傳感器發展的方向：2020年中國傳感器10大發展趨勢

傳感器發展的方向：2020年中國傳感器10大發展趨勢

　　傳感器與通信技術、芯片、操作系統被稱為現代信息技術和物聯網的四大核心技術，其應用涉及社會生活的各個領域。隨著5G技術華為的突破和北斗星鏈的成型，國內在通信技術領域掌握核心技術，但是與芯片和操作系統引起國內的普遍關注，傳感器技術仍然存在差距。
　　一、界定傳感器
　　科技，是人體的延伸。如果說，機械延伸了人類的體力，計算機延伸了人類的智力，那么，傳感器技術，大大延伸了人類的感知力。
　　傳感器，英文稱 Sensor 或是 Transducer.“傳感器”在新韋式大詞典中定義為：“從一個系統接受功率，通常以另一種形式將功率送到第二個系統中的器件”。根據這個定義，傳感器的作用是將一種能量轉換成另一種能量形式，所以不少學者也用“換能器－Transducer”來稱謂“傳感器－Sensor”。
　　簡單來說，傳感器就是一種檢測裝置，通常由敏感元件和轉換元件組成，可以測量信息，也可以讓用戶感知到信息。通過變換方式，讓傳感器中的數據或價值信息轉換成電信號或其他所需形式的輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。
　　二、傳感器的分類
　　目前國際上缺乏制定國際標準的準則與規范，尚未制定出權威性的傳感器標準類型。只能劃分為簡單的物理傳感器、化學傳感器和生物傳感器等大的類別。
　　例如，
　　物理傳感器有：聲、力、光、磁、溫、濕、電、射線等等；化學傳感器有：各種氣敏、酸堿PH值、離子化、極化、化學吸附、電化學反應等現象等等；生物傳感器有：酶電極和介體生物電等等。在產品用途和形成過程中的因果關系互相咬合，既不能劃分到物理類，也不能劃分為化學類，難以嚴格劃分。
　　用傳感器分類和命名方式，主要有以下幾種類型：
　?。?）按轉換原理可分為物理傳感器、化學傳感器和生物傳感器。
　?。?）按傳感器的檢測信息來分可分為聲敏、光敏、熱敏、力敏、磁敏、氣敏、濕敏、壓敏、離子敏和射線敏等傳感器。
　?。?）按照供電方式可分為有源或無源傳感器。
　?。?）按其輸出信號可分為模擬量輸出、數字數字量輸出和開關量傳感器。
　?。?）按傳感器使用的材料可分為：半導體材料；晶體材料；陶瓷材料；有機復合材料；金屬材料；高分子材料；超導材料；光纖材料；納米材料等傳感器。
　?。?）按能量轉換可分為能量轉換型傳感器和能量控制型傳感器。
　?。?）按照其制造工藝，可分為機械加工工藝；復合與集成工藝；薄膜、厚膜工藝；陶瓷燒結工藝；MEMS工藝；電化學工藝等傳感器。
　　全球產品化的傳感器種類約有2.6萬余種，我國已經擁有約1.4萬多種，大多為常規類型和品種；7000多種可產品化，而在醫療、科研、微生物、化學分析等特殊品種上仍有短缺和空白，存在著較大的技術創新空間。
　　三、傳感器技術的三個歷史發展階段
　　第1代是結構型傳感器，它利用結構參量變化來感受和轉化信號。例如：電阻應變式傳感器，它是利用金屬材料發生彈性形變時電阻的變化來轉化電信號的。
　　第2代傳感器是70 年代開始發展起來的固體傳感器，這種傳感器由半導體、電介質、磁性材料等固體元件構成，是利用材料某些特性制成的。如：利用熱電效應、霍爾效應、光敏效應，分別制成熱電偶傳感器、霍爾傳感器、光敏傳感器等。
　　70年代后期，隨著集成技術、分子合成技術、微電子技術及計算機技術的發展， 出現集成傳感器。集成傳感器包括2種類型：傳感器本身的集成化和傳感器與后續電路的集成化。例如：電荷耦合器件（CCD），集成溫度傳感器AD 590，集成霍爾傳感器UG 3501等。這類傳感器主要具有成本低、可靠性高、性能好、接口靈活等特點。集成傳感器發展非常迅速，現已占傳感器市場的2/ 3 左右，它正向著低價格、多功能和系列化方向發展。
