導(dǎo)語(yǔ)：隨著新科技浪潮的興起，世界已經(jīng)開始進(jìn)入到信息化時(shí)代，IT技術(shù)、生命科學(xué)和納米材料學(xué)作為三大支柱型科技，引領(lǐng)了未來發(fā)展的主要方向。在科技發(fā)展的進(jìn)程中，對(duì)于信息的掌握和利用必然被放在首位，傳感器是在此過程中獲取自然和生產(chǎn)領(lǐng)域中信息的主要途徑與手段。傳感器技術(shù)是推動(dòng)機(jī)器人和其他工業(yè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)步的重要基礎(chǔ)，其中，慣性傳感器提供的運(yùn)動(dòng)信息非常有用，不僅能改善性能，而且能提高可靠性、安全性并降低成本，有可能改善其系統(tǒng)性能或功能的應(yīng)用還包括：平臺(tái)穩(wěn)定、工業(yè)機(jī)械運(yùn)動(dòng)控制、安全/監(jiān)控設(shè)備和工業(yè)車輛導(dǎo)航等，在國(guó)防軍事、資源勘探與開發(fā)、地質(zhì)學(xué)研究等領(lǐng)域均具有巨大應(yīng)用潛力。為此，中國(guó)科學(xué)院電子學(xué)研究所傳感技術(shù)聯(lián)合國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室特聘研究員鄒旭東選擇了微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)技術(shù)及高精度慣性傳感器為研究方向，走上了一條理論研究與應(yīng)用開發(fā)并行的道路。
英倫古鎮(zhèn)掀起的東方風(fēng)暴
2014年，在英國(guó)劍橋大學(xué)邱吉爾學(xué)院院士(Postdoc By-Fellow)的評(píng)選中，一個(gè)黑頭發(fā)、黃皮膚的中國(guó)面孔出現(xiàn)在來自世界各國(guó)不同膚色的候選人之中。憑借著在高精度微機(jī)電慣性傳感器方面的出色研究成果，他從近百位候選者中脫穎而出，成為10名入選者中惟一的中國(guó)人。他就是鄒旭東，我國(guó)青年千人計(jì)劃入選者，現(xiàn)任中國(guó)科學(xué)院電子學(xué)研究所特聘研究員。
作為譽(yù)滿全球的世界頂級(jí)研究型書院聯(lián)邦制大學(xué)，劍橋大學(xué)是英語(yǔ)世界中第二古老的大學(xué)，在建校800多年的歷史中曾涌現(xiàn)出牛頓、達(dá)爾文等一批引領(lǐng)時(shí)代的科學(xué)巨匠，造就了培根、凱恩斯等貢獻(xiàn)突出的文史學(xué)者。學(xué)院制是學(xué)校最為顯著的特色，劍橋大學(xué)現(xiàn)有31個(gè)獨(dú)立自治學(xué)院，三個(gè)女子學(xué)院，兩個(gè)專門的研究生院。其中，邱吉爾學(xué)院建立于1960年，半個(gè)多世紀(jì)以來，學(xué)院的Fellow中聚集了一大批杰出的自然科學(xué)與工程領(lǐng)域的科研工作者，其中還走出了30多位諾貝爾科學(xué)獎(jiǎng)獲得者。
鄒旭東介紹，為促進(jìn)不同領(lǐng)域研究者相互之間的交流和頭腦風(fēng)暴，學(xué)院為Fellow們提供了諸多便利。在這里有定期舉辦的學(xué)術(shù)沙龍，可以聽到不同領(lǐng)域的專家講述各自領(lǐng)域內(nèi)的最新進(jìn)展，他們還會(huì)用最完善的語(yǔ)言闡述最專業(yè)的研究;有免費(fèi)參加的晚宴和酒會(huì)讓大家在緊張的教學(xué)與科研之余，得以在輕松的環(huán)境中暢所欲言，碰撞出思想的火花;還有時(shí)常能夠在學(xué)院里不期而遇的前輩大師，或同行一段路，或共度下午茶時(shí)光，無(wú)論與他們的交流是否涉及具體的學(xué)術(shù)問題，但是卻能夠讓人在研究的視野與人生的哲理上獲益良多。他加入到這一群體當(dāng)中，不但研究上遇到的一些困難得以解決，而且收獲了諸多全新的靈感與思路。
