引言：傳感器位于物聯(lián)網(wǎng)的感知層，是物聯(lián)網(wǎng)中感知、獲取與檢測信息的窗口，在現(xiàn)代信息技術(shù)中有著舉足輕重的地位。但是傳感器相關(guān)的關(guān)鍵元件、關(guān)鍵材料、關(guān)鍵設(shè)備仍依賴進口，我國企業(yè)不僅要高價購買，部分產(chǎn)品甚至面臨禁運封鎖。我國敏感元器件和傳感器行業(yè)“大而不強”。
隨著《中國制造2025》、“互聯(lián)網(wǎng)+”行動計劃以及《國家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進綱要》的大力推進，傳感器技術(shù)及傳感器產(chǎn)業(yè)的重要地位日益凸顯。作為物聯(lián)網(wǎng)感知層中的重要組成部分，傳感器在汽車電子、消費電子、生物醫(yī)療、工業(yè)、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域中的應(yīng)用有哪些進展?全球物聯(lián)網(wǎng)及傳感器產(chǎn)業(yè)有哪些新的發(fā)展趨勢?新形勢下敏感元器件與傳感器行業(yè)如何實現(xiàn)健康可持續(xù)發(fā)展?
日前，由中國電子元件行業(yè)協(xié)會敏感元器件與傳感器分會主辦、成都宏明電子股份有限公司承辦的“2016傳感器產(chǎn)業(yè)高峰論壇暨中國電子元件行業(yè)協(xié)會敏感元器件與傳感器分會2016年會”召開，與會專家與企業(yè)家普遍認為，敏感元器件和傳感器具有廣闊應(yīng)用前景和發(fā)展空間。
2020年實現(xiàn)30%國產(chǎn)化目標(biāo)
“電子元件是電子信息產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)，敏感元件和傳感器是物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)。”中國電子元件行業(yè)協(xié)會理事長溫學(xué)禮指出，“但敏感元件和傳感器同時也是我國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的瓶頸，目前仍有80%依賴進口。”
回首“十二五”，我國敏感元器件及傳感器產(chǎn)業(yè)以20.9%的年均增長率實現(xiàn)了高速發(fā)展，2015年銷售額達到547億元，比原規(guī)劃目標(biāo)360億元超額完成50%以上。
目前，我國傳感器產(chǎn)業(yè)布局基本形成，也取得了一定的成績，擁有了基本齊全的產(chǎn)品門類，中低檔產(chǎn)品基本滿足市場需求，設(shè)計、研發(fā)和應(yīng)用水平有了一定的提高。中國傳感器產(chǎn)業(yè)已經(jīng)形成從技術(shù)研發(fā)、設(shè)計、生產(chǎn)到應(yīng)用的完整產(chǎn)業(yè)體系，部分細分領(lǐng)域已躋身世界領(lǐng)先水平。
但就總體水平而言，國產(chǎn)的傳感器產(chǎn)品仍以中低端為主，技術(shù)水平相對落后。中國市場上的中高端傳感器進口占比達80%，數(shù)字化、智能化、微型化產(chǎn)品嚴(yán)重欠缺。
國內(nèi)企業(yè)的產(chǎn)品主要集中在低端的壓力、溫度、應(yīng)變片等低附加值產(chǎn)品，近年內(nèi)有幾家企業(yè)開始MEMS產(chǎn)品的生產(chǎn)，其中麥克風(fēng)產(chǎn)品勢頭發(fā)展較好，但其他如壓力、加速度、陀螺等也是比較低端的產(chǎn)品。
“十三五”期間，在市場需求、政策牽引等一系列利好因素下，我國傳感器產(chǎn)業(yè)競爭力有望進一步提升。
中國電子元件行業(yè)協(xié)會秘書長古群表示，“十三五”期間，我國電子元件行業(yè)(不含印制電路板和電池)將保持中速增長，年均增速為5%左右，而其中混合集成電路、敏感元器件及傳感器、光器件三個分支行業(yè)將保持較高增速，其中敏感元器件與傳感器行業(yè)增速有望高達9%。
古群認為，隨著民族企業(yè)的成長，本土品牌市場份額不斷提升，2020年敏感元器件與傳感器將實現(xiàn)30%的國產(chǎn)化發(fā)展目標(biāo)。
物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用驅(qū)動旺盛市場需求
