在信息化時代中投戴,自然以及生產(chǎn)領(lǐng)域中信息的獲取成為一大難題赊蚁,隨著不斷深入的研究與發(fā)展铐儡,傳感器登上了時代的舞臺染痊。為了實現(xiàn)各行各業(yè)縱向發(fā)展,全球科技對傳感器提出的越來越高的要求是其技術(shù)發(fā)展的強(qiáng)大動力庆葱∽榫龋可以預(yù)料的是,未來傳感器將逐漸朝微型化胚高、智能化辰车、高靈敏化、多功能化抛虏、網(wǎng)絡(luò)化以及系統(tǒng)化等方向發(fā)展虐块。
傳感器發(fā)展回顧
作為一種物理裝置,傳感器通常由敏感元器件組成嘉蕾,主要將檢測到的信息按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換為電信號輸出贺奠,以滿足信息的傳輸、存儲错忱、顯示儡率、記錄以及控制等要求。換句話說以清,傳感器使物體有了人體才具有的觸覺儿普、嗅覺以及味覺等感官。
傳感器最早出現(xiàn)于工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域掷倔,主要被用于提高生產(chǎn)效率眉孩。但隨著集成電路以及科技信息的不斷發(fā)展,傳感器逐漸邁入多元化勒葱,走向了全球浪汪。在這種格局下,過去屬于人與人之間的互聯(lián)網(wǎng)凛虽,現(xiàn)在延伸和擴(kuò)展至萬物互聯(lián)书吗。據(jù)業(yè)內(nèi)人士預(yù)估,至2020年礁懂,全球物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)將高達(dá)萬億女践,這也將是通信產(chǎn)業(yè)的下一個風(fēng)口。
在發(fā)展的過程中锣石,日本盹斟、美國都曾將傳感器技術(shù)列為改變?nèi)藗兩畹氖蠹夹g(shù)之首。同時,在2005年國際電信聯(lián)盟公布的《ITU互聯(lián)網(wǎng)報告2005:物聯(lián)網(wǎng)》中指出焰垄,物聯(lián)網(wǎng)時代即將來臨循抱,傳感器技術(shù)將迎來長足的發(fā)展。
從發(fā)展歷程來看删舀,傳感器技術(shù)發(fā)展至今主要經(jīng)歷了結(jié)構(gòu)型傳感器蟀符、固體傳感器以及智能傳感器三個時代,且隨著傳感器與MEMS結(jié)合技術(shù)的推出梭狱,使得傳感器領(lǐng)域成為全球聚焦的焦點拍随。
國內(nèi)外傳感器發(fā)展對比
在傳感器制造工藝以及技術(shù)方面,美國猾瘸、日本以及德國等工業(yè)發(fā)達(dá)國家處于國際市場領(lǐng)先地位界赔,三國幾乎壟斷了全球70%的市場,且隨著MEMS工藝技術(shù)的不斷成熟牵触,此增長態(tài)勢將會越發(fā)明顯淮悼。
據(jù)了解,全球傳感器研發(fā)制造商共6500多家揽思,傳感器種類約2萬多種袜腥,我國目前擁有1萬多種。同時钉汗,隨著人工智能以及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展羹令,對于傳感器的需求也隨之增加。據(jù)業(yè)者估算损痰,全球傳感器市場規(guī)模在2016-2021年復(fù)合增長率為11%福侈,至2021年市場規(guī)模將高達(dá)2000億美元;而2017年中國傳感器市場規(guī)模預(yù)估為2070億元卢未,至2021年將達(dá)至5937億元肪凛,且市場規(guī)模有望持續(xù)擴(kuò)大。
2013-2016年全球傳感器市場規(guī)模及增長率和2013-2016年中國傳感器市場規(guī)模及增長率數(shù)據(jù)統(tǒng)計圖如下:
中國傳感器行業(yè)在2014-2015年出現(xiàn)增長放緩的現(xiàn)象躏宗,但是在2015-2016年迅速回升邦霸,其主要原因為“中國制造2025”戰(zhàn)略的實施以及傳感器應(yīng)用領(lǐng)域的轉(zhuǎn)移,在2014-2016年中國工業(yè)和汽車電子領(lǐng)域傳感器使用占比約42%撼腹,其中發(fā)展最快的為汽車電子以及通信電子市場瘪棱。
據(jù)調(diào)查發(fā)現(xiàn),國內(nèi)傳感器主要應(yīng)用于汽車電子瓦腋、通信電子、消費電子(智能手機(jī)及可穿戴設(shè)備等)以及工業(yè)生產(chǎn)等市場寝谚。以目前市場使用情況來看妙旅,國內(nèi)的主流傳感器為溫度傳感器、壓敏傳感器、光敏傳感器战覆、氣壓傳感器以及重力傳感器等威沙。
新型傳感器的應(yīng)用
在信息化技術(shù)的不斷發(fā)展中,僅具備感知環(huán)境參數(shù)能力的傳統(tǒng)傳感器已不能滿足發(fā)展的需求柬乓∪粱睿基于此背景之下,智能傳感器玄呛、角速度傳感器阅懦、近距離感應(yīng)器以及光纖傳感器等新型傳感逐漸出現(xiàn)于市場中,那么它們又如何被用于信息領(lǐng)域呢徘铝?
