirmaet Skov A/S ved Sallingsund har netop udskiftet en fugt- og temperatursensor, som man har anvendt i 25 år, med en mikrosensor.

»Mikrosensoren er ikke billigere, men den giver bedre robusthed, nøjagtighed og driftssikkerhed, og det er nogle faktorer, som betyder meget i vores staldsystemer,« fortæller produktchef Carsten Sloth Nielsen fra Skov.

Danmark har gode kompetencer inden for MEMS og mikrosensorer, blandt andet på DTU Nanotech og på Teknologisk Institut, men også i pumpevirksomheden Grundfos.

Grundfos stod for nogle år siden i en situation, hvor firmaet gerne ville kunne måle differenstrykket hen over en pumpe for at kunne energioptimere pumpens ydelse.

»Vi spurgte nogle af de store spillere inden for MEMS. De kunne ikke finde en løsning, og så endte det, som det tit gør: Vi besluttede selv at udvikle en sensor,« fortæller Klaus Kattenhøj, direktør for Grundfos Sensor.

Sensorerne, som også måler temperatur, bruges i dag i en del af Grundfos' pumper og betragtes som en del af virksomhedens kerneforretning. Tryksensorerne har også påkaldt sig interesse uden for Grundfos, og i dag sælges de til flere eksterne kunder.

»Vi sælger sensorer til mange energianlæg som solvarme- og jordvarmeanlæg. Alle steder gælder det om få mest ud af varmen, og der kommer flow- og temperatursensorer ind,« siger Klaus Kattenhøj og tilføjer:

»Det går kun én vej med vores mikrosensorer, og det er fremad.«