根據(jù)標準GB7665-87,傳感器的定義是“能感受規(guī)定的被測量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用信號的器件或裝置,通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成”。即傳感器是一種檢測裝置,能感受到被測量的信息,并能將檢測感受到的信息,按一定規(guī)律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出,以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。它是實現(xiàn)自動檢測和自動控制的要環(huán)節(jié)。
傳感器作為人類從外界獲取信息的重要手段之一,在各行各業(yè)都發(fā)揮著無法取代的作用。伴隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展,傳感器與無線傳感技術(shù)成為物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的關(guān)鍵所在,給傳感器產(chǎn)業(yè)帶來廣闊的未來前景。
市場,期待井噴
2015年,工信部電子元器件行業(yè)發(fā)展研究中芯預估,各類敏感元件與傳感器市場將可到1770億美元。未來5年,sj傳感器L域復合增長率將超過10%。
很多相關(guān)研究表明亞太地區(qū)將成為有潛力的傳感器市場。英泰諾咨詢公司指出,在傳感器市場,未來幾年亞太地區(qū)市場份額將持續(xù)增長,預計2016年將提高至38.1%,北美和西歐市場份額將略有下降。交通、信息通信成為市場增長快的L域。其預測,2016年汽車傳感器規(guī)??蛇_419.7億歐元,占市場的22.8%;信息通信行業(yè)至2016年也可達421.6億歐元,占市場的22.9%,且有可能成為大的單一應用市場。
中國正逐漸成為傳感器國際競爭中的主戰(zhàn)場。據(jù)統(tǒng)計,至2015年,我國物聯(lián)網(wǎng)整體市場規(guī)模達到7500億元。在物聯(lián)網(wǎng)市場規(guī)模大幅增長的動力之下,2015年中國傳感器市場規(guī)模達到1213億元左右。據(jù)賽迪顧問預測,“十三五”期間,中國傳感器市場年均復合增長率將達到31%以上。
這意味著,誰能成功搶占中國市場,必將在傳感器市場分得那塊大的蛋糕。于是,跨國巨頭紛紛加緊在中國傳感市場的布局,本土傳感器企業(yè)亦呈現(xiàn)爆發(fā)性增長。目前我國已有1700多家從事傳感器生產(chǎn)和研發(fā)的企業(yè),但行業(yè)整體素質(zhì)參差不齊,企業(yè)規(guī)模以小型企業(yè)為主,占比近70%。同時,多數(shù)企業(yè)集中于低端產(chǎn)品的生產(chǎn),以價格競爭為主,競爭較為激烈,而高端產(chǎn)品集中在龍頭企業(yè)及外資企業(yè)之中。
可以預見的是,在市場驅(qū)動下,傳感器行業(yè)整合勢在必行。大公司通過兼并重組,掌控技術(shù)標準和,在“高、精、尖”傳感器和新型傳感器市場上逐步形成壟斷地位。在大企業(yè)的競爭壓力下,中小企業(yè)則向“小而精、小而?!钡姆较虬l(fā)展,開發(fā)專有技術(shù),產(chǎn)品定位特定細分市場。
應用,潛力無限
當前,傳感器越來越多地被應用到社會發(fā)展及人類生活的各個L域。在中國市場,傳感器應用四大L域為工業(yè)及汽車電子產(chǎn)品、通信電子產(chǎn)品、消費電子產(chǎn)品專用設備。
而隨著技術(shù)研發(fā)的持續(xù)深入,成本的下降,性能和可靠性的提升,在物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)和高端裝備制造快速發(fā)展的推動下,傳感器的典型應用市場發(fā)展迅速。除了工業(yè)自動化系統(tǒng)、大型要點工程配套以及汽車電子、家電類產(chǎn)品的應用之外,在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、環(huán)保檢測與治理、醫(yī)療衛(wèi)生以及食品檢測類市場L域里的應用也開辟了廣闊的空間,構(gòu)成了傳感器新的市場需求和應用增長點。
此外,形形色色的傳感器早已滲透進我們生活的方方面面,采集到的海量數(shù)據(jù)構(gòu)成了智能物聯(lián)的基礎。在物聯(lián)網(wǎng)時代,上億計的傳感器被嵌入到諸如移動通信終端、智能穿戴設備、汽車和工業(yè)機器等各種設備中,云服務的出現(xiàn)為物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)提供存儲空間,并使實時在線處理成為可能。