智能傳感器:具有采集耳胎、處理以及交換信息的能力,是傳感器集成化與微處理機(jī)相結(jié)合的產(chǎn)物惕它。主要被用于工業(yè)自動化以及新型電動汽車的電池系統(tǒng)中怕午。
角速度傳感器:主要應(yīng)用Coriolis力原理,簡化了設(shè)備結(jié)構(gòu)和電路裝置淹魄。主要被用于汽車導(dǎo)航以及需要精確角度測量的場合郁惜。
近距離傳感器:通過紅外線測距技術(shù),當(dāng)手機(jī)用戶接聽電話或者裝進(jìn)口袋時甲锡,傳感器可通過紅外線感知手機(jī)屏幕前方是否有臉部或者衣服等障礙物扳炬,從而實現(xiàn)關(guān)閉屏幕的觸控功能,這樣就可以防止誤操作搔体。
光纖感應(yīng)器:具有耐腐蝕恨樟、對介質(zhì)的影響小以及較強(qiáng)的抗電磁干擾能力。主要被用于測檢復(fù)印機(jī)以及金融終端有關(guān)的設(shè)備竿赂。
國內(nèi)傳感器挑戰(zhàn)與機(jī)遇
隨著傳感器在工業(yè)仲寇、汽車電子以及智能設(shè)備中發(fā)揮作用越來越大,各國對于其發(fā)展越發(fā)重視宅谁。相比美國购具、日本以及德國等技術(shù)發(fā)達(dá)國家,國內(nèi)傳感其產(chǎn)業(yè)主要面臨以下三大挑戰(zhàn):
其一记浸,對于新產(chǎn)品以及自主知識產(chǎn)權(quán)產(chǎn)品開發(fā)意識差惯醇;傳感器對于精度以及敏感度要求過高,而國內(nèi)中高檔傳感器產(chǎn)品幾乎90%以上來自于國外裸悟,長期對國外的依賴導(dǎo)致國內(nèi)傳感器產(chǎn)業(yè)一直“被牽著鼻子走”款野。
其二,產(chǎn)品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不明確绕时,核心技術(shù)過少侮增;在研發(fā)方面年铝,無明確的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),導(dǎo)致生產(chǎn)的傳感器良莠不齊月腋。另一方面蟀架,由于人才培養(yǎng)意識過差,導(dǎo)致核心技術(shù)過少榆骚,進(jìn)而出現(xiàn)長期被國外市場壓制的現(xiàn)象片拍。
其三,企業(yè)過于分散妓肢,競爭力不強(qiáng)捌省;國內(nèi)中小企業(yè)過多、大企業(yè)較少的現(xiàn)象职恳,致使國內(nèi)傳感器市場整體實力太弱所禀。
對于國內(nèi)傳感器技術(shù)薄弱的現(xiàn)象,我國政府也制定了一系列有利于傳感器產(chǎn)業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略與政策放钦,如《中國制造2025》與《“十三五”國家科技創(chuàng)新規(guī)劃》等色徘。從各企業(yè)發(fā)展的趨勢來看,國家的政策將是國內(nèi)傳感器產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一劑強(qiáng)心針操禀。
小結(jié):
在傳感器產(chǎn)業(yè)發(fā)展的黃金時代中褂策,物聯(lián)網(wǎng)、人工智能以及消費電子等都將成為其發(fā)展的推動力颓屑。隨著國內(nèi)政策的實施般六、核心技術(shù)的不斷突破以及產(chǎn)業(yè)經(jīng)驗的不斷積累,國內(nèi)傳感器產(chǎn)業(yè)將會逐漸縮小與發(fā)達(dá)國家的差距饵卸,實現(xiàn)質(zhì)的飛躍铲苹。
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