　　第3代傳感器是80年代剛剛發展起來的智能傳感器。所謂智能傳感器是指其對外界信息具有一定檢測、自診斷、數據處理以及自適應能力，是微型計算機技術與檢測技術相結合的產物。80年代智能化測量主要以微處理器為核心，把傳感器信號調節電路、微計算機、存貯器及接口集成到一塊芯片上，使傳感器具有一定的人工智能。90年代智能化測量技術有了進一步的提高，在傳感器一級水平實現智能化，使其具有自診斷功能、記憶功能、多參量測量功能以及聯網通信功能等。
　　四、國內外發展歷程與現狀
　　20世紀70年代初，西方發達國家大力發展計算機與通訊技術，忽視了傳感器技術發展，傳感器產業相對慘淡。
　　80年代初，美、日、德、法、英等國家相繼確立加速傳感器技術發展的方針，視為涉及科技進步、經濟發展和國家安全的關鍵技術，紛紛列入長遠發展規劃和重點計劃之中。并采取嚴格的保密規定對技術封鎖和控制，禁止技術出口，尤其是針對中國。
　　日本1979年在《對今后十年值得注意的技術》中將傳感器列為首位；
　　美國國防部1985年公布的二十項軍事關鍵技術中，被列為第十四項；《星球大戰》計劃、歐洲《尤里卡》計劃、前蘇聯《軍事航天》計劃，英、法、德等國家高技術領域發展規劃中均將傳感器列為重點發展技術，并將其科研成果和制造工藝與裝備列入國家核心技術。
　　美國認為，計算機技術是核心，敏感技術、光電子技術是關鍵和重點，新材料、微電子技術是支撐和基礎。通信與計算機結合，以及多元化、新技術的融合代表著美國信息技術發展方向。
　　美國國家科學發展基金會認為，本世紀的重大變革就是：通過網絡，把物質世界聯接起來，并賦予它一個電子神經系統，使它具有能夠感知信息的生命，而能夠擔當這一重任的核心就是傳感器”。每年度財政預算約有69億美元，用于傳感器基礎技術與應用研究，稱其為"Sensor Revolution"（即：傳感器革命）。
　　美國的科技發展模式遵循先軍工后民用、先改進后普及的發展道路，其特點是顯著的：
　?。?）重視傳感器功能材料的研究；
　?。?）重視傳感器技術的發展;
　?。?）重視工藝研究：傳感器的原理不難，也不保密，最機密的是工藝（制造）。
　　而中國傳感器行業相比于西方國家要較晚開始。1972年我國組建成立中國第一批壓阻傳感器研制生產單位；1974年，研制成功中國第一個實用壓阻式壓力傳感器；1978年，誕生中國第一個固態壓阻加速度傳感器；1982年，國內最早開始硅微機械系統（MEMS）加工技術和SOI（絕緣體上硅）技術的研究。進入20世紀90年代后，硅微機械加工技術的絕對壓力傳感器、微壓傳感器、呼吸機壓傳感器、多晶硅壓力傳感器、低成本TO-8封裝壓力傳感器等相繼問世并實現生產。
　　改革開放30年來，我國傳感器技術及其產業取得了長足進步，主要表現在：建立了傳感技術國家重點實驗室、微米/納米國家重點實驗室、國家傳感技術工程中心等研究開發基地；MEMS、MOEMS（微光機電系統）等研究項目列入了國家高新技術發展重點；在“九五”國家重點科技攻關項目中，傳感器技術研究取得了51個品種86個規格新產品的成績，初步建立了敏感元件與傳感器產業。
　　目前，中國傳感器產業正處于由傳統型向新型傳感器發展的關鍵階段，它體現了新型傳感器向微型化、多功能化、數字化、智能化、系統化和網絡化發展的總趨勢。
　　五、中國傳感器與國外的差距
　　目前全球傳感器市場主要由美國、日本、德國的幾家龍頭公司主導。美國、日本、德國及中國合計占據全球傳感器市場份額的72%，其中中國占比約11%。而且中國傳感器整體技術含量也較低，是目前急需改變的一個狀態。