2006年,惠普提出了野心勃勃的“地球中樞神經(jīng)系統(tǒng)”項目,計劃在安裝十億個甚至更多的傳感器,并利用這些靈敏的“聽診器”監(jiān)測地球的健康狀況,采取更切實有效的行動,以期避免各種災害的發(fā)生。
由中國話劇院、新華網(wǎng)融媒體未來研究院、荷蘭數(shù)學與計算機中芯聯(lián)手打造的國內(nèi)D一次劇場傳感實驗——《戰(zhàn)馬》“襲”心,于2015年11月18日在上海進行次實驗。研究組從該劇中招募30M志愿者,通過高科技的生物傳感技術(shù)全程觀測并記錄他們觀看演出時的體感反映,從而更深入了解人類的情感。
毫無疑問,搭乘物聯(lián)網(wǎng)的東風,傳感器的應用發(fā)展正在以超乎我們想象的速度飛速發(fā)展,不斷刷新我們的認知。
技術(shù),亟待突破
對于傳感器技術(shù)的未來發(fā)展,很多觀點都是不謀而合的。集成化、多功能化、智能化、小型化是被業(yè)界普遍認可的傳感器四大未來發(fā)展趨勢。
隨著集成化技術(shù)的發(fā)展,各類混合集成和單片集成式壓力傳感器相繼出現(xiàn)。集成化壓力傳感器有壓阻式、電容式等類型,其中壓阻式集成化傳感器發(fā)展快、應用廣。
傳感器的多功能化也是其發(fā)展方向之一。把多個功能不同的傳感元件集成在一起,除可同時進行多種參數(shù)的測量外,還可對這些參數(shù)的測量結(jié)果進行綜合處理和評價,可反映出被測系統(tǒng)的整體狀態(tài)。
傳感器與微處理器相結(jié)合,使之不***具有檢測功能,還具有信息處理、邏輯判斷、自診斷、以及“思維”等人工智能,稱之為傳感器的智能化。借助于半導體集成化技術(shù)把傳感器部分與信號預處理電路、輸入輸出接口、微處理器等制作在同一塊芯片上,即成為大規(guī)模集成智能傳感器??梢哉f智能傳感器是傳感器技術(shù)與大規(guī)模集成電路技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物,它的實現(xiàn)將取決于傳感技術(shù)與半導體集成化工藝水平的提高與發(fā)展。這類傳感器具有多功能、高性能、體積小、適宜大批量生產(chǎn)和使用方便等優(yōu)點,可以肯定地說,是傳感器重要的方向之一。
隨著集成微電子機械加工技術(shù)的日趨成熟,MEMS傳感器將半導體加工工藝引入傳感器的生產(chǎn)制造,實現(xiàn)了規(guī)?;a(chǎn),并為傳感器微型化發(fā)展提供了重要的技術(shù)支撐。
此外,隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展,對傳統(tǒng)傳感技術(shù)又提出了新的要求,產(chǎn)品正逐漸向無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)、紅外技術(shù)、新材料技術(shù)、納米技術(shù)、陶瓷技術(shù)、薄膜技術(shù)、光纖技術(shù)、激光技術(shù)、復合傳感器技術(shù)、多學科交叉融合的方向發(fā)展。
對傳感器的創(chuàng)新發(fā)展,另一不可忽視的趨勢是新材料技術(shù)的突破加快了多種新型傳感器的涌現(xiàn)。新型敏感材料是傳感器的技術(shù)基礎,材料技術(shù)研發(fā)是提升性能、降低成本和技術(shù)升J的重要手段。如《2014-2018年中國傳感器制造行業(yè)發(fā)展前景與投資預測分析報告》指出,光纖傳感器具有抗電磁干擾、輕巧、靈敏度高等優(yōu)勢,可以將信息傳感與信號傳輸合二為一,便于構(gòu)成分布式網(wǎng)絡,易于實現(xiàn)遠距離監(jiān)控和多點實時監(jiān)測。在政策推動和規(guī)模效應的作用下,光纖傳感器的市場空間越來越廣闊。
隨著“全面感知”、W物互聯(lián)的智能時代到來,傳感器的應用需求正呈現(xiàn)爆發(fā)式增長。然而,目前中國傳感器產(chǎn)業(yè)也面臨用戶需求多樣化、對器件性能要求越來越高、市場化程度不足、產(chǎn)業(yè)鏈不完善等挑戰(zhàn)。對于傳感器企業(yè)來說,了解終端應用需求,結(jié)合硬件、軟件、工藝等產(chǎn)業(yè)鏈上下游進行協(xié)同創(chuàng)新,以技術(shù)突破搶占市場先機,縮短產(chǎn)品上市時間,加速產(chǎn)業(yè)化進程是在未來市場競爭中的致勝之道。
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