那段經(jīng)歷全方位地促進(jìn)了我的成長(zhǎng)。鄒旭東如是說。他介紹，劍橋大學(xué)的知識(shí)產(chǎn)權(quán)體系、制度相對(duì)完善，需要申請(qǐng)專利時(shí)，只要把申請(qǐng)文本和創(chuàng)新點(diǎn)寫好，就會(huì)有專門的機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)幫助申請(qǐng)。作為研究人員只需要負(fù)責(zé)與技術(shù)相關(guān)的問題，其他的事都可以根據(jù)協(xié)議完成。在協(xié)議的框架內(nèi)，權(quán)利人是劍橋大學(xué)的產(chǎn)業(yè)化機(jī)構(gòu)，發(fā)明人是研究人員，可以通過投資金額、應(yīng)用方向，通過不同的授權(quán)方式，體現(xiàn)投資價(jià)值和應(yīng)用價(jià)值。在收益方面則有固定的比例分成。完善的機(jī)制確保了研究人員可以把更多精力放在技術(shù)研發(fā)上，必要時(shí)候還能根據(jù)市場(chǎng)需求做一些技術(shù)上的調(diào)整，專利授權(quán)也會(huì)跟著調(diào)整。
在這樣一種濃郁的學(xué)術(shù)氛圍、高效的科研機(jī)制下，鄒旭東不僅在高精度微機(jī)電系統(tǒng)加速度傳感器的設(shè)計(jì)、制造、測(cè)試等方面取得了重大進(jìn)展，而且在傳感器的電路設(shè)計(jì)、溫度補(bǔ)償、模態(tài)失配機(jī)制等領(lǐng)域也取得了多項(xiàng)重大應(yīng)用性科研成果和基礎(chǔ)性研究成果。
事實(shí)上，鄒旭東2009年畢業(yè)于北京大學(xué)元培計(jì)劃實(shí)驗(yàn)班(微電子專業(yè))后，即遠(yuǎn)赴英國(guó)，進(jìn)入劍橋大學(xué)工程系攻讀博士學(xué)位，主要從事高精度諧振式微機(jī)電慣性傳感器的研發(fā)以及微機(jī)電諧振器的相關(guān)基礎(chǔ)研究。他2013年順利取得博士學(xué)位，之后又從事了多年研究員工作，在那些年中先后得到了英國(guó)皇家學(xué)會(huì)院士、皇家工程院院士、前英國(guó)國(guó)防部首席科學(xué)家、劍橋大學(xué)圣凱瑟琳學(xué)院院長(zhǎng)、電子與光電子系主任、納米技術(shù)終身教授Mark E.Welland爵士，國(guó)際MEMS慣性傳感器領(lǐng)域的著名專家、劍橋大學(xué)微系統(tǒng)技術(shù)教授Ashwin A.Seshia和電力電子傳感器領(lǐng)域的國(guó)際著名專家、Camsemi等三家高科技傳感器公司的創(chuàng)始人、劍橋大學(xué)電力電子學(xué)終身教授Florin Udrea等杰出導(dǎo)師的親自指導(dǎo)，并接受了世界著名高等學(xué)府優(yōu)秀科研環(huán)境的良好熏陶。
多年的潛心鉆研與積淀，成為鄒旭東科研事業(yè)的基礎(chǔ)，為他的科技之夢(mèng)提供了巨大助力。
專注微機(jī)電傳感器技術(shù)研發(fā)與革新
鄒旭東是標(biāo)準(zhǔn)的80后，1986年出生在山東。2006年，在首批國(guó)家大學(xué)生創(chuàng)新性試驗(yàn)計(jì)劃資助下，進(jìn)入北京大學(xué)微米/納米加工技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，從此與微機(jī)電系統(tǒng)技術(shù)研究結(jié)下了不解之緣。
