【jdb电子游戏平台网站
网】作为信息技术的基础,传感器产业成为衡量一个国家信息化程度和科技发展水平的重要标志之一。8月23日,由中国电子元件行业协会敏感元器件与传感器分会主办、沈抚新区与罕王微电子(辽宁)有限公司承办的“2018传感器产业高峰论坛及中国电子元件行业协会敏感元器件与传感器分会年会”在沈阳召开。会上,与会专家对国内传感器产业发展现状、新一轮信息技术对传感器产业提出的挑战以及国内传感器企业的应对措施等,进行了深入探讨。
国内高端传感器严重缺失
传感器是一个多学科的高技术聚合物,具有技术繁杂密集,制造工艺多样性,以及边缘性宽大、综合性和工艺性强等特征,被称为“工业工艺品”。因此,多品种、小批量、规模小是行业的特点。
现阶段,我国市场主要应用的传感器绝大部分仍要依赖进口,主流市场产品依赖国外配套的情况尤为突出。工信部电子元器件行业发展研究中心总工程师、中国传感器与物联网产业联盟副理事长郭源生表示,与国外相比,国内传感器在产品品质、工艺水平、生产装备、企业规模、市场占有率和综合竞争能力等方面仍存在很大差距。同国际先进水平相比,传感器新品研制落后5~10年,而产业化规模生产技术工艺则落后10~15年。
郭源生表示,国内传感器企业对产品技术、产业规模状况缺乏深刻认识和参与能力,对传感器带有偏见和片面的认识,往往与集成电路产品、技术、工艺、规模进行对比,缺乏有雄厚实力和战略眼光的企业家。“大企业看不上,小企业投不起;资源难于整合:有钱人不懂,明白人没钱,两者又很难结合。”郭源生说。
由于产品技术含量高,产品的多品种、小批量的行业特征,习惯小规模和小团队运作,喜欢小而全、缺乏大而专的意识,导致国内传感器行业企业数量多,而且规模偏小,这与国外完全不同。
此外,国内传感器企业缺乏核心技术、自主知识产权,以及高端人才,特别是国际化领军人才。这些都严重制约了我国传感器产业的进一步发展。
构建双生态产业链
同集成电路和重大装备一样,涉及国家安全和重大工程所需的传感器,国外往往对我国进行限制。因此,发展自主可控的传感器成为业内人士达成的共识。
郭源生表示,针对国内传感器产业发展现状和存在问题,传感器产业应结合区域特征和优势,构建双生态产业链,组成国际传感器产业园——传感谷。聚集100家以上的公司和科研院所组成特色产业集群或基地,涉及产业优势突出的专业传感器产品,形成年销售额1000亿元以上、以年增长率超过20%的速度增长的国际化产业园区。形成以敏感元器件为核心,智能化、网络化、模块化等集成应用为创新主体,物联网、智慧城市为应用目标的产业链构架(产业生态)。同时,创造政、产、学、研、用、服六维一体的生态环境,形成传感器双生态产业体系,实现传感器产业化集群式发展和行业振兴。
中国电子元件行业协会秘书长古群则从整个电子元件行业的角度给出了建议,她说,国内元件企业应积极维护健康和谐的国内市场环境,创造电子元件高端内需市场。她建议有关政府部门拿出一部分资金,对电子元件行业的短板项目进行定向扶持。在项目扶持时,要求必须形成电子元件企业和电子整机企业联合研发及产业化体系,否则不予支持,以此强制电子整机企业培育国内电子元件企业,形成我国电子信息制造业上下游产业链的互助互惠,共同进步。业内人士纷纷表示,这一举措同样适用于传感器领域。
营造MEMS传感器发展环境
MEMS传感器是采用微电子和微机械加工技术制造出来的新型传感器。与传统的传感器相比,它具有体积小、重量轻、成本低、功耗低、可靠性高、适于批量化生产、易于集成和实现智能化的特点。同时,在微米量级的特征尺寸使得它可以完成某些传统机械传感器所不能实现的功能。作为传感器领域的翘楚,近年来,MEMS在消费电子、汽车电子、工业控制、人工智能等领域得到越来越广泛的应用。根据Yole Developpement的预测,2016—2020年,MEMS传感器市场将以13%的年复合成长率增长,到2020年,MEMS传感器市场将达到300亿美元。在智能手机上,MEMS传感器提供声音性能、场景切换、手势识别、方向定位,以及温度、压力、湿度传感器等广泛的应用;在汽车上,MEMS传感器借助气囊碰撞传感器、胎压监测系统(TPMS)和车辆稳定性控制增强车辆性能;在可穿戴设备中,MEMS传感器可实现运动追踪、心跳速率测量等。
