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物联网盛行促传感器产业进入快速发展期

行业上下游中国仪表网2013年11月02日 16:11人气:14089

  导读:近年来随着物联网、智能手机、汽车电子、医疗电子等产业的快速发展,传感器产业进入快速发展阶段,传感器技术呈现出去单一功能化特征,朝着智能化、集成化方向发展。
  
  “物联天下,传感先行”。近年来随着物联网、智能手机、汽车电子、医疗电子等产业的快速发展,对陀螺仪、加速度传感器、MEMS麦克风等传感器件的需求不断增加,传感器产业进入快速发展阶段。
  
  物联网、智慧城市将是传感器最主要的应用市场之一,其应用将渗透于未来生活的各个层面。
  
  2013年初,国务院发布了《关于推进物联网有序健康发展的指导意见》,明确提出推进物联网与新一代移动通信、云计算、下一代互联网、卫星通信等技术的融合发展,使之成为产业转型升级和技术创新的突破口。无论物联网还是智慧城市健康发展,均需要具备4大特征:全面透彻的感知、宽带泛在的互联、智能融合的应用以及以人为本的可持续创新。其中感知需求被列为首位,因为只有通过传感技术,实现了对城市等相关各个层面的监测,才有可能实现后面的智能识别、广泛互联、全面调用、智能处理等。
  
  对此,工业和信息化部电子元器件行业发展研究中心总工程师郭源生指出,物联网、智慧城市将是传感器最主要的应用市场之一,其应用将渗透于未来生活的各个层面,如对森林矿山电力设施的火灾监控;对人、物体图像的抽出、追踪监控;在智能楼宇中对视频、光纤、气体、温湿度的监控;在出入境管理系统中的生物识别与智能监控;其他还有诸如智慧医疗与健康服务类传感器、智能家居中的各种传感器、智能交通系统中以RFID为主兼用各种物理量的传感器、能源使用量的检测与控制类传感器、环境类传感器等。
  
  传感器技术呈现出去单一功能化特征,朝着智能化、集成化的方向发展。
  
  随着物联网、智慧城市等应用市场的快速发展,对传感器产品在低功耗、可靠性、稳定性、低成本、小型化、微型化、复合型、标准化等技术和经济指标方面提出了更高的要求。结合上述需求,传感器企业也在积极展开技术研发,以满足市场需求。
  
  “MEMS的优势在于批量化的制造技术,成本低、便于集成、功耗低;但与此同时,MEMS传感器也存在体积过小目前只能采用准三维技术加工,加工精度相对较低的问题。因此,进一步发展传感技术,满足市场需求时,应当注意采取措施扬长避短。比如针对传感器难以实现通用的标准工艺问题,已有企业在着手开发特定领域的工艺标准,如MUMPs等;针对传感器环境界面千差万别,器件含可动结构、封装难度大、成本高的问题,已有企业在开发圆片级封装技术。通过圆片级封装可有效降低后续封装与组装的难度,目前圆片级封装已获得广泛应用,很多Foundry均已推出WLP服务。此外,由于MEMS器件的密度低、工作频率较低、可容忍一定的串联电阻,对TSV的要求反而低于IC,因此目前TSV技术也已获得一定应用。”中国科学院上海微系统与信息技术研究所研究员、博士生导师杨恒介绍。
  
  总结MEMS传感器的技术趋势,杨恒指出,相比于传统技术,传感器技术呈现出去单一功能化特征,朝着智能化、集成化方向发展。此外,数字化、网络化、低成本、标准化也成为传感器产品发展的总体趋势。
  
  特别应加强传感器的可靠性设计,解决国内产品可靠性不高的难题。
  
  鉴于传感器的广泛市场应用,已经成为极为重要的电子器件,加大力度推进发展势在必行。此前,工业和信息化部便联合科学技术部、财政部和国家标准化管理委员会发布了《加快推进传感器及智能化仪器仪表产业发展行动计划》,提出2013~2025年总体发展目标:传感器整体水平跨入世界先进行列,产业形态实现由“生产型制造”向“服务型制造”的转变,涉及国防及重点产业安全、重大工程所需的传感器及智能化仪器仪表实现自主制造和自主可控,高端产品和服务市场占有率提高到50%以上。
  
  不过,中国仪器仪表行业协会传感器分会名誉理事长徐开先表示,目前国产传感器仍存在稳定性、可靠性和一致性差,关键共性基础技术研究长期缺失;产业化问题未能得到很好解决,难以实现批量生产;经营模式、市场机制不活,市场推广应用难度大,难以发挥资源、人才优势等问题。
  
  而要解决上述问题,徐开先指出,一方面需要从国家政府层面协调处理:统筹我国传感器产业布局;注重与国家重大专项与重点工程衔接;加强政府各部门之间的沟通协商;推动“官产学研用”协同创新;发挥企业主体地位作用;助推行业结构调整,形成龙头企业及“小而精、精而专、专而强”产业发展模式;加强标准、检测、装备平台建设,鼓励采用国产传感器。
  
  另一方面对传感器设计制造部门来说,应从产品、应用市场、营销模式、基础设施、专业人才协调等诸多方面综合考虑,特别应加强传感器的可靠性设计,解决国内产品可靠性不高的难题。首先应确定可靠性指标,可与产品功能、性能指标一起确定。其次是建立可靠性模型、可靠性分配、可靠性分析、可靠性预测、可靠性设计评审,进行试制产品可靠性试验,逐步设计改进。
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