위대한 MEMS 발명가

잉크자국은 20 19 IEEE 명예훈장 수상자 Kurt? 피터슨은 평생 소형 설비를 연구하는 문을 열었다.

1975, 커트? 커트 피터슨 (Kurt Petersen) 은 당시 MIT 에서 전자공학 박사 학위를 받았고 미국 캘리포니아의 IBM 알마든 연구센터에서 일한 젊고 똑똑한 연구원이었다. 그는 이 센터의 광학 연구팀의 일원이다. 그러나 그는 늘 지루함을 느낀다. 어느 날, 그는 거대한 건축 단지를 한가롭게 거닐다가 일반 복도의 리놀륨 타일 위에 큰 검은 얼룩이 있는 것을 발견했다. 바로 이 오점으로 그의 인생을 바꾸고 업계 전체를 바꿨다.

피터슨은 얼룩의 근원을 찾기 위해 가장 가까운 실험실로 들어갔다. 결국, 그는 얼룩이 넘친 잉크로 형성된 것을 발견했다. 이것은 잉크젯 프린터용 노즐을 개발하는 실험실입니다. 연구 개발 과정에서 실리콘 재료에 구멍을 뚫어야 한다.

실리콘 재료에 구멍을 뚫을까요? 피터슨은 그것에 대해 들어본 적이 없지만, 그는 이전에 실리콘 기반 마이크로가속기에 관한 광고를 본 것을 기억한다. 갑자기, 더 큰 장면이 그의 머릿속에 떠올랐다. 사람들은 사실 마이크로기계 부품을 만들고 있는데, 이 부품들은 모두 몇 미크론에 불과하며 모두 실리콘으로 만든 것이다. (알버트 아인슈타인, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 예술명언) 오늘 우리는 이 장치를 MEMS 라고 부릅니다. 피터슨도 MEMS 가 되고 싶어요.

이에 따라 그는 현재 미국의 모든 메일을 스캔하여 탄저병을 막기 위한 장비를 포함하여 MEMS 기술을 전공하는 새로운 직업의 길을 개척했으며, MEMS 기업을 설립하였다. (윌리엄 셰익스피어, Northern Exposure (미국 TV 드라마), Northern Exposure (미국 TV 드라마) 바로 이 공헌으로 피터슨은 20 19 년 IEEE 영예훈장을 받았다.

잉크를 발견한 지 얼마 되지 않아 피터슨은 실리콘 소재를 사용하여 마이크로기계 설비를 만드는 데 사용할 수 있는 모든 자료를 읽기 시작했다. 여기에는 IEEE 전자장비 회보, 응용물리학 속보, 전기화학학회지 등 다양한 잡지와 잡지가 포함되어 있다. (윌리엄 셰익스피어, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 과학명언) 당시 이런 부품은 아직 구체적인 명칭이 없었고, 시장의 MEMS 제품도 매우 적었다. 그는 "세계의 많은 사람들이 실리콘으로 서로 다른 기계 설비를 만들었지만, 그들은 아직 관련 단체를 형성하지 못했다" 는 것을 발견했다. 이런 설비를 연구하는 대부분의 사람들은 모른다. ""

그리고 피터슨은 그의 첫 번째 장치를 만들기 시작했다. 현미경 아래의 잉크젯 프린터 노즐을 보면서 그는 "결함이 있으면 한눈에 볼 수 있다" 고 말했다. 현미경 아래에는 작고 독립적이며 매우 가는 실리콘 기둥이 있다. 아마도 이 작은 기계 구조들은 사방으로 움직일 수 있을 것이라고 생각합니다. 그들은 불을 켤 수도 있고, 나는 조광기를 만들 수 있다. " 그의 연구 개발 과정은 오늘날의 MEMS 제조 과정과 비슷하다. 먼저 에피 택셜 실리콘 희생 층에 실리카 층을 놓고 희생 층을 에칭합니다. 마지막으로 실리카 캔틸레버만 남았고, 윗부분은 얇은 금속층이다.

그는 각각 길이가 약 100 미크론이고 두께가 약 0.5 미크론인 마이크로조절기를 만드는 데 3 개월이 걸렸다. 그는 이 조절기들을 IBM 스캐닝 전자현미경이 장착된 실험실로 데려갔는데, 그곳에서 한 기술자가 전선을 설치해 준 다음, 그 장치들을 전원에 연결해서 그들이 어떻게 작동하는지 관찰했다.

