传感器的发展趋势与现状
目前美国相关机构已经开发出了名为"智能灰尘"的MEMS传感器。这种传感器的大小只有1.5立方毫米,重量只有5毫克,但是却装有激光通信、CPU、电池等组件,以及速度、加速度、温度等多个传感器。以往做这样一个系统,尺寸会非常大,智能灰尘尺寸如此之小,却可以自带电源、通信,并可以进行信号处理,可见传感器技术进步速度之快。MEMS传感器目前已在多个领域有所应用。比如,很多人使用的iPhone手机中就装有陀螺仪、麦克风、电子快门等多个MEMS传感器;耐克公司推出的一款"智能鞋垫"也内置了MEMS传感器,可以记录用户运动的数据,并与手机连接将数据上传。此外,MEMS传感器在医疗领域也发挥着重要的作用。比如患者在测量眼压时可能因过于紧张,导致眼压很难测准的情况出现。而利用MEMS传感器技术,将眼压计内嵌到隐形眼镜中,这样就可以更方便地对患者进行监测,测量出来的数据也更为准确。
除了与微机电系统结合,传感器还与仿生信息学结合,并产生了诸多新的应用。法国已研制出了模仿人类眼睛的视觉晶片,可以模仿人类眼睛的能力,分辨不同颜色,并观测动作。奔腾处理器每秒能处理数百万项指令,这种视觉晶片每秒能处理大约两百亿项指令。这种仿生视觉晶片将会引起感测与成像的革命,并在国防领域得到广泛的应用。
3.我国传感器发展状况
我国早在 20 世纪60年代开始涉足传感器制造业,"八五"期间,我国将传感器技术列为国家重点科技攻关项目,建成了"传感器技术国家重点实验室"、"国家传感器工程中心"等研究开发基地。而且MEMS等研究项目列入了国家高新技术发展重点。目前,传感器产业已被国内外公认为具有发展前途的高技术产业,它以技术含量高、经济效益好、渗透力强、市场前景广等特点为世人所瞩目。我们国家工业现代化进程和电子信息产业20%以上速度高速增长,带动传感器市场快速上升。我们国家手机产量突破7.5亿,手机市场增长给传感器市场带来新机遇,该领域占的传感器领域占市场1/4。我国是白电生产大国,2009年总产量达到3亿多台,用的传感器占市场1/5,传感器在医疗环保专业设备当中应用高速增长,占市场份额 15%左右。
与此同时,我国在传感器发展方面的问题也日益突出。我国虽然传感器企业众多,但大都面向中低端领域,技术基础薄弱,研究水平不高。许多企业都是引用国外的芯片加工,自主研发的产品较少,自主创新能力薄弱,在高端领域几乎没有市场份额。此外,科研院所在传感器技术的研究方面已与国际接轨,但产业化瓶颈迟迟未能突破。目前我国从事传感器技术研发的主要是高校、中科院和相关部委的研究机构,企业的技术实力较弱,很多是与国外合作,或是进行二次封装。而在发达国家,传感器的研发和产业化更多由企业来主导。那么,我国的传感器产业该如何突破当前的发展瓶颈?
近年来,我国也不断提高对传感器产业的重视,并出台了一系列政策推进其发展。2011年7月出台的《中国电子元件"十二五"规划》指出,"十二五"期间将投资5000亿元,主要集中在新型电子元件的研发和产业化领域。而在今年2月由工信部等四部委联合印发的《加快推进传感器及智能化仪器仪表产业发展行动计划》中,还制定了具体的产业发展目标,并给出了2013年至2025年的发展路线图。
根据国家规划,未来将在传感器领域建立超百亿元的创新产业集群,以及产值超过10亿元的行业龙头和产值超过5000万元的小而精的企业。
对于上述目标的实现,应该从两方面入手,一是要走产业化的道路,二是要采取整体解决方案的模式。
在传感器技术的产业化方面,除了需要成熟的市场和产品,以及充足的资本和人才,志在长远的经营理念,也是传感器产业化成功的基础。传感器研发和推广的周期比较长,想短期见到效果往往比较难。比如汉威,从创业到上市,一共走过了10年的历程。整体解决方案的模式,是经汉威实践后的一条行之有效的路径。传感器虽然是关键器件,技术含量很高,但需要依存于其他的系统和具体的应用,本身很难形成很大的产值和规模。因此,他建议从核心元器件入手,向下游产业链进行延伸,并为客户提供整体的解决方案。通过这种整体解决方案的模式,我们能够得到第一手的用户体验信息,并根据这些信息对传感器进行完善和改进。同时,由于末端应用的利润比较高,企业可以把在末端应用赚来的钱,投入到前端的核心技术研发上,这样研发也有了后续的力量。
4.结束语
当前技术水平下的传感器系统正向着微小型化、智能化、多功能化和网络化的方向发展。今后,随着CAD技术、MEMS技术、信息
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