我們之所以能感受到外面世界的變化,是因為有五官和觸覺(jué)。隨著(zhù)物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的到來(lái),“萬(wàn)物互聯(lián)”成了基本的要求,物體要實(shí)現感知就不得不用到傳感器。就像人有幾千萬(wàn)個(gè)觸覺(jué)神經(jīng)一樣,傳感器的種類(lèi)也非常多,各式各樣的傳感器近萬(wàn)種,未來(lái)傳感器將是又一個(gè)萬(wàn)億級市場(chǎng),潛力巨大。
我國的傳感器起步相對較晚,在高端傳感器方面的發(fā)展落后于歐美日韓等發(fā)達國家,伴隨著(zhù)國內信息化飛速發(fā)展,同時(shí)國家將傳感器技術(shù)列為重點(diǎn)突破的領(lǐng)域,近年來(lái)我國的傳感器發(fā)展飛快。
傳感器行業(yè)屬于技術(shù)和資金密集型行業(yè),早期,我國的傳感器業(yè)務(wù)未能受到高度重視,發(fā)展緩慢,難以形成規模經(jīng)濟效應。但是近年來(lái),隨著(zhù)國內企業(yè)自主創(chuàng )新能力增強和國家政策的支持,我國傳感器進(jìn)口替代正在加速。
我國工業(yè)智能化發(fā)展離不開(kāi)傳感器,國內傳感器正在加速替代進(jìn)口傳感器
智能化進(jìn)程離不開(kāi)傳感器
傳感器是電子信息裝備制造業(yè)中的基礎類(lèi)產(chǎn)品,是重點(diǎn)發(fā)展的新型電子元器件中的特種元器件。作為極具發(fā)展前途的高技術(shù)產(chǎn)業(yè),傳感器技術(shù)含量高、經(jīng)濟效益好、滲透能力強,在工業(yè)生產(chǎn)、智能家居、環(huán)境保護等領(lǐng)域都有巨大的發(fā)展潛力。
智能制造技術(shù)的關(guān)鍵,是讓產(chǎn)品能夠被自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)有效識別、定位、追溯,從而讓生產(chǎn)線(xiàn)上的智能機器設備可以根據不同產(chǎn)品的定制要求進(jìn)行制造加工。具體而言就是,在各種待加工產(chǎn)品中加入智能傳感器、處理器、信息存儲器、無(wú)線(xiàn)通信器等微型智能設備。
隨著(zhù)智能時(shí)代逐漸到來(lái),傳感器更加變得更加不可替代。傳感器在工業(yè)生產(chǎn)、智能家居、環(huán)境保護等方面都有巨大潛力,并且隨著(zhù)智能時(shí)代逐漸到來(lái),傳感器將變得更加不可替代。隨著(zhù)信息時(shí)代的發(fā)展,傳感器在各類(lèi)產(chǎn)品上的應用更加廣泛。微型化、數字化、智能化的傳感器迅速地被普及,進(jìn)而改變我們的生活方式。傳感器讓物體有了觸覺(jué)、味覺(jué)和嗅覺(jué)等感官,在工業(yè)生產(chǎn)、智能家居、環(huán)境保護等方面都有巨大潛力。
國內傳感器機會(huì )如何?