高新技術(shù)的發(fā)展必須面向產(chǎn)業(yè)，面向世界提升核心競(jìng)爭(zhēng)力。對(duì)于科研工作，鄒旭東有著自己的理解。因此，他在讀博士時(shí)就要求自己一定要做面向應(yīng)用的研究，唯有如此，科技上的發(fā)展與創(chuàng)新才能實(shí)現(xiàn)其固有價(jià)值。從博士到擔(dān)任研究員工作，鄒旭東對(duì)于面向產(chǎn)業(yè)的技術(shù)研發(fā)有著自己的深刻體會(huì)。他常說，學(xué)術(shù)上的創(chuàng)新往往源于應(yīng)用實(shí)踐，只有在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)問題、研究問題，才能更好地通過研究產(chǎn)生學(xué)術(shù)成果。因此，取得成果不能完全依賴研究的前沿性，還必須注重與應(yīng)用實(shí)踐的結(jié)合。
MEMS是20世紀(jì)80年代末出現(xiàn)的一種戰(zhàn)略性高新技術(shù)，引起各發(fā)達(dá)國(guó)家的廣泛關(guān)注，近年來更是形成全球化的產(chǎn)業(yè)。隨著新一輪技術(shù)革命浪潮的興起，以微傳感器、執(zhí)行器為代表的MEMS技術(shù)應(yīng)用迎來了更廣闊的發(fā)展空間。MEMS加速度計(jì)是最早實(shí)用化的MEMS技術(shù)成果之一。然而，現(xiàn)有的產(chǎn)品普遍精度較低，少數(shù)高精度MEMS加速度計(jì)產(chǎn)品受制于傳感原理的限制，難以滿足特定應(yīng)用的需求。在英國(guó)的那些年中，鄒旭東一直從事基于諧振式傳感原理的高精度MEMS加速度傳感器的研發(fā)工作，針對(duì)如何提升諧振式微機(jī)電慣性傳感器測(cè)量精度的核心問題設(shè)計(jì)了一系列高精度微機(jī)電加速度傳感器，并以此為核心研發(fā)了高精度微型測(cè)振儀和微型相對(duì)重力儀，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)低頻、準(zhǔn)靜態(tài)的加速度信號(hào)進(jìn)行精確的立體測(cè)量。
我的這項(xiàng)研究主要是為滿足油氣行業(yè)對(duì)分布式井下局域重力場(chǎng)數(shù)據(jù)獲取的需要，要求儀器設(shè)備能夠在生產(chǎn)井的環(huán)境下正常工作。因此對(duì)儀器的體積大小、抗震能力、耐高壓高溫能力等多個(gè)方面具有嚴(yán)格的要求。鄒旭東說。
經(jīng)過反復(fù)的嘗試和實(shí)踐，他運(yùn)用完全自主開發(fā)的諧振傳感單元、慣性力耦合—放大器與支撐結(jié)構(gòu)聯(lián)合設(shè)計(jì)方法，在保持傳感器的微機(jī)械結(jié)構(gòu)體積基本不變的情況下，顯著提高了諧振式微機(jī)電加速度傳感器的靈敏度，為實(shí)現(xiàn)高精度測(cè)量提供了保證。
鄒旭東坦言，在研究過程中曾遇到過很多困難。那時(shí)候，他常常是邊琢磨，邊實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)方案不行就想方設(shè)法改變，憑借著不懈努力向最終的目標(biāo)挺進(jìn)。至今他仍記得在2012年冬天面臨的困難——面向應(yīng)用的科研項(xiàng)目對(duì)技術(shù)和時(shí)間節(jié)點(diǎn)的要求很高，而當(dāng)時(shí)正值圣誕節(jié)前夕，很多人都準(zhǔn)備度假，就在這樣一個(gè)特殊的時(shí)間點(diǎn)上，年終項(xiàng)目要進(jìn)行中期測(cè)試。只有通過測(cè)試證明技術(shù)的可行性，研究項(xiàng)目才能獲得下一階段的支持。而當(dāng)時(shí)由于合作代工廠的工藝問題，導(dǎo)致收到傳感器核心芯片的時(shí)間比計(jì)劃晚了近兩個(gè)月，可項(xiàng)目的進(jìn)度必須要保證。面對(duì)僅剩不到一個(gè)月的時(shí)間節(jié)點(diǎn)，鄒旭東和助手從測(cè)試樣機(jī)的殼體加工，到器件的封裝、測(cè)試、組裝，忙到了幾乎沒有休息時(shí)間。