　　雖然近幾年中國傳感器市場發展很快，但本土傳感器技術與世界水平相比仍存在很大差距。這種差距，一方面表現為傳感器在感知信息方面的落后，另一方面，則表現為傳感器自身在智能化和網絡化方面的技術落后。由于沒有形成足夠的規?；瘧?，導致國內的傳感器不僅技術低，而且價格高，在市場上依舊難有競爭力。
　　目前，中國中高端傳感器進口占比達80%，傳感器芯片進口更是達90%，國產化缺口巨大。其中數字化、智能化、微型化等高新技術產品嚴重短缺。國家重大裝備所需高端產品主要依賴進口。而涉及國家安全和重大工程所需的傳感器及智能化儀器儀表，國外對我國往往采取限制。外資企業產品占據國內高端市場絕大多數的市場份額，并將會在今后很長一段時間內持續把持高端市場，這種勢頭在短期內不會得到根本轉變。
　　同時，國有企業發展處于平穩增長狀態，總體上跟不上國外最新技術發展的步伐，除少數廠家外，總體差距有擴大的趨勢。這是因為傳感器技術發展快，工藝和制造設備更新快，許多新設備國內廠商無法制造等原因造成的。并且設備的單臺價格少則幾十萬美元，多則數百萬美元，絕大多數廠家靠自身積累很難購買新型設備，致使在許多新技術、新工藝方面無法跟上國外企業飛速發展的步伐。
　　六、2020年中國傳感器發展趨勢
　　智能傳感器、MEMS傳感器成為企業發展重心
　　在結構型傳感器、固體型傳感器已經無法滿足數字化時代對于數據采集、處理等流程的高需求之時，智能傳感器、MEMS傳感器最近幾年都十分熱門，在微小型化、智能化、多功能化和網絡化的方向逐漸走向成熟。尤其是在2019年底，上海啟動打造智能傳感器產業基地，重點發展MEMS工藝，涵蓋力、光、聲、熱、磁、環境等多種類傳感器，這也標志著未來國內將在智能傳感器、MEMS傳感器領域發力。
　　傳感器與集成電路融合發展將成為我國傳感器制造重要趨勢
　　傳感器屬于集成電路的細分領域，但是區別甚大，傳感器的柔性化定制需求較大，并且研發周期較長，材料以及工藝較為復雜，大規模生產能力較弱。
　　在未來，通過設計工具、模型表達、可測性設置以及工藝整合等途徑向集成電路靠攏，可利用MEMS和集成電路Ansys、Candence定制仿真平臺的集成融合;同時，建立傳感器生產制造的IP模型，實現規?；慨a;再而采用素質化測試方式，實現數模的機理轉化;通過利用這些適合國內國情的發展模式，實現傳感器從設計到制造的快速升級。
　　企業細分垂直化，獨角獸和隱形冠軍逐漸浮出水面
　　國內傳感器企業規模主要偏向中小型，在研發支出、創新能力上有限，而且獲得的政策扶持力度上也不大，深耕垂直領域的企業眾多。再加上，由于國內目前物聯網、工業4．0市場規模過于龐大，且需求碎片化，這些垂直領域的企業在市場有序化之前，對于自身業務拓展可能處于保守態度，繼續發展原有業務。
　　在“一口吃不了一個大胖子”的格局下，我們將會在2020年，看到更多在原有業務領域發展壯大的隱形冠軍，以及創新環境下涌現出來的獨角獸。
　　傳感器國產率將穩步上升
　　傳感器作為影響國內物聯網、工業4．0等產業快速發展的卡脖子技術之一，一直都是依賴國外產品。最近幾年，政策、資本都在關注傳感器的發展，同時也涌現出了一批像森霸傳感、萬訊自控這些國內傳感器優質企業，在兼具研發、設計、生產到應用的完整產業體系的情況下，傳感器國產率將會穩步前進，根據統計，在2016-2020年期間，全球傳感器市場復合增長率僅為11%，而我國傳感器產業平均復合增長率達到了30%，這也是向全世界發出了高調的信號。
　　國內產業集群格局明顯
　　早在2017年，我國傳感器產業就已經初步形成了長三角、珠三角、東北、京津冀以及中部五大產業集群。根據數據統計，長三角區域的傳感器上市企業占比38%，珠三角、京津冀、東北以及中部企業占比相當。