"그녀는 매료되었다." 피터슨은 이렇게 회상했다. "그녀는 현미경으로 작동하는 설비를 본 적이 없다고 말했다."

그 후, 피터슨은 5 년 동안 실리콘 소재로 액셀러레이터와 전자 스위치를 포함한 가능한 한 많은 마이크로기계 설비를 제조했다. (윌리엄 셰익스피어, 실리콘, 실리콘, 실리콘, 실리콘, 실리콘, 실리콘, 실리콘, 실리콘) 그는 광학 연구팀을 떠나 특별히 맞춤화된 실험실로 들어갔는데, 이 실험실은 그와 인턴 한 명만 수용할 수 있었다.

Peterson 은 문헌에 대한 심층적인 연구와 자신의 업무를 바탕으로 신흥 기술에 대한 내부 보고서를 작성했습니다. 많은 기계 구조가 IBM 에게 가치가 있을 수 있다. "그는 광학 및 기계 디스크 드라이브의 읽기 및 쓰기 헤드, 잉크젯 프린터의 더 복잡한 노즐, IBM 은 관심이 없다고 말했다.

피터슨은 실망했지만, 그는 또한 그러한 설비가 IBM 의 중점 업무가 아니라는 것을 깨달았다. 그래서 그는 보고서를 수정하여 IBM 의 독점 정보를 삭제하고 IEEE Journal 에 제출하여 전체 저널의 50 페이지를 차지했습니다. 기계 재료인 실리콘' 이라는 제목의 문장 (WHO-0/982) 가 5 월 1982 의 표지 문장 (MEMS) 를 독립된 기술 분기로 확립했다.

이 논문의 내용은 매우 종합적이어서 집적 회로 재료의 기계적 특성과 이 재료를 해당 모양과 구조로 에칭할 수 있는 다양한 방법에 대해 토론했다. "문장 (WHO) 는 심도 반응 이온 에칭 (DRIE) 과 같은 미래에 나타날 수 있는 것을 추론해 이 분야에 급진적인 변화를 가져왔다" 고 밝혔다. 그는 "오늘도 많은 사람들이 나에게 그 문장 때문에 MEMS 에 관심을 갖게 되었다고 말했다" 고 말했다.

"우리는 대학원에 다닐 때 이 문장 다 읽었어요." 현재 스탠포드 국제연구원 최고기술책임자 그렉? 그렉 코바치에 따르면 이 연구소는 캘리포니아 주 멘로파크에 위치해 있다. "그는 MEMS 분야에서 큰 역할을 했습니다. 그가 완성한 것은 이 분야를 창조하는 것보다 더 중요하며, 그는 이 분야의 발전을 촉진시켰다. 나에게 그는 슈퍼히어로이다. 클릭합니다

IEEE Proceedings 의 논문이 발표되자 피터슨은 세계 각지의 회의에서 발언하라는 초대를 받았고, 연구원들은 Almaden 에 와서 저자를 방문했다. "여러 가지 미친 연구를 하는 사람들은 어떤 식으로든 저와 연락을 취할 것입니다. 예를 들어, 마이크로유체 저온 냉장고의 연구원들이 있습니다." 그는 말했다. 그는 하룻밤 사이에 MEMS 기술의 수장이 된 것 같다.

이 분야는 1980 년대에 꾸준히 발전해 왔다. 피터슨의 논문이 발표되었을 때, 전 세계 약 30,40 명이 이 기술을 연구하고 있었다. 1990 까지 그는 약 600 명이 이 기술을 연구하고 있다고 추정했다. 시장에는 이미 일회성 혈압계를 위한 압력 센서와 신형 연료 제어 기화기가 등장했다. MEMS 기반 가속기도 이미 항공우주공업에 사용되고 있다. 첫 번째 소형 기계 잉크젯 프린터 프린트 헤드가 대량 생산에 들어갔다. 당시 많은 창업회사들이 생겨났고, 그들은 이 기술로 발전하기를 갈망했다. 피터슨은 이 분야가 1987 국립과학재단 세미나에서 정식으로 명명되었다고 말했다.