關(guān)鍵時(shí)候，導(dǎo)師前來幫忙。與往日的方向指導(dǎo)不同，導(dǎo)師拿起了電焊、螺絲刀，無(wú)論有多瑣碎的事情都一一上手。就這樣，從吃住到工作，導(dǎo)師都和大家在一起，最終在限定時(shí)間內(nèi)完成了測(cè)試，研究項(xiàng)目得以按時(shí)完成。
這次經(jīng)歷帶給鄒旭東的不僅是感動(dòng)，也讓他感到了團(tuán)隊(duì)的力量。到2014年時(shí)，他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)研發(fā)的首批高精度微型井下測(cè)震儀和微型相對(duì)重力儀樣機(jī)，在外場(chǎng)試驗(yàn)中實(shí)現(xiàn)了連續(xù)穩(wěn)定的高分辨率加速度測(cè)量和超過3000米距離的信號(hào)傳輸，實(shí)測(cè)傳感器的各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計(jì)要求，加速度分辨率在0.1-100Hz范圍內(nèi)均好于1×10-6m/s2/Hz1/2，對(duì)準(zhǔn)靜態(tài)加速度信號(hào)的最小加速度分辨超過50ng，其對(duì)1Hz以下加速度分辨率和線性動(dòng)態(tài)范圍兩項(xiàng)指標(biāo)均超過了Sercel公司和殼牌石油與惠普公司開發(fā)的高精度電容式MEMS加速度傳感器約1個(gè)數(shù)量級(jí)，從而成功研制出了一種小型化、低功耗并能夠在油氣勘探鉆井環(huán)境下對(duì)局域重力場(chǎng)分布實(shí)現(xiàn)高精度測(cè)量的傳感設(shè)備。
而鄒旭東并未滿足于此。他始終堅(jiān)持，應(yīng)用才是產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)價(jià)值的最大體現(xiàn)，為實(shí)現(xiàn)高精度諧振式微機(jī)電加速度傳感器的批量生產(chǎn)，他與微機(jī)電系統(tǒng)芯片代工企業(yè)Silex Microsystems公司合作開發(fā)了一套基于8英寸硅片的先進(jìn)微加工工藝流程及相應(yīng)的設(shè)計(jì)規(guī)范。在此過程中使用了包括多層SOI硅片鍵合、大深寬比各向異性刻蝕、全硅通孔連接和全片真空封裝在內(nèi)的多項(xiàng)先進(jìn)工藝，還先后攻克了同時(shí)精確制備毫米級(jí)與微米級(jí)微機(jī)械結(jié)構(gòu)、消除TSV電學(xué)寄生效應(yīng)與殘余應(yīng)力和全片多層鍵合真空封裝等關(guān)鍵技術(shù)。最終采用該工藝流程生產(chǎn)的加速度傳感器芯片成品率超過95%，真空封裝年漏率小于萬(wàn)分之一，初步達(dá)到批量化生產(chǎn)的要求。
鄒旭東的這一研究獲得了英國(guó)技術(shù)戰(zhàn)略委員會(huì)和英國(guó)石油公司的長(zhǎng)期支持，相關(guān)原理和設(shè)計(jì)方法已獲得國(guó)際專利授權(quán)，并在歐盟、美國(guó)、中國(guó)、沙特等國(guó)家獲得專利保護(hù)。同時(shí)，該傳感器的優(yōu)異性能也引起了國(guó)際學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注與高度認(rèn)可。目前，由英國(guó)石油公司和劍橋大學(xué)聯(lián)合成立的Silicon Microgravity Ltd.公司正基于該傳感器核心技術(shù)開發(fā)多種創(chuàng)新性的產(chǎn)品和技術(shù)。投入應(yīng)用后可降低油氣勘探成本30%以上并能夠?qū)⒌叵滤粚?duì)生產(chǎn)井造成威脅的預(yù)警時(shí)間由數(shù)天提前到數(shù)周，將單塊油田的開采率提升1%-1.5%。
