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    傳感器是智能時(shí)代的基礎(chǔ)

    高端訪談2019年05月15日
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    傳感器——人類感官的延伸

    “傳感器相當(dāng)于物聯(lián)網(wǎng)的眼睛、耳朵,它是智能時(shí)代的基礎(chǔ),”張珽如是說,不過他同時(shí)認(rèn)為物聯(lián)網(wǎng)的興起與發(fā)展“為傳感器產(chǎn)業(yè)帶來了春天,”兩者之間的發(fā)展是相輔相成的?!按蟾旁?013年的時(shí)候,美國半導(dǎo)體領(lǐng)域的一些核心人士專門針對(duì)智能時(shí)代的傳感器產(chǎn)業(yè)進(jìn)行了一些探討,當(dāng)時(shí)他們提出了一個(gè)萬億傳感器市場的概念:再過10年左右的時(shí)間,全球范圍內(nèi)在用的傳感器數(shù)量將達(dá)到一萬億只。目前來講,2015年全球傳感器產(chǎn)業(yè)的市場規(guī)模達(dá)到了1700多億美金,中國應(yīng)該是1300億人民幣左右。同時(shí)在全球經(jīng)濟(jì)低迷的情況下,傳感器市場依然保持著每年百分之十幾的增長率,”張珽說這種需求的推動(dòng)力源于物聯(lián)網(wǎng)引起的各行各業(yè)的變革,比如可穿戴、智能硬件、人機(jī)交互,以及一些傳統(tǒng)行業(yè)的優(yōu)化升級(jí)等。

    張珽同時(shí)表示,如果萬億傳感器市場的預(yù)期成真,在給傳感器產(chǎn)業(yè)帶來機(jī)遇的同時(shí),也將帶來巨大挑戰(zhàn),“面對(duì)如此大的需求量,傳感器的制備技術(shù)和工業(yè)水平等方面都需要革新?!?/span>

    正如張珽所說,傳感器的發(fā)展很大程度上是由應(yīng)用層的需求驅(qū)動(dòng)的,同時(shí)新材料、新原理、新工藝,以及新的測(cè)試方法和制造方法的出現(xiàn),可能會(huì)促進(jìn)傳感器產(chǎn)業(yè)的跨越式發(fā)展。比如MEMS工藝的出現(xiàn),讓傳感器可以像芯片那樣進(jìn)行生產(chǎn)制造,可以在更小的體積上制造微型化、低能耗、高精度的傳感器陣列,促進(jìn)多傳感器融合和智能化,從而造就了傳感器產(chǎn)業(yè)的一次較大跨越。

    “目前一些新材料、新工藝都開始不斷地涌現(xiàn)出來。首先在材料方面,比如說石墨烯、納米線等納米材料,都開始在很多層面的傳感器上起到引領(lǐng)作用。其次在工藝方面,原來在陶瓷上做一些傳感器,可能體件比較大,能耗比較高?,F(xiàn)在利用硅工藝,借助集成電路領(lǐng)域的先進(jìn)制造技術(shù),可以生產(chǎn)出非常小尺寸的微納傳感器,同時(shí)還能達(dá)到很低的能耗,并且性能還有很大地提升。此外,印刷技術(shù)的發(fā)展,尤其是3d打印、納米打印等新興技術(shù),可以大大降低傳感器的投入成本,”張珽認(rèn)為這些方面的同時(shí)進(jìn)步,勢(shì)必會(huì)引起傳感器產(chǎn)業(yè)的質(zhì)變,“再比如說納米材料,我們拿它做傳感器的敏感層,你可以想像一下,如果所有納米粒子都按照你想像地順序來排列,那么在微觀尺度的條件下,能夠組成高密度的傳感器,這個(gè)時(shí)候它帶來的改變就不止一點(diǎn)了?!?/span>

    物聯(lián)網(wǎng),有望推動(dòng)我國傳感器產(chǎn)業(yè)彎道超車

    “傳感器作為現(xiàn)代信息產(chǎn)業(yè)的重要神經(jīng)觸角,是新技術(shù)革命和信息社會(huì)的重要技術(shù)基礎(chǔ),廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)。目前世界發(fā)達(dá)國家都大力布局傳感技術(shù)產(chǎn)業(yè),中國的傳感器市場發(fā)展很快,比如我國1300億人民幣的傳感器市場,總共有5000多家從事傳感器研發(fā)與生產(chǎn)的企業(yè),但本土高端傳感器技術(shù)與世界發(fā)達(dá)國家水平相比仍存在明顯差距,很多核心技術(shù)都掌握在國外企業(yè)的手里,因此還有較大的提升空間。”對(duì)此現(xiàn)狀,張珽并不悲觀,因?yàn)殡S著國家對(duì)傳感器產(chǎn)業(yè)的重視,隨著物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,以及更多掌握傳感器核心技術(shù)的海歸科學(xué)家回國創(chuàng)業(yè),我國的傳感器產(chǎn)業(yè)必將飛躍。

    中國傳感器產(chǎn)業(yè)增長情況表

    世界傳感器產(chǎn)業(yè)的發(fā)展史,可以追溯到17世紀(jì)初期溫度計(jì)的發(fā)明及應(yīng)用,不過真正意義上的傳感器出現(xiàn)于19世紀(jì)初期,德國物理學(xué)家賽貝發(fā)明了將溫度變成電信號(hào)的傳感器,即后來的熱電偶傳感器,傳感器真正發(fā)展起來在20世紀(jì)初期。中國傳感器產(chǎn)業(yè)的萌芽階段應(yīng)該在20世紀(jì)的七八十年代,開始發(fā)展在九十年代末。

    可以看出,中國傳感器產(chǎn)業(yè)的整個(gè)發(fā)展歷程至少比國際上晚了半個(gè)世紀(jì)。但是近些年來,也取得了巨大的進(jìn)步,隨著技術(shù)的積累,以及伴隨物聯(lián)網(wǎng)而來的大量需求驅(qū)動(dòng),這種進(jìn)步的速度將越來越快?;谥袊就羵鞲衅髌髽I(yè)小而多的現(xiàn)狀,張珽認(rèn)為“應(yīng)該進(jìn)行整合”,以加強(qiáng)國際競爭力。傳感器的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用和個(gè)性化醫(yī)療管理與服務(wù)將是下一代傳感信息產(chǎn)業(yè)的重要驅(qū)動(dòng)力,發(fā)展柔性化和微型化MEMS的新型微納傳感器技術(shù),并在此基礎(chǔ)上探索微納傳感器對(duì)人體健康、環(huán)境的動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)檢測(cè)具有重要意義,是傳感器技術(shù)、納米技術(shù)交叉研究的前沿,并有望為我國物聯(lián)網(wǎng)、健康醫(yī)療、環(huán)境監(jiān)測(cè)等相關(guān)產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)略發(fā)展提供有力的支撐。

    來源: 聯(lián)動(dòng)原素

    責(zé)任編輯:葉超

    編輯:王藝霏

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