罕王微电子(辽宁)有限公司总裁黄向向表示,目前来看,MEMS是国际传感器产业的主流技术,它对设备的依赖程度不像IC那么高,因此,不用投入像IC生产线那样巨额的资金。从这个角度说,MEMS传感器在中国有很大的发展机会。“但MEMS涉及电子、机械、材料、制造、信息与自动控制、物理、化学和生物等多种学科,并集成了当今科学技术发展的许多尖端成果,发展起来难度可想而知。因此,中国要发展MEMS传感器不能一蹴而就,要踏踏实实做好技术、人才以及市场的积累,并在国家政策的支持下,营造产业发展环境。”黄向向说。
MEMS研究现状
1、微机械压力传感器
微机械压力传感器是最早开始研制的微机械产品,也是微机械技术中最成熟、最早开始产业化的产品。从信号检测方式来看,微机械压力传感器分为压阻式和电容式两类,分别以体微机械加工技术和牺牲层技术为基础制造。从敏感膜结构来看,有圆形、方形、矩形、E形等多种结构。压阻式压力传感器的精度可达0.05%~0.01%,年稳定性达0.1%/F.S,温度误差为0.0002%, 耐压可达几百兆帕,过压保护范围可达传感器量程的20倍以上,并能进行大范围下的全温补偿。现阶段微机械压力传感器的主要发展方向有以下几个方面。
(1)将敏感元件与信号处理、校准、补偿、微控制器等进行单片集成,研制智能化的压力传感器。
(2)进一步提高压力传感器的灵敏度,实现低量程的微压传感器。
(3)提高工作温度,研制高低温压力传感器。
(4)开发谐振式压力传感器。
2、微流量传感器
微流量传感器不仅外形尺寸小,能达到很低的测量量级,而且死区容量小,响应时间短,适合于微流体的精密测量和控制。目前,国内外研究的微流量传感器依据工作原理可分为热式(包括热传导式和热飞行时间式)、机械式和谐振式3种。
3、微气体传感器
根据制作材料的不同,微气敏传感器分为硅基气敏传感器和硅微气敏传感器。其中前者以硅为衬底,敏感层为非硅材料,是当前微气敏传感器的主流。微气体传感器可满足人们对气敏传感器集成化、智能化、多功能化等要求。例如许多气敏传感器的敏感性能和工作温度密切相关,因而要同时制作加热元件和温度探测元件,以监测和控制温度。MEMS技术很容易将气敏元件和温度探测元件制作在一起,保证气体传感器优良性能的发挥。
谐振式气敏传感器不需要对器件进行加热,且输出信号为频率量,是硅微气敏传感器发展的重要方向之一。
4、微机械温度传感器
微机械传感器与传统的传感器相比,具有体积小、重量轻的特点,其固有热容量仅为10J/K~10J/K,使其在温度测量方面具有传统温度传感器不可比拟的优势。
传感器在空压机行业的发展
传感器对于保持jdb电子游戏平台网站
的性能和效率起着关键作用,空压机的安全运行离不开各种传感器的支持。压力传感器可用于测量和控制入口和出口压力、过滤器压降、冷却水入口和出口压力以及jdb电子游戏平台网站
润滑油压力。与工业系统应用压缩空气情形一致——储气罐压力下降时,即触发启动空气jdb电子游戏平台网站
;jdb电子游戏平台网站
将持续运行,直至气压达到预设值时关闭。
国内jdb电子游戏平台网站
行业在压力控制技术方面,目前小型jdb电子游戏平台网站
一般采用低成本的压力开关进行简单的压力控制,其主要特点是成本低廉。压力开关又有机械式和电子式两种,一般只有一个或者几个开关点,对于机械式的压力开关,当需要调整压力开关点时需要手工调整。国内的大型jdb电子游戏平台网站
和螺杆jdb电子游戏平台网站
大部分都采用了压力变送器。