蓬勃的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用需求是支撐30%國產(chǎn)化目標(biāo)實現(xiàn)的強大推動力。傳感器是物聯(lián)網(wǎng)感知層中的重要組成部分，承擔(dān)著數(shù)據(jù)采集和傳輸?shù)闹厝危俏锫?lián)網(wǎng)實現(xiàn)的基礎(chǔ)和前提。數(shù)據(jù)顯示，全球物聯(lián)網(wǎng)市場規(guī)模在2025年有望達到11萬億美元，相應(yīng)的傳感器市場也將達到數(shù)千億美元的市場規(guī)模。
目前，一部智能手機中要用到十幾種傳感器，一部高檔汽車?yán)锟赡芤玫綆装賯€傳感器，一個現(xiàn)代化智能工廠中用到的傳感器數(shù)量動輒以萬計，傳感器已經(jīng)滲透到人們生產(chǎn)生活的方方面面?！兜谌喂I(yè)革命》和《零邊際成本社會》的作者杰里米·里夫金大膽猜想，到2030年，全球應(yīng)用的傳感器數(shù)量將從2013年的35億個突飛猛進到超過100萬億個，人與自然環(huán)境將通過傳感器緊密相連。
“通過在智能家居、智能照明、汽車電子、智能醫(yī)療、智能農(nóng)業(yè)、建筑結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測等主要網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域里大顯身手，傳感器將為人們締造真正的智能生活?！薄贝逄锕局袊鴧^(qū)執(zhí)行副總裁孫崑泉表示。
就拿心率檢測來說，村田創(chuàng)新的模塊化方案結(jié)合了加速度MEMS傳感器、信號處理和無線模塊，可以無接觸地測量病人躺在床上的心臟沖擊掃描信號。不僅能從病床的運動信號中分離出患者的運動信號，檢測患者的搖擺、翻轉(zhuǎn)和靜止時心臟的狀態(tài)，還能監(jiān)測睡眠質(zhì)量。這樣一來，把帶有這種傳感器的設(shè)備安裝在醫(yī)院的病床上，醫(yī)務(wù)人員就能遠程監(jiān)測患者的實時情況，這同樣也非常適用于獨居老人和養(yǎng)老院等。
森薩塔公司大中國區(qū)市場總監(jiān)賈永平非?？春贸掷m(xù)增長的汽車傳感器應(yīng)用市場。2020年全球汽車傳感器市場需求將達到 253億美元，其中中國是全球三大汽車傳感器市場之一，將以8.9%的年均增長率在2020年達到55億美元的規(guī)模。
賈永平認為，在更節(jié)能、更清潔、更安全的需求驅(qū)動下，汽車中由傳感器控制的空調(diào)系統(tǒng)、電子穩(wěn)定性控制系統(tǒng)、共軌系統(tǒng)、柴油后處理系統(tǒng)、胎壓監(jiān)測系統(tǒng)等許多先進系統(tǒng)的裝配率將不斷提升，而這些系統(tǒng)中都有大量的傳感器應(yīng)用。
敏感元器件及傳感器甚至在彩電行業(yè)也有廣闊的應(yīng)用前景。TCL王牌彩電成都有限公司彩電廠廠長陳合智表示，除了尺寸、清晰度、顯示技術(shù)等關(guān)鍵指標(biāo)外，當(dāng)下電視機的最大賣點就是互聯(lián)、智能?；诖耍舾衅骷谖磥淼碾娨暜a(chǎn)業(yè)中，必將大有作為。
首先是光感應(yīng)。在電視機外殼上設(shè)置一個感應(yīng)環(huán)境光變化的傳感器，能根據(jù)環(huán)境光線的變化，自動對電視機亮度進行調(diào)節(jié)，從而達到省電、護眼功能。
其次是利用霍爾傳感器，對投影電視進行開關(guān)機控制。具體原理是根據(jù)霍爾效應(yīng)，通電導(dǎo)體兩端的電位在磁場的作用下發(fā)生改變，以此控制三極管的導(dǎo)通與截止，進而給主板一個開機或關(guān)機信號。
再次是利用溫度傳感器，對投影電視光機進行散熱控制。傳感器檢測到溫度較高時，通知CPU輸出信號給降溫風(fēng)扇，提高其轉(zhuǎn)速。當(dāng)溫度稍低時，CPU輸出控制信號讓降溫風(fēng)扇低速運行，進而達到節(jié)能和降低噪音的目的。
最后是通過手勢對電視機進行操控。目前，基于電場的手勢感應(yīng)器輸出已經(jīng)是一種很完善的人機交互解決方案，設(shè)計人員可以十分方便地將2D多點觸摸和3D手勢識別功能輕松集成至顯示應(yīng)用中。
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