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黄金时代:论中国传感器产业发展之路

时间:2018-01-11 08:24来源:电子工程网 作者:网络 点击:
在信息化时代中,自然以及生产领域中信息的获取成为一大难题,随着不断深入的研究与发展,传感器登上了时代的舞台。为了实现各行各业纵向发展,全球科技对传感器提出的越来越高的要求是其技术发展的强大动力。可以预料的是,未来传感器将逐渐朝微型化、智能

 在信息化时代中,自然以及生产领域中信息的获取成为一大难题,随着不断深入的研究与发展,传感器登上了时代的舞台。为了实现各行各业纵向发展,全球科技对传感器提出的越来越高的要求是其技术发展的强大动力。可以预料的是,未来传感器将逐渐朝微型化、智能化、高灵敏化、多功能化、网络化以及系统化等方向发展。

传感器发展回顾

作为一种物理装置,传感器通常由敏感元器件组成,主要将检测到的信息按一定规律转换为电信号输出,以满足信息的传输、存储、显示、记录以及控制等要求。换句话说,传感器使物体有了人体才具有的触觉、嗅觉以及味觉等感官。

传感器最早出现于工业生产领域,主要被用于提高生产效率。但随着集成电路以及科技信息的不断发展,传感器逐渐迈入多元化,走向了全球。在这种格局下,过去属于人与人之间的互联网,现在延伸和扩展至万物互联。据业内人士预估,至2020年,全球物联网业务将高达万亿,这也将是通信产业的下一个风口。

黄金时代:论中国传感器产业发展之路

在发展的过程中,日本、美国都曾将传感器技术列为改变人们生活的十大技术之首。同时,在2005年国际电信联盟公布的《ITU互联网报告2005:物联网》中指出,物联网时代即将来临,传感器技术将迎来长足的发展。

从发展历程来看,传感器技术发展至今主要经历了结构型传感器、固体传感器以及智能传感器三个时代,且随着传感器与MEMS结合技术的推出,使得传感器领域成为全球聚焦的焦点。

国内外传感器发展对比

在传感器制造工艺以及技术方面,美国、日本以及德国等工业发达国家处于国际市场领先地位,三国几乎垄断了全球70%的市场,且随着MEMS工艺技术的不断成熟,此增长态势将会越发明显。

黄金时代:论中国传感器产业发展之路

据了解,全球传感器研发制造商共6500多家,传感器种类约2万多种,我国目前拥有1万多种。同时,随着人工智能以及物联网技术的不断发展,对于传感器的需求也随之增加。据业者估算,全球传感器市场规模在2016-2021年复合增长率为11%,至2021年市场规模将高达2000亿美元;而2017年中国传感器市场规模预估为2070亿元,至2021年将达至5937亿元,且市场规模有望持续扩大。

2013-2016年全球传感器市场规模及增长率和2013-2016年中国传感器市场规模及增长率数据统计图如下:

黄金时代:论中国传感器产业发展之路

2013-2016年全球传感器市场规模及增长率

黄金时代:论中国传感器产业发展之路

2013-2016年中国传感器市场规模及增长率

从图中可以看出,中国传感器行业在2014-2015年出现增长放缓的现象,但是在2015-2016年迅速回升,其主要原因为“中国制造2025”战略的实施以及传感器应用领域的转移,在2014-2016年中国工业和汽车电子领域传感器使用占比约42%,其中发展最快的为汽车电子以及通信电子市场。

据调查发现,国内传感器主要应用于汽车电子、通信电子、消费电子(智能手机及可穿戴设备等)以及工业生产等市场。以目前市场使用情况来看,国内的主流传感器为温度传感器、压敏传感器、光敏传感器、气压传感器以及重力传感器等。

新型传感器的应用

在信息化技术的不断发展中,仅具备感知环境参数能力的传统传感器已不能满足发展的需求。基于此背景之下,智能传感器、角速度传感器、近距离感应器以及光纤传感器等新型传感逐渐出现于市场中,那么它们又如何被用于信息领域呢?

黄金时代:论中国传感器产业发展之路

智能传感器:具有采集、处理以及交换信息的能力,是传感器集成化与微处理机相结合的产物。主要被用于工业自动化以及新型电动汽车的电池系统中。

角速度传感器:主要应用Coriolis力原理,简化了设备结构和电路装置。主要被用于汽车导航以及需要精确角度测量的场合。

近距离传感器:通过红外线测距技术,当手机用户接听电话或者装进口袋时,传感器可通过红外线感知手机屏幕前方是否有脸部或者衣服等障碍物,从而实现关闭屏幕的触控功能,这样就可以防止误操作。

光纤感应器:具有耐腐蚀、对介质的影响小以及较强的抗电磁干扰能力。主要被用于测检复印机以及金融终端有关的设备。

国内传感器挑战与机遇

随着传感器在工业、汽车电子以及智能设备中发挥作用越来越大,各国对于其发展越发重视。相比美国、日本以及德国等技术发达国家,国内传感其产业主要面临以下三大挑战:

其一,对于新产品以及自主知识产权产品开发意识差;传感器对于精度以及敏感度要求过高,而国内中高档传感器产品几乎90%以上来自于国外,长期对国外的依赖导致国内传感器产业一直“被牵着鼻子走”。

其二,产品技术标准不明确,核心技术过少;在研发方面,无明确的技术标准,导致生产的传感器良莠不齐。另一方面,由于人才培养意识过差,导致核心技术过少,进而出现长期被国外市场压制的现象。

其三,企业过于分散,竞争力不强;国内中小企业过多、大企业较少的现象,致使国内传感器市场整体实力太弱。

对于国内传感器技术薄弱的现象,我国政府也制定了一系列有利于传感器产业发展的战略与政策,如《中国制造2025》与《“十三五”国家科技创新规划》等。从各企业发展的趋势来看,国家的政策将是国内传感器产业发展的一剂强心针。

小结:

在传感器产业发展的黄金时代中,物联网、人工智能以及消费电子等都将成为其发展的推动力。随着国内政策的实施、核心技术的不断突破以及产业经验的不断积累,国内传感器产业将会逐渐缩小与发达国家的差距,实现质的飞跃。

(责任编辑:MEMS)
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