예상대로 몇몇 회사가 피터슨에게 연락했다. 결국 그는 초청을 받아들여 1982 에서 짐을 만났다. Jim Knutti 는 MEMS 장비 개발 및 제조를 위해 Transensory Devices 를 공동 설립했습니다.

그는 기업에서 안정된 연구 사업을 포기하는 것이 그를' 긴장' 하게 했다고 회상했다. 그는 어린 아들이 두 명 있어서 경제 보장이 매우 중요하다. 약 654.38+0 만 달러의 벤처 투자는 결국 실리콘 밸리 투자자가 아닌 주외 석유 투자자들로부터 나온다. "실리콘 밸리에는 창업 회사들이 있었지만 전혀 그렇지 않았습니다. 당시 자금을 모으는 것은 매우 어려웠다. " 그는 말했다.

그들의 팀은 나중에 캘리포니아 프리몬트에 있는 280 제곱미터의 실험실로 이사했고 실리콘 칩을 캡슐화하고 보호하는 웨이퍼 본딩 장비를 포함한 자체 장비를 만들었습니다. 그들은 IBM 의 Peterson 이 제조한 조광기를 포함한 샘플을 생산하기 위해 대기업과 계약을 맺었다. 동시에, 그들은 자신의 MEMS 장치를 개발하기 시작했습니다.

우리는 많은 설비를 전시했다. "라고 피터슨이 말했다." 하지만 아무도 생산에 투입되지 않았다. "" 한번은 트럭 운송을 위한 태압 센서가 거의 성공할 뻔했지만, 그들과 협력하는 책임자는 죽었다. 피터슨은 그들이 제조 경험이 부족해서 크누트가 그들의 연구 성과를 상업화하지 않았다고 생각한다.

계약 생산으로 Transensory 가 순조롭게 운영되었지만 피터슨은 여전히 그의 MEMS 장비를 시장에 내놓기를 원했다. 그는 두 번째 회사를 설립할 때라고 생각한다.

1985 피터슨과 양코프스키? 야누시 블레저크와 조셉? 조셉 말론 (Joseph Mallon) 은 NovaSensor (Nova Sensor) 를 공동 설립했으며, 500 만 달러의 창업 자금은 유전 서비스 거물인 Schlumberger (Schlumberger) 에서 나왔다. Brezek 은 앞서 MEMS 압력 센서를 개발하기 위해 두 회사를 공동 창립했다. 양코프스키와 그의 파트너는 생산과 제조 경험이 있다. "라고 Transensory 가 부족한 것이다. 피터슨이 말했다.

NovaSensor 가 설립된 후 세 가지 압력 센서를 만들기 시작했습니다. 하나는 항공 우주 산업, 하나는 석유 산업, 다른 하나는 특정 시장을 겨냥한 고온 압력 센서입니다. 마지막은 가장 큰 성공을 거두었고, 우주 왕복선의 타이어조차도 이런 압력 센서를 채택한 것으로 드러났다. "MEMS 기술을 통해 저항을 베이스보드에서 격리하는 방법을 발견했습니다. 우리는 압력 센서 다이어프램을 사용하여 단결정 실리콘을 산화 실리콘에 접착한 다음, 대부분의 상층 실리콘을 에칭해 저항만 남겨 두었다. " 피터슨이 말했다. 그는 이 센서가 최초의 실리콘 결정체 절연체로 이후 널리 사용되고 있다고 생각한다.

199 1 년, LucasIndustry co., ltd. 는 NovaSensor 를 인수하여 Peterson 을' MEMS 백만장자' 로 선정했습니다. NovaSensor 의 생산 라인은 현재 Amphenol 에서 판매하고 있습니다.

그 후 몇 년 동안 피터슨의 지분 점유율은 계속 증가했다. 이 기간 동안 그는 융합 접착에 집중했다. 이를 위해서는 서로 다른 두 패턴의 칩을 에칭한 다음 함께 연결해야 한다. 이 과정은 자이로 스코프와 같은 매우 복잡한 장비를 만들 수 있습니다. 그의 명함에는 이미 이런 공예로 만든 첫 설비 사진이 인쇄되어 있다.