鄒旭東介紹，MEMS傳感技術(shù)在該領(lǐng)域的成功應(yīng)用，有望為傳統(tǒng)的油氣行業(yè)井下傳感器技術(shù)，帶來新的革命。他在相關(guān)技術(shù)研發(fā)上取得的成就，也為日后的研究奠定了基礎(chǔ)。
在不懈探索中前行
精準(zhǔn)的溫度漂移補(bǔ)償是目前國(guó)際上各類諧振式硅基微機(jī)電系統(tǒng)傳感器亟待解決的技術(shù)難題。鄒旭東利用加速度傳感器的特定結(jié)構(gòu)，在充分研究了可能導(dǎo)致溫度漂移的多種因素的基礎(chǔ)上，充分運(yùn)用材料學(xué)、非線性微機(jī)械結(jié)構(gòu)以及校準(zhǔn)信號(hào)注入與頻率分離等技術(shù)手段，創(chuàng)新開發(fā)了一種有效的寬溫區(qū)溫度漂移精確補(bǔ)償?shù)南到y(tǒng)技術(shù)方法。實(shí)踐證實(shí)，使用該技術(shù)后，加速度傳感器零輸入下輸出頻率的溫度漂移系數(shù)減小了兩個(gè)數(shù)量級(jí)，達(dá)到0.5ppm/K，并實(shí)現(xiàn)了靈敏度的在線校準(zhǔn)，從而大大拓展了諧振微機(jī)電系統(tǒng)加速度傳感器可以穩(wěn)定工作的環(huán)境溫度范圍，也為其他諧振式微機(jī)電傳感器的溫度補(bǔ)償提供了新的思路與方案。
同時(shí)，鄒旭東還負(fù)責(zé)開發(fā)了一款體聲波硅微機(jī)電陀螺，能夠滿足在鉆井中準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)和控制微型相對(duì)重力儀的布設(shè)。這種新型微機(jī)電陀螺的結(jié)構(gòu)不同于市面上的常規(guī)產(chǎn)品，器件完全基于全對(duì)稱結(jié)構(gòu)的體聲波諧振器，并利用其—對(duì)簡(jiǎn)并模態(tài)間的科氏力耦合原理設(shè)計(jì)研發(fā)而成。它通過采取耦合式錨定與旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的通孔陣列兩種微機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，極大地改善了由諧振器錨點(diǎn)和加工誤差引起的模態(tài)頻率失配，從而大幅度提高了角速度分辨率。相比于常規(guī)的微機(jī)電陀螺，在實(shí)現(xiàn)高精度的同時(shí)還具有更好的抗震動(dòng)、抗沖擊特性。
實(shí)測(cè)證明了兩個(gè)選定簡(jiǎn)并模態(tài)在真空下品質(zhì)因數(shù)均超過10^6，在無(wú)外加補(bǔ)償條件下兩者的諧振頻率差異小于3ppm，并可通過偏制電壓調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)模態(tài)的完全匹配。由此折算的角速度分辨率超過4×10^(-4)dps/Hz1/2，角度隨機(jī)游走小于0.4o/hr1/2，偏置穩(wěn)定性好于5deg/hr。上述指標(biāo)完全滿足對(duì)井下傳感器位置姿態(tài)的測(cè)量與控制需求。鄒旭東解釋。除上述優(yōu)勢(shì)外，體聲波硅微機(jī)電陀螺作為通用陀螺儀還初步達(dá)到了美國(guó)國(guó)防高等計(jì)劃研究部2012年提出的實(shí)現(xiàn)空-地戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈慣性制導(dǎo)的技術(shù)要求，與美國(guó)佐治亞理工大學(xué)等世界著名實(shí)驗(yàn)室最新發(fā)表的研究成果處于同一水平。
