MEMS开关在 AI 驱动光网络、数据中心以及其他领域愈发受到青睐，被视作半导体开关的可靠替代方案。
微机电系统融合微型电子与机械两套系统，是可运动电子元器件的微型集成技术。传感器、执行器、加速度计等 MEMS 器件早已实现市场化应用。
MEMS 开关属于微型机电器件，依靠物理机械运动实现开关通断，而不像半导体开关那样依靠载流子调制。其机械执行结构可以是桥梁、悬臂梁、可动膜片、微电机或者梳状驱动器；这些结构架设在电极上方，可往复运动。
微机械加工是 MEMS 行业制造工艺，其中表面微加工应用最为广泛。该工艺和半导体制造十分相似：在衬底表面沉积多层薄膜，以此构建机械结构。和半导体工艺一样，表面微加工包含光刻、薄膜沉积、图形化、刻蚀等工序，因此也被称作半导体微加工。
另一主流工艺是体微加工，类似半导体体工艺，整个硅衬底都参与 MEMS 开关器件的成型。表面微加工与体微加工两种工艺，都可以制造各类 MEMS 器件。
配图说明：施加电压时，梁结构接触基底，MEMS 开关导通。
数据中心正逐步淘汰铜缆，光纤得到大规模普及。一边是依靠电信号运行的集成电路（处理器），另一边是传输光信号的光纤。光收发模块是可插拔组件，部署在机柜顶部，通过外部光纤线缆与网络交换机或其他集成电路相连。
光收发模块完成电光、光电转换：将电信号转为光脉冲在光纤中传输，再把光信号转回电信号供给芯片与元器件。而光学 MEMS 开关无需光收发模块，直接把光信号从一路光纤路由切换至另一路。在数据中心中，光学 MEMS 开关一般为独立设备，即光电路交换机（OCS）。
光电路交换机部署于机柜内部。MEMS 开关内部是微反射镜阵列，可在电压或者磁场驱动下持续偏转；阵列内两组反射镜由 MEMS 微控制器控制。反射镜旋转改变入射角与反射角，以此调控光路。
借此，MEMS 开关可以把输入光信号路由到目标输出端口。简言之，它省去反复光电转换的环节，节约数据中心成本与功耗。光学 MEMS 开关分为二维（2D）与三维（3D）两类。二维 MEMS 开关的微反射镜仅在单一平面内运动，旋转镜面架在硅衬底之上。三维 MEMS 光开关的微反射镜可以在多个平面旋转。无论 2D 还是 3D，MEMS 光开关尺寸都小于厘米级别，部分仅数微米。
除数据中心外，光开关还用于光分组交换网络、光学传感器、可重构光分插复用、光缆监测、密集波分复用（DWDM）系统以及工厂自动化场景。
如同光学 MEMS 开关调度光信号，射频 MEMS 开关负责射频与毫米波信号路由。开关机械结构为金属薄带或者金属镀层，架设在电极上方，二者之间存在空气间隙。
电极上方的可动结构分为悬臂梁、桥梁两种。电极与桥梁间距很小，仅有数微米。射频 MEMS 开关分为欧姆接触型（直流接触）与电容型。欧姆接触射频 MEMS 中，机械结构与金属发生物理接触，形成金属‑金属直接导通。
配图说明：撤去电压后，梁结构抬起，空气间隙重新出现，MEMS 开关关断。
可动梁是开关运动部件，一般为金属材质，梁与电极之间存在空气间隙。当电极施加电压，静电力将梁向下吸附，电路导通，MEMS 开关开启。撤销电压后静电力消失，梁向上回弹，空气间隙恢复，MEMS 开关关断。
电容式射频 MEMS，依靠机械结构在电介质上方移动，改变电容值。射频 MEMS 开关可替代 PIN 二极管与场效应管（FET）：它工作在低电压、小电流条件，发热极低。
MEMS 的 SWaP 指标（尺寸、重量、功耗）优于半导体开关。MEMS 开关比同类半导体器件体积小 90‑95%。当 MEMS 开关断开，运动部件之间保持微米级间隙。器件导通电阻为毫欧级别；关断态电容更低，因此射频 MEMS 开关可以传输数 GHz 的高频信号。MEMS 开关采用行业标准小型 SMD 表贴封装。
多数半导体开关需要复杂热管理方案。射频 MEMS 开关散热需求更低，同时具备宽带内低插入损耗、高隔离度、更长使用寿命等优势。
射频 MEMS 开关属于轻量化器件，应用场景包括开关滤波组、5G 波束赋形、天线调谐、射频多路复用器、微波设备与测试仪器。但面向交流 / 直流大功率处理系统的 MEMS 开关，尚未实现商业化落地。
光学、射频 MEMS 开关速度优于很多传统开关，但对比半导体开关，仍慢数微秒。器件开启关断需要较高驱动控制电压；持续往复运动的部件还会产生机械磨损。全部运动结构必须封装在密闭腔体内，隔绝湿气。
众多企业与供应商仍在研发高性能 MEMS 开关。MEMS 的研发初衷是替代电磁继电器（EMR）：电磁继电器速度不足，而半导体开关难以压低插入损耗。
MEMS 开关集合两类器件的优点：速度适中、插入损耗低、待机功耗为零，器件使用寿命更长。MEMS 开关并非要完全取代电磁继电器或者半导体开关，而是作为性能优异、可靠性出色的备选方案。