目前,國內傳感器行業(yè)處于更新?lián)Q代的關(guān)鍵時(shí)期,傳感器需要更微型、更智能、更網(wǎng)絡(luò )化、更系統、更多功能的產(chǎn)品,傳感器技術(shù)大體經(jīng)過(guò)了三個(gè)階段的發(fā)展,從結構型傳感器到固體型傳感器,現在是智能型傳感器。但我國的技術(shù)相比國外還是有很大差距,當務(wù)之急便是縮小這種差距。
產(chǎn)業(yè)規模不斷壯大。全球傳感器市場(chǎng)規模多年來(lái)保持穩定高速增長(cháng),根據工信部的預測,到2018年,中國傳感器市場(chǎng)規模將達到2610億元,年復合增長(cháng)率約29.56%。
智能傳感器產(chǎn)業(yè)三年行動(dòng)指南中提出,到2019年,我國智能傳感器產(chǎn)業(yè)取得明顯突破,產(chǎn)業(yè)生態(tài)較為完善,涌現出一批創(chuàng )新能力較強、競爭優(yōu)勢明顯的國際先進(jìn)企業(yè),技術(shù)水平穩步提升,產(chǎn)品結構不斷優(yōu)化,供給能力有效提高。 目前主營(yíng)業(yè)務(wù)收入超10億元的企業(yè)有5家,超億元的企業(yè)20家。
創(chuàng )新能力顯著(zhù)增強。建成智能傳感器創(chuàng )新中心;模擬仿真、設計、MEMS工藝、晶圓級封裝和個(gè)性化測試技術(shù)達到國際水平;涵蓋智能傳感器模擬與數字/數字與模擬轉換(AD/DA)、專(zhuān)用集成電路(ASIC)、軟件算法等的軟硬件集成能力大幅攀升;智能傳感器專(zhuān)利申請量穩步提升,在新型敏感材料、低功耗設計、反饋控制和安全機制等重點(diǎn)領(lǐng)域形成初步布局;金屬、陶瓷、光纖等非半導體類(lèi)傳感器智能化水平快速提升。
近期中國科學(xué)院聲學(xué)研究所超聲技術(shù)中心王文課題組成功研制出高靈敏、快速響應和低遲滯誤差的新型電流傳感器。相對于現有技術(shù),聲表面波電流傳感器表現出了微小型化、抗干擾能力強、線(xiàn)性度好、低功耗等優(yōu)勢,在智能電網(wǎng)線(xiàn)路檢測、電力冶金與軌道交通中的供電安全預警與救援、工業(yè)自動(dòng)化中的電源繼電保護中具應用前景。
生態(tài)體系基本完善。智能傳感器公共服務(wù)平臺的承載能力和技術(shù)水平穩步攀升;氮化鋁(AlN)、鋯鈦酸鉛(PZT)等MEMS用薄膜敏感材料供給能力不斷增強;鍍膜機、光刻機、深硅刻蝕機、晶圓鍵合機、大規模高精度測試機等重大裝備性能快速提升。產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同持續加強,在重點(diǎn)應用領(lǐng)域形成較強系統方案能力。
目前從業(yè)內幾家主要傳感器企業(yè)的運行情況看,作為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、智能制造技術(shù)乃至人工智能技術(shù)的核心和基礎,各種類(lèi)別的傳感器的應用迅猛增長(cháng),營(yíng)收和利潤增幅均高于行業(yè)整體水平,傳感器的發(fā)展前景勿容置疑。
傳感器屬于關(guān)鍵器件,技術(shù)含量很高,但需要依存于其他的系統和具體的應用,本身很難形成很大的產(chǎn)值和規模;因此目前的工業(yè)傳感器企業(yè),大都在走以傳感器技術(shù)為核心,拓展整機產(chǎn)品、系統集成,形成行業(yè)解決方案平臺技術(shù)。
由于傳感器芯片(尤其是高精度壓力傳感器芯片)的關(guān)鍵工藝受制于人,行業(yè)大部分傳感器企業(yè)實(shí)際上更多的是在購買(mǎi)傳感器芯片或模塊后針對應用進(jìn)行補償和封裝,形成終端產(chǎn)品和系統集成,行業(yè)企業(yè)設計、應用兩頭強,核心部件關(guān)鍵工藝中間弱的情況非常明顯。
除了關(guān)注傳感器核心部件關(guān)鍵工藝之外,傳感器的芯片化、小型化、智能化、低成本化趨勢,對應用行業(yè)和場(chǎng)景的深刻理解和把握,數據采集和集成應用的延伸也是要重點(diǎn)關(guān)注的共性問(wèn)題。
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