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淺談2015年我國傳感器將走向何處


  新型敏感材料是傳感器的技術基礎,材料技術研發是提升性能、降低成本和技術升級的重要手段。除了傳統的半導體材料、光導纖維等,有機敏感材料、陶瓷材料、超導、納米和生物材料等成為研發熱點,生物傳感器、光纖傳感器、氣敏傳感器、數字傳感器等新型傳感器加快涌現。如光纖傳感器是利用光纖本身的敏感功能或利用光纖傳輸光波的傳感器,有靈敏度高、抗電磁干擾能力強、耐腐蝕、絕緣性好、體積小、耗電少等特點,目前已應用的光纖傳感器可測量的物理量達70多種,發展前景廣闊;氣敏傳感器能將被測氣體濃度轉換為與其成一定關系的電量輸出,具有穩定性好、重復性好、動態特性好、響應迅速、使用維護方便等特點,應用領域非常廣泛。

  近年,流量傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器在我國的市場規模最大,分別占到整個傳感器市場的21%、19%和14%;壓力傳感器、溫度傳感器、流量傳感器、水平傳感器已表現出成熟市場的特征。預計未來傳感器市場的主要增長將來自于無線傳感器、微系統傳感器、生物傳感器等新興傳感器。傳感器已進入人們的日常工作和家庭生活中,并已在國民經濟各部門以及國防建設中得到廣泛應用,為中國現代化建設作出了應有的貢獻。

  據了解,智能化傳感器是由一個或多個敏感元件、微處理器、外圍控制及通訊電路、智能軟件系統相結合的產物,它兼有監測、判斷、信息處理等功能。與傳統傳感器相比,它具有很多特點。例如,它可以確定傳感器工作狀態,對測量資料進行修正,以便減少環境因素如溫度、濕度引起的誤差;它可以用軟件解決硬件難以解決的問題;它可以完成資料計算與處理工作等。而且智能傳感器的精度、量程覆蓋范圍、信噪比、智能水平、遠程可維護性、準確度、穩定性、可靠性和互換性都遠高于一般的傳感器。

  傳感器越來越多地被應用到社會發展及人類生活的各個領域,如工業自動化、農業現代化、航天技術、軍事工程、機器人技術、資源開發、海洋探測、環境監測、安全保衛、醫療診斷、交通運輸、家用電器等。近年來,全球傳感器產業飛速發展。

  傳感器集成化包括兩類:一種是同類型多個傳感器的集成,即同一功能的多個傳感元件用集成工藝在同一平面上排列,組成線性傳感器(如CCD圖像傳感器)。另一種是多功能一體化,如幾種不同的敏感元器件制作在同一硅片上,制成集成化多功能傳感器,集成度高、體積小,容易實現補償和校正,是當前傳感器集成化發展的主要方向。如意法半導體提出把組合了多個傳感器的拈作為傳感器中樞來提高產品功能;東芝公司已開發出晶圓級別的組合傳感器,并于今年3月發布能夠同時檢測脈搏、心電、體溫及身體活動等4種生命體征信息,并將數據無線發送至智能手機或平板電腦等的傳感器拈。

  未來五年國內傳感器市場年復合增長31%.汽車、物流、煤礦安監、安防、RFID標簽卡領域的傳感器市場增長較快。

  從中國傳感器行業競爭格局分析及發展趨勢研究報告了解傳感器的應用領域越來越寬廣,從最初在機械設備制造,農業生產,到用電器、科學儀器儀表、醫療衛生、通信電子以及汽車等領域,直到現在的智能家居。無處不見傳感器的身影。而且,近幾年,這種趨勢越來越明顯,大有一統江山的霸氣。特別是近幾年,人們對生活的品質要求越來越高,催生了對智能家居的需求量的日益增長。而智能家居的關鍵部位主要是由傳感器制造的,自然也就提升了傳感器的銷售大幅攀升。

  隨著科學技術的發展,各個產業都離不開智能二字,從智能工業、智能農業、智能交通,到智能物流、智能安防等不同領域。各個領域對智能的需求,究其本質是對信息需求的不斷增強。傳感器成為當前急需發展的重要電子器件之一,尤其是可以對信息進行采集、處理、分析、傳輸的智能傳感器。

  在信息消費中,信息來源的準確、及時、覆蓋密度大面積廣是基礎,而傳感器是作為其中最為重要的介質之一。傳統的傳感器可以滿足這一需求,但是,以往的傳感器卻無法對信息進行分析處理,這對要求性能集約的電子元件來說是致命的,所以智能傳感器應運而生。

  智能傳感器通過工藝技術手段將傳感器與微處理器兩者緊密結合,將傳感器的敏感元件及其信號調理電路與微處理器集成在一塊芯片上,這可稱作具有初步智能的傳感器。智能傳感器將ASIC電路、微處理器、通信接口、軟件協議等與敏感芯片相結合,使得敏感芯片的感知信息得到最充分的利用。集成化、微型化、多功能化、智能化、網絡化是傳感器的發展趨勢,但集成化和微型化是這種趨勢的基礎,只有集成化、微型化技術才能實現低成本、低功耗、高性能、多功能、智能化和網絡化。

  目前智能傳感器是國際上傳感器研究的熱點和前沿,國內傳感器產業向微型化、集成化發展的主要瓶頸是我國IC與Mems技術產業鏈能力不足,不論是在技術素質、生產能力還是在生產規模方面與國際先進技術相比差距都比較大。大力開展智能傳感器研究是我國應采取的跨越式的發展思路,是占領未來信息技術制高點的戰略的關鍵措施,也是為了傳感器發展的趨勢。

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