目前,空压机上也开始使用微型压力传感器,微型智能传感器配有专用计算机,它的迅速发展将空压机的安全性能提高到一个前所未有的高度。随着空压机数量的增加以及每台空压机上所采用传感器的增多,决定了中国空压机传感器市场容量必将不断增大,市场正进入蓬勃发展期。
国内高端传感器严重缺失
传感器是一个多学科的高技术聚合物,具有技术繁杂密集,制造工艺多样性,以及边缘性宽大、综合性和工艺性强等特征,被称为“工业工艺品”。因此,多品种、小批量、规模小是行业的特点。
现阶段,我国市场主要应用的传感器绝大部分仍要依赖进口,主流市场产品依赖国外配套的情况尤为突出。工信部电子元器件行业发展研究中心总工程师、中国传感器与物联网产业联盟副理事长郭源生表示,与国外相比,国内传感器在产品品质、工艺水平、生产装备、企业规模、市场占有率和综合竞争能力等方面仍存在很大差距。同国际先进水平相比,传感器新品研制落后5~10年,而产业化规模生产技术工艺则落后10~15年。
郭源生表示,国内传感器企业对产品技术、产业规模状况缺乏深刻认识和参与能力,对传感器带有偏见和片面的认识,往往与集成电路产品、技术、工艺、规模进行对比,缺乏有雄厚实力和战略眼光的企业家。“大企业看不上,小企业投不起;资源难于整合:有钱人不懂,明白人没钱,两者又很难结合。”郭源生说。
由于产品技术含量高,产品的多品种、小批量的行业特征,习惯小规模和小团队运作,喜欢小而全、缺乏大而专的意识,导致国内传感器行业企业数量多,而且规模偏小,这与国外完全不同。
此外,国内传感器企业缺乏核心技术、自主知识产权,以及高端人才,特别是国际化领军人才。这些都严重制约了我国传感器产业的进一步发展。
构建双生态产业链
同集成电路和重大装备一样,涉及国家安全和重大工程所需的传感器,国外往往对我国进行限制。因此,发展自主可控的传感器成为业内人士达成的共识。
郭源生表示,针对国内传感器产业发展现状和存在问题,传感器产业应结合区域特征和优势,构建双生态产业链,组成国际传感器产业园——传感谷。聚集100家以上的公司和科研院所组成特色产业集群或基地,涉及产业优势突出的专业传感器产品,形成年销售额1000亿元以上、以年增长率超过20%的速度增长的国际化产业园区。形成以敏感元器件为核心,智能化、网络化、模块化等集成应用为创新主体,物联网、智慧城市为应用目标的产业链构架(产业生态)。同时,创造政、产、学、研、用、服六维一体的生态环境,形成传感器双生态产业体系,实现传感器产业化集群式发展和行业振兴。
中国电子元件行业协会秘书长古群则从整个电子元件行业的角度给出了建议,她说,国内元件企业应积极维护健康和谐的国内市场环境,创造电子元件高端内需市场。她建议有关政府部门拿出一部分资金,对电子元件行业的短板项目进行定向扶持。在项目扶持时,要求必须形成电子元件企业和电子整机企业联合研发及产业化体系,否则不予支持,以此强制电子整机企业培育国内电子元件企业,形成我国电子信息制造业上下游产业链的互助互惠,共同进步。业内人士纷纷表示,这一举措同样适用于传感器领域。
营造MEMS传感器发展环境
MEMS传感器是采用微电子和微机械加工技术制造出来的新型传感器。与传统的传感器相比,它具有体积小、重量轻、成本低、功耗低、可靠性高、适于批量化生产、易于集成和实现智能化的特点。同时,在微米量级的特征尺寸使得它可以完成某些传统机械传感器所不能实现的功能。作为传感器领域的翘楚,近年来,MEMS在消费电子、汽车电子、工业控制、人工智能等领域得到越来越广泛的应用。根据Yole Developpement的预测,2016—2020年,MEMS传感器市场将以13%的年复合成长率增长,到2020年,MEMS传感器市场将达到300亿美元。在智能手机上,MEMS传感器提供声音性能、场景切换、手势识别、方向定位,以及温度、压力、湿度传感器等广泛的应用;在汽车上,MEMS传感器借助气囊碰撞传感器、胎压监测系统(TPMS)和车辆稳定性控制增强车辆性能;在可穿戴设备中,MEMS传感器可实现运动追踪、心跳速率测量等。