除上述成果外，鄒旭東還開發(fā)了兩種適用于諧振式微機(jī)電傳感器的閉環(huán)和開環(huán)檢測(cè)電路。一是基于振蕩器原理的ASIC檢測(cè)電路，利用亞閾值導(dǎo)通放大、注入電荷偏置等技術(shù)使傳感器核心部件的電路功耗大幅度降低到小于15微瓦;另外基于數(shù)字頻率合成技術(shù)及相位/幅度綜合測(cè)量方法的開環(huán)檢測(cè)電路，有效地克服了近載波噪聲調(diào)制效應(yīng)，在相同噪聲條件下使傳感器對(duì)超低頻信號(hào)的分辨率提高了約一個(gè)數(shù)量級(jí)，為微型相對(duì)重力儀的成功研發(fā)提供了重要技術(shù)支持。
除此之外，鄒旭東在微機(jī)電系統(tǒng)諧振器與振蕩器領(lǐng)域進(jìn)行了一些深入且具有原創(chuàng)價(jià)值的基礎(chǔ)研究，包括：諧振式微機(jī)電系統(tǒng)傳感器噪聲的物理機(jī)制與建模，非線性微機(jī)電系統(tǒng)振蕩器的頻率穩(wěn)定性及其影響因素，多維弱機(jī)械耦合微機(jī)電系統(tǒng)諧振器的模態(tài)局域化效應(yīng)及其應(yīng)用，耦合微機(jī)電系統(tǒng)諧振器受迫振動(dòng)下的模態(tài)畸變與分叉現(xiàn)象等。這一系列論文均發(fā)表在Journal of Microelectromechanical Systems以及Transducers等領(lǐng)域內(nèi)頂級(jí)期刊和國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議上，為學(xué)科發(fā)展作出了重要貢獻(xiàn)。
耿耿赤子報(bào)國(guó)情
如果說微電子給20世紀(jì)帶去了信息革命，那么微機(jī)電系統(tǒng)就是將在21世紀(jì)發(fā)展成為龐大的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)、極大改變?nèi)藗兩a(chǎn)與生活方式的新技術(shù)。鄒旭東相信，在新一輪全球化物聯(lián)網(wǎng)及工業(yè)4.0革命浪潮的推動(dòng)下，各行各業(yè)對(duì)于微型傳感器的需求必將與日俱增。
因?yàn)樯羁陶J(rèn)識(shí)到微機(jī)電系統(tǒng)技術(shù)是當(dāng)前國(guó)際上公認(rèn)的開發(fā)微型傳感器的尖端技術(shù)，國(guó)家急需掌握核心芯片技術(shù)的人才，他毅然放棄了國(guó)外的優(yōu)厚條件，選擇了回歸祖國(guó)，將所學(xué)服務(wù)國(guó)家。對(duì)于這一選擇，他表示：國(guó)內(nèi)現(xiàn)在的研究條件非常好，而且我想做的事與10年前也是沒有變化的。當(dāng)前我的主要工作將聚焦在成功開發(fā)出在技術(shù)上具備國(guó)際領(lǐng)先水平并具有較大市場(chǎng)規(guī)模的微機(jī)電傳感器產(chǎn)品上，同時(shí)加強(qiáng)傳感器從設(shè)計(jì)到制造工藝上的標(biāo)準(zhǔn)化融合，從而最終建立芯片融合的傳感器整體設(shè)計(jì)開發(fā)與加工制造的能力。所以總覺得時(shí)間不夠用，恨不得一天24小時(shí)都投入到工作中去，多做些研究，多跑些地方。簡(jiǎn)單的話語(yǔ)，道盡了他無(wú)悔的堅(jiān)持。