Peterson 이 1995 가 NovaSensor 를 떠날 때, MEMS 압력 센서는 다이빙 장비와 HVAC 제어 시스템을 포함한 많은 시스템에 광범위하게 적용되었으며, MEMS 가속기는 방금 자동차 에어백의 충돌 감지 시스템에 적용되었습니다.

피터슨은 아무런 준비도 하지 않고 노바 센슨을 떠났다. 로렌스? 리버모어 국립 연구소 연구원 애륜? 노스루프는 MEMS 부품이 DNA 서열을 복제하는 비교적 새로운 방법인 PCR (폴리효소 체인형 반응) 을 크게 가속화할 수 있다고 제안했다.

피터슨 부인의 친구, 생명공학 분야에서 일하는 빌? 빌 맥밀란은 PCR 의 발전 전망을 확인했다. 그 후 피터슨은 의사가 사무실에서 사용할 수 있는 핸드헬드 장치를 만드는 것을 목표로 PCR 기계의 크기와 비용을 낮추는 계획을 세우기 시작했다.

그와 맥밀런은 팔로알토의 목란 카페에서 점심을 먹었다. "저는 그에게 제 생각을 대충 소개했고, 그는 종이 매트에 사업 계획을 그리기 시작했습니다." 피터슨이 말했다. 그는 아직도 식받침을 유지하고 있다.

Peterson 이 1982 에서 발표한 논문은 심도 반응 이온 각식의 가능성을 암시하며, 기존의 칩 생산 공정보다 실리콘 재료에 더 깊은 구멍과 슬롯을 조각할 수 있다. 그는 깊이 반응 이온 에칭을 마이크로흐름 칩에 적용하여 미세한 액체를 정확한 채널로 보내기 시작했다.

"당시 우리는 MEMS 기술과 마이크로흐름 제어 기술을 사용하여 샘플을 빠르게 가열하고 냉각시켜 의사가 사무실에서 진단을 할 수 있는 작고 빠른 응답의 PCR 장치를 만들 수 있다는 생각이 들었습니다." 피터슨이 말했다.

기술의 상업화를 실현하기 위해 피터슨은 1996 에서 다른 사람과 공동으로 조부회사를 설립하고 로렌스로부터? 리버모어 국립 연구소는 이미 기초 기술 허가를 받았다. 1997 까지 이 회사는 미국 국방부로부터 320 만 달러를 모금해 바이오무기 탐지기를 개발할 수 있기를 희망하고 있다. 제조회사가 개발한 첫 번째 설비는 스마트 자전거 (Smart Cyclist) 라고 하며 MEMS 구조를 이용하여 몇 마이크로리터의 액체를 빠르게 가열하고 냉각하고 형광센서를 이용하여 반응을 모니터링하는 과정이다. 그것은 핸드헬드 장치가 아니지만, 이것은 문제가 아니다. 더 중요한 것은 PCR 프로세스를 자동화한다는 것입니다.

조부의 두 번째 제품인 GeneXpert 는 PCR 을 더욱 단순화하도록 설계되었습니다. 생물학적 샘플에서 DNA 를 자동으로 추출한 다음 테스트에 필요한 시약 를 추가할 수 있습니다.

이 회사는 2000 년 과학기술 거품이 터졌을 때 상장되었다. 시장이 위축되기 전에, "우리는 IPO 에 성공한 마지막 회사 중 하나이다." 피터슨이 말했다.

주식 공개 발행을 통해 회사는 충분한 자금을 확보했고, 팀은 Smart Cyclist 를 생산에 투입했다. 200 1 년 여름이 끝날 무렵 이 회사는 이미 80 대의 설비를 납품했다. 200 1, 1 년 2 월 첫 시제품을 생산한 후에도 GeneXpert 의 R&D 작업은 여전히 단계적으로 진행되고 있다.

나중에 미국에서 탄저병 테러가 발생했다. 200 1 년 9 월 하순과 1 년 10 월 탄저균 포자를 휴대하는 편지가 미국 신문매체와 미국 상원 의원에게 부쳐져 결국 20 여 명이 감염돼 5 명이 사망했다.

