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传感器被认为现代信息技术的三大支柱之一

日期:2019/3/2 9:43:28
摘要:中国传感器产业正处于由传统型向新型传感器发展的关键阶段,它体现了新型传感器向微型化、多功能化、数字化、智能化、系统化和网络化发展的总趋势。

关键词:传感器

传感器作为现代科技的前沿技术,被认为是现代信息技术的三大支柱之一,也是国内外公认的最具有发展前途的高技术产业。在国内有自动化方面的专家指出塑料工业网,传感器技术直接关系到我国自动化产业的发展形势,认为“传感器技术强,则自动化产业强”。由此可见传感器技术对自动化产?#30340;?#33267;整个国家工业建设的重要性。

?#27426;?#22312;传感器迎来春天的时候,中国公众看到的似乎仍然是国外半导体巨头的盛宴。?#30340;?#20154;士认为,虽然中国的传感器市场发展很快,但本土传感器技术与世界水平相?#28909;?#23384;在很大差距。

这种差距,一方面表现为传感器在感知信息方面的落后,另一方面,则表现为传感器自身在智能化和网络化方面的技术落后。由于没?#34892;?#25104;足够的规模化应用,导致国内的传感器不仅技术低,而且价格高,在市场上很难有竞争力。

目前全球传感器市场主要由美国、日?#23613;?#24503;国的几家龙头公司主导。美国、日?#23613;?#24503;国及中国合计占据全球传感器市场份额的72%,其中中国?#24613;仍?1%。与全世界生产的超过2万种产品品种相比,中国国内仅能生产其中的约1/3,整体技术含量也?#31995;停?#26159;目前急需改变的一个状态。

中国传感器发展状况:我国早在20世纪60年代就开始涉足传感器制造业。我国在1972年组建成立中国第一批压阻传感器研制生产单位;1974年,研制成功中国第一个实用压阻式压力传感器;1978年,诞生中国第一个固态压阻加速度传感器;1982年,国内最早开始硅微机械系?#24120;∕EMS)加工技术和SOI(绝缘体上硅)技术的研究。进入20世纪90年代后,硅微机械加工技术的绝对压力传感器、微压传感器、呼吸机压传感器、多晶硅压力传感器、?#32479;?#26412;TO-8封装压力传感器?#35748;?#32487;问世并实现生产。改革开放30年来,我国传感器技术及其产业取得了长足进步,主要表现在:建立了传感技术国家重点实验室、微米/纳米国家重点实验室、国家传感技术工程?#34892;?#31561;研究开发基地;MEMS、MOEMS(微光机电系?#24120;?#31561;研究项目列入了国家高新技术发展重点;在“九五”国家重点科技攻关项目中,传感器技术研究取得了51个品种86个规格新产品的成绩,初步建立了敏感元件与传感器产业。

目前,中国传感器产业正处于由传统型向新型传感器发展的关键阶段,它体现了新型传感器向微型化、多功能化、数字化、智能化、系统化和网络化发展的总趋势。

传感器技术历经了多年的发展,其技术的发展大体可分三代:

第一代是结构型传感器,它利用结构参量变化来感受和转化信号。

第二代是上70年代发展起来的固体型传感器,这种传感器由半导体、电介质、磁性材料等固体元件构成,是利用材料某些特性制成。如:利用热电效应、霍尔效应、光敏效应,?#30452;?#21046;成热电偶传感器、霍尔传感器、光敏传感器。

第三代传感器是以后刚刚发展起来的智能型传感器,是微?#22270;?#31639;机技术与检测技术相结合的产物,使传感器具有一定的人工智能。

传感器行业的一个特点是,传感器本身技术含量高,但单只传感器的价格一般不高。此特点导致的一个结果是,尽管传感器的技术附加值高,但单纯依赖传感器很难形成可观的产值。

一般来说,传感器有点像中药里的“药引?#20445;?#26412;身功能很重要,但真正形成规模还需要依赖整服药剂才行。国外很多传感器公司一旦在某种传感器上有突破,很快会有相关的测量仪器开发出来。

另外,在中国的专利保护机制下,传感器?#34892;列量?#33510;研发出来的关键技术,往往呈现一种“诀窍”性质,被抄袭后,很难?#30331;?#26970;,企业也打不起官?#23613;?#22269;内虽然也有MEMS传感器企业,但都是委托加工,搞不好就被加工企业自己拿去做了,目前的企业创新体系有很大的问题。

从应用领域来看,工业、汽车电子、通信电子、消费电子四部分是传感器最大的市场。国内工业和汽车电子产品领域的传感器?#24613;仍?2%左右,而发展最快的是汽车电子和通信电子应用市场。

智能汽车和无人驾驶是驱动MEMS传感器发展的重要动力。在智能汽车时代,将会使用大量的MEMS运动传感器实现主动安全技术:语音将成为人与智能汽车的重要交互方式,MEMS麦克风将迎来发展新机遇。自动驾驶技术的?#20284;穡?#36827;一步推动了MEMS传感器进入汽车。汽车行业占据整个MEMS市场份额超过30%,2015年全球汽车MEMS行业营收为37.3亿美元。根据预测,未来六年,全球汽车MEMS市场预?#24179;?#20197;4.2%的?#26149;?#24180;增长率稳步增长。

此外,MEMS传感器也是智能工厂的“心脏?#20445;?#20174;这个层面上讲,它是工业机器人变得“神通广大”的利器。它让产品生产流程?#20013;?#36816;行,并让工作人员远离生产线和设备,保证人身安全和健康。据预测,未来六年,MEMS在工业市场预?#24179;?#20197;7.3%的?#26149;?#24180;增长?#22763;?#36895;增长。

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