鄒旭東介紹，因?yàn)楦呔葢T性傳感器能夠大量應(yīng)用于精確制導(dǎo)武器、軍事運(yùn)載平臺(tái)導(dǎo)航等領(lǐng)域，所以一直被美國(guó)等西方發(fā)達(dá)國(guó)家列為出口管制與技術(shù)封鎖的重點(diǎn)對(duì)象。我國(guó)即使進(jìn)口用于民用資源勘探開發(fā)和地質(zhì)學(xué)研究的相關(guān)產(chǎn)品，也面臨著外國(guó)廠商對(duì)出口數(shù)量的嚴(yán)格控制以及高昂的采購(gòu)價(jià)格。開發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)并具備自主生產(chǎn)能力的高精度微機(jī)電加速度傳感器對(duì)于我國(guó)的國(guó)防建設(shè)與國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有十分重大的戰(zhàn)略意義。為此，他深感肩上責(zé)任重大。
最近這幾年內(nèi)，他將重點(diǎn)研究高精度加速度傳感器核心架構(gòu)，以及在此基礎(chǔ)上衍生出的面向多種應(yīng)用的加速度傳感器產(chǎn)品。他指出，未來傳感器的核心芯片將采用模塊化的設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)性模塊的設(shè)計(jì)將充分利用計(jì)算機(jī)的3D建模與有限元分析工具，建立各個(gè)模塊的設(shè)計(jì)模型庫(kù)以及系統(tǒng)級(jí)的計(jì)算機(jī)模擬仿真流程，并可以根據(jù)不同的加工工藝以及應(yīng)用需求對(duì)模塊設(shè)計(jì)做出迅速有效的調(diào)整。此外功能性模塊的設(shè)計(jì)則不但需要建立模型庫(kù)和仿真流程，還將與傳感器的ASIC電路設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)融合，使每個(gè)功能性模塊具有與之配套的ASIC優(yōu)化設(shè)計(jì)以形成MEMS-ASIC IP，從而在開發(fā)系列傳感器產(chǎn)品時(shí)大大節(jié)省配套電路的開發(fā)與調(diào)試時(shí)間。
同時(shí)，鄒旭東還將利用微機(jī)電系統(tǒng)技術(shù)開展不依賴于衛(wèi)星的微型定位—導(dǎo)航—計(jì)時(shí)模塊的開發(fā)研究。他指明，該研究涉及高精度微慣性傳感器、高穩(wěn)定性時(shí)間基準(zhǔn)、處理電路與算法、精密機(jī)械加工、系統(tǒng)集成與兼容性等多個(gè)方面，因此在發(fā)揮自身的技術(shù)積累和優(yōu)勢(shì)的同時(shí)，必須要通過開展廣泛而密切的研究合作，才能盡早實(shí)現(xiàn)這一關(guān)鍵技術(shù)成果的突破。若研發(fā)成功，除在國(guó)防軍事領(lǐng)域的重要價(jià)值外，還可在無(wú)人駕駛汽車、小型無(wú)人飛行平臺(tái)、智能機(jī)器人以及手持設(shè)備上實(shí)現(xiàn)高精度的自主導(dǎo)航，極大地推動(dòng)上述技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展。因此，為了實(shí)現(xiàn)該技術(shù)的新突破，未來他還將更加堅(jiān)定不移地奮斗下去。
做科研不是一人之功，我所有的成就都得力于團(tuán)隊(duì)的培養(yǎng)和協(xié)作，也希望能夠通過我自己的努力，建立一支過硬的科研隊(duì)伍，運(yùn)用微機(jī)電系統(tǒng)和傳感器的先進(jìn)技術(shù)面向關(guān)鍵領(lǐng)域的重要需求做出更多的應(yīng)用性成果。鄒旭東說。截至目前，他在MEMS領(lǐng)域期刊及國(guó)際會(huì)議上共發(fā)表論文近二十篇，申請(qǐng)6項(xiàng)國(guó)際專利(1項(xiàng)授權(quán))，并與國(guó)外公司合作開發(fā)成功一套專用微加工工藝流程，采用該流程生產(chǎn)的加速度傳感器芯片成品率超過95%，達(dá)到批量化生產(chǎn)的要求。在他和團(tuán)隊(duì)的共同努力下，夢(mèng)想正在逐漸變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。