당시 조부회사는 탄저균 세균을 신속하게 검출할 수 있는 기술이 확인되어 하룻밤 사이에 유명해졌다. "우리와 산저? 산제이 구푸타 박사는' 굿모닝 미국' 프로그램과 CNN 을 통해 현장 PCR 테스트를 실시했다. " 피터슨은 회상했다.

미국 우편은 앞으로 편지가 휴대하는 바이오메트릭 공격이 있을 것을 우려하여 바이오센서 기술을 습득한 모든 회사에 제품을 전시해 달라고 요청했다. 조부의 장치는 2006 54 38+0 654 38+2 월에 테스트를 통과했다. "아주 잘 작동합니다. 피터슨은 말했다.

몇 달 동안의 추가 테스트를 통해 이 회사는 노스루프 그루먼과 협력하여 메일 분류기와 쉽게 연결할 수 있는 PCR 바이오 센서를 개발했습니다. 이 제품은 2003 년에 시장에 출시되었다. 피터슨은 오늘날 미국의 모든 편지는 여전히 아버지 기계를 통해 탄저병을 선별해야 한다고 말했다. 현재 이 회사의 시스템은 주로 연쇄상구균, 노워커 바이러스, 독감, 클라미디아 등 관련 질병의 의학적 진단에 사용되고 있다. 이 회사는 이미 미국 식품의약청 (American Food Drug Administration) 이 승인하고 조부기에 적용되는 20 여 건의 테스트를 판매했다.

2003 년까지 피터슨은 그의 경력의 새로운 장을 시작할 준비를 했다. 이번에 그는 일정한 주파수를 생성하고 정확한 타이밍에 사용할 수 있는 실리콘 공진기를 개발하려고 한다. "저는 IBM 에서 첫 번째 MEMS 공진기의 일부를 만들었지만 이상적이지는 않았습니다. 수정 발열기보다 못하다. " 그는 말했다.

톰? 톰 케니와 마커스? 마르쿠스 루츠와 아론? 3 명의 연구원 Aaron Partridge)3 이 더 나은 계획을 제시했다. 그들은 세계에서 가장 완벽한 재료인 단결정 실리콘으로 공진기를 만든다. "피터슨이 말했다." 다결정 소재가 압력을 받으면 결정계에서 미세한 변위를 일으킨다. " 시간이 지남에 따라 한두 개의 원자만 변위가 발생하더라도 역학 성질이 변한다. "단결정 실리콘은 시간에 따라 변하지 않지만 공진 주파수는 온도에 따라 변한다. 따라서 어려움은 온도 의존성 문제를 해결하는 방법에 있다.

피터슨, 케니, 루츠, 패트리지, 조? 조 브라운 (Peterson 의 IBM 동료, Transensory 와 NovaSensor 에서 함께 일한 적이 있음) 은 다시 Magnolia Cafe 에서 식사를 하고 종이 매트에 사업 계획을 세웠다. 로버트? 보세유한공사는 핵심 지적 재산권의 일부를 보유하고 있기 때문에, 피터슨은 투자자를 유치하는 것 외에도 보세의 독일 임원들에게 기술 허가를 받도록 설득해야 한다.

슈투트가르트에서, 나는 그들의 이사회와 큰 회의를 가졌다. "라고 그가 말했다." 나는 그들에게' 나는 이렇게 많이 했다.' 라고 말했다. 저는 미국의 모든 편지에 대한 탄저균 검진을 담당하는 회사를 운영했습니다. "그들의 이사회는 기술 허가뿐만 아니라 우리 회사에도 중대한 투자를 했다."

SiTime 은 2004 년 2 월에 설립된 새로운 회사로, 시간업계에서 수십억 달러 상당의 재료를 적시에서 실리콘으로 바꾸는 것을 목표로 하고 있습니다. 그 회사의 첫 공진기는 2007 년에 배달되었다. 현재 이 회사의 MEMS 발열기는 모바일 장치 및 기타 전자 기기의 타이밍 시스템에 널리 사용되고 있습니다.

2008 년 SiTime 이 잘 운영되었을 때, 피터슨은 조부회사의 파트너 중 한 명인 맥밀렌에게 또 다른 창업 아이디어를 제시했다. 이식식 연속 혈당 모니터를 개발하는 것이다. (알버트 아인슈타인, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 성공명언) "사람들은 30 년 동안 열심히 노력했지만 아무도 성공하지 못했다." 피터슨이 말했다. 센서가 체내에 이식되면, "몸은 콜라겐으로 격리되어 결국 혈당 접촉 센서를 막는다." 그는 설명했다.