罕王微电子(辽宁)有限公司总裁黄向向表示,目前来看,MEMS是国际传感器产业的主流技术,它对设备的依赖程度不像IC那么高,因此,不用投入像IC生产线那样巨额的资金。从这个角度说,MEMS传感器在中国有很大的发展机会。“但MEMS涉及电子、机械、材料、制造、信息与自动控制、物理、化学和生物等多种学科,并集成了当今科学技术发展的许多尖端成果,发展起来难度可想而知。因此,中国要发展MEMS传感器不能一蹴而就,要踏踏实实做好技术、人才以及市场的积累,并在国家政策的支持下,营造产业发展环境。”黄向向说。
MEMS研究现状
1、微机械压力传感器
微机械压力传感器是最早开始研制的微机械产品,也是微机械技术中最成熟、最早开始产业化的产品。从信号检测方式来看,微机械压力传感器分为压阻式和电容式两类,分别以体微机械加工技术和牺牲层技术为基础制造。从敏感膜结构来看,有圆形、方形、矩形、E形等多种结构。压阻式压力传感器的精度可达0.05%~0.01%,年稳定性达0.1%/F.S,温度误差为0.0002%, 耐压可达几百兆帕,过压保护范围可达传感器量程的20倍以上,并能进行大范围下的全温补偿。现阶段微机械压力传感器的主要发展方向有以下几个方面。
(1)将敏感元件与信号处理、校准、补偿、微控制器等进行单片集成,研制智能化的压力传感器。
(2)进一步提高压力传感器的灵敏度,实现低量程的微压传感器。
(3)提高工作温度,研制高低温压力传感器。
(4)开发谐振式压力传感器。
2、微流量传感器
微流量传感器不仅外形尺寸小,能达到很低的测量量级,而且死区容量小,响应时间短,适合于微流体的精密测量和控制。目前,国内外研究的微流量传感器依据工作原理可分为热式(包括热传导式和热飞行时间式)、机械式和谐振式3种。
3、微气体传感器
根据制作材料的不同,微气敏传感器分为硅基气敏传感器和硅微气敏传感器。其中前者以硅为衬底,敏感层为非硅材料,是当前微气敏传感器的主流。微气体传感器可满足人们对气敏传感器集成化、智能化、多功能化等要求。例如许多气敏传感器的敏感性能和工作温度密切相关,因而要同时制作加热元件和温度探测元件,以监测和控制温度。MEMS技术很容易将气敏元件和温度探测元件制作在一起,保证气体传感器优良性能的发挥。
谐振式气敏传感器不需要对器件进行加热,且输出信号为频率量,是硅微气敏传感器发展的重要方向之一。
4、微机械温度传感器
微机械传感器与传统的传感器相比,具有体积小、重量轻的特点,其固有热容量仅为10J/K~10J/K,使其在温度测量方面具有传统温度传感器不可比拟的优势。
传感器在空压机行业的发展
传感器对于保持jdb电子游戏平台网站
的性能和效率起着关键作用,空压机的安全运行离不开各种传感器的支持。压力传感器可用于测量和控制入口和出口压力、过滤器压降、冷却水入口和出口压力以及jdb电子游戏平台网站
润滑油压力。与工业系统应用压缩空气情形一致——储气罐压力下降时,即触发启动空气jdb电子游戏平台网站
;jdb电子游戏平台网站
将持续运行,直至气压达到预设值时关闭。
国内jdb电子游戏平台网站
行业在压力控制技术方面,目前小型jdb电子游戏平台网站
一般采用低成本的压力开关进行简单的压力控制,其主要特点是成本低廉。压力开关又有机械式和电子式两种,一般只有一个或者几个开关点,对于机械式的压力开关,当需要调整压力开关点时需要手工调整。国内的大型jdb电子游戏平台网站
和螺杆jdb电子游戏平台网站
大部分都采用了压力变送器。
目前,空压机上也开始使用微型压力传感器,微型智能传感器配有专用计算机,它的迅速发展将空压机的安全性能提高到一个前所未有的高度。随着空压机数量的增加以及每台空压机上所采用传感器的增多,决定了中国空压机传感器市场容量必将不断增大,市场正进入蓬勃发展期。
网友评论
条评论
最新评论