그래서 맥밀런과 듀크 대학 연구원 나탈리? 나탈리 네스키 (Natalie Nisski) 는 구조적 하이드로 겔을 사용하여 이물질 반응을 피하고 형광 판독값을 통해 혈당 농도를 측정하는 해결책을 제시했다. 피터슨은 이전의 광학 지식을 이용하여 이 제품을 개발하고 신생 회사인 Profusa 에서 1 년을 보냈다. 이 회사는 현재 약 30 명의 직원을 보유하고 있으며 총 자본액은 6543 억 8 천만 달러이다.

피터슨은 이 회사를 경영하는 것이 그의 마지막 정규직이 될 것이라고 말했다. "나는 단지 회사의 일상 업무를 계속 처리하고 싶지 않다. 나는 천사에게 투자하기 시작했다. 이렇게 하면 더 재미있다. "

그는 다른 팀을 세우려는 유혹에 저항할 수 없었다. 버클리에서 온 두 학생은 MEMS 공진기 관련 기술을 개발했지만, 그들은 줄곧 이 기술의 상업화를 실현하기 위해 노력하고 있다. Peterson 과 K.G. Ganapathi 는 이 두 학생의 회사에 가입했다. 이후 이 회사는 20 10 년 동안 고통 판매를 조율하는 회사의 최고 기술책임자 (CTO) 인 Verreon 으로 이름이 바뀌었습니다.

피터슨이 수석기술관이나 비슷한 직위를 맡는 것은 이번이 세 번째다. 그의 모든 창업 회사 중에서 그는 SiTime 의 CEO 만 담당한 적이 있다. "내가 NovaSensor 에 있을 때, 다른 두 사람은 모두 회장이 되고 싶었다." 로저, 회사의 마케팅 컨설턴트? 로저 그레이스는 "쿠르트는 신경 쓰지 않는다. 그는 수석 기술관을 맡고 있다" 고 말했다. 그는 독선적인 사람이 아니다. "

"MEMS 분야에서는 커트를 칭찬합니다. 그는 매우 착하고, 사려 깊고, 남을 잘 돕는다. 클릭합니다 그레이스는 "똑똑한 사람은 많지만, 그는 유일무이하다. 그는 매우 겸손하다. 그와 함께 지내면 너는 매우 안심이 될 것이다. 클릭합니다

Ganapathi 도 이에 동의했다. "Kurt 처럼 성공하고 모든 사람에게 사랑받는 사람을 찾기가 어렵다."

현재 피터슨은 엠에스, 의료기기, 생명공학을 목표로 천사 투자의 대업으로 복귀했다. 그는 약 70 개 회사에 투자했는데, 그 중 거의 절반은 성공적이고 투자 수익률은 350% 로 매우 뛰어난 기록이라고 말했다. 최근 연구에 따르면 일반적으로 투자 범위가 넓은 장기 천사 투자자의 투자 수익률은 250% 로 나타났다.

"그는 유망한 제품을 감지할 수 있는 신비한 힘을 가지고 있는 것 같다. 한 제품의 성공은 3 년 또는 15 년이 걸리지만, 이 방면에서 예민한 후각을 가지고 있다. " 가나 패티가 말했다.

20 12 년, 피터슨은 실리콘 밸리의 천사 투자그룹에 가입했습니다. 이 단체는 약 200 명의 투자자가 있는 초청 기관입니다. 그들은 정기적으로 만나 정보를 배우고 공유한다. 현재 그는 이 조직의 하드웨어 부문 책임자이다. 동시에, 그는 두 회사의 이사이며, 다른 수십 개 회사에서 고문으로 활동하고 있다. 그는 매일 상담하러 온 몇 사람을 만나 캐나다와 미국 동부 연해 지역의 회사에 전화로 연락한다.

피터슨은 올해 7 1 살이지만 은퇴할 계획은 없다. "기업가들은 활기차고, 활기차고, 야심차고, 그들과 교제하는 것은 즐거운 일이다." 그는 말했다.

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