　　在工信部印發的《智能傳感器產業三年行動指南（2017-2019年）》要求中表示，“集中力量打造以上海、江蘇為重點的長三角產業集聚區”，同時，截止2020年1月，長三角地區已經聚集了50%以上的智能傳感器企業，在此大環境下，國內智能傳感器的中心無疑將落地長三角，而其他產業集群極有可能將會根據傳感器其他細分領域進行深耕。
　　CMOS圖像傳感器競爭將進入最后階段
　　由于車載應用、機器視覺、人臉識別和安防監控等物聯網應用的迅速發展，以及智能手機多攝像頭的普及，2019年CMOS圖像傳感器進入了市場急劇擴大的階段，而作為CMOS圖像傳感器的龍頭老大，占據50%以上市場份額的索尼主動承認自家產能不足。
　　在索尼產能不足的情況下，CMOS圖像傳感器的另外兩家巨頭，三星和豪威科技，能不能在索尼擴建工廠之前，搶占部分市場份額，最終形成三國鼎立的局面，將會是2020年最有看頭的大戲。
　　光學傳感器將成為重要創新推手，技術市場局勢明顯
　　從消費、工業再到汽車，無一不包含了物聯網的元素，也正是得益于物聯網、機器人這些下游應用市場，光學傳感器市場也在快速增長。根據GlobalMarketInsights在2019年底發布的數據來看，到2026年，僅在工業4．0領域，光學傳感器的銷售額將達到360億美元，更何況大批量使用傳感器的智慧城市、智慧農業等領域。
　　不過，需要指出的是，由于光傳感器目前主流的三種技術，結構光、主動立體視覺以及ToF,這三者的成本和技術上各有利弊，在2020年物聯網穩步發展的同時，這三種技術的市場也逐漸趨于平穩。
　　傳感器的定制化方案更深、更廣
　　由于功能以及應用場景等因素，傳感器本身自帶定制化特性。傳統的標準型傳感器已經無法滿足OEM的設計需求，同時也無法滿足終端用戶的偏好，在2019年，我們不乏看到一些智能手機廠商與索尼、三星等傳感器企業合作定制傳感器。
　　在物聯網應用場景逐漸向廣度和深度拓展，更多的功能和設計細節將會出現，具有傳感器的定制方案以及柔性化生產能力的企業會在未來獲得OEM廠商的青睞。
　　多傳感器融合技術風頭逐步顯現
　　為人熟知，多傳感器融合技術目前主要應用在自動駕駛和機器人領域，即使馬斯克在2019年，怒懟激光雷達又貴又雞肋，但是還是逃不脫自家超聲波傳感器、攝像頭以及毫米波雷達的組合使用。自動駕駛安全性需要傳感器的冗余支持，以及多種傳感器協同提升容錯率，可以預見，在未來一段時間內，自動駕駛的多傳感器融合將成為市場的主流，進一步大膽預測，在可穿戴設備、健康檢測、智能家居等領域，多傳感器融合技術將會得到進一步應用和發展。
　　國際并購、收購案件增多
　　傳感器作為一個老牌行業，一直都位于各大產業發展的最底層。所謂圈內人看門道，正是由于傳感器是最基礎的行業，其產業資源相當厚實。動輒幾十億美元美元的收購、并購可不是鬧著玩的，TE在2014年 17億美元收購MEAS,AMS在2019年46億歐元收購歐司朗、索尼1．55億收購東芝圖像傳感器部門，這些大宗收購案例都表明了大企業在數字化時代下，穩住自身的高市場份額。
　　在2020年，來自中國傳感器產業的大力發展，勢必將對全球傳感器企業的市場造成一定的沖擊，同時，在物聯網傳感器大量應用的當下，還沒有一家企業能夠在某個領域成為霸主。為了穩固自身市場份額，壓縮競爭對手的發展空間，更多涉足新形態領域，國際并購、收購案件將會持續增加。
文章綜合大河周末、物聯傳媒、電子展覽網報道。

傳感器發展的方向：傳感器發展的三大方向

傳感器早就不是什么新名詞了。早在20年前，邏輯元件、記憶元件與感測元件就已經并列是電子系統的三大元件之一了。時間飛逝，直至今天，當邏輯、記憶元件已經 隨著云端概念普及，逐漸不被重視的同時，傳感器元件卻以黑馬之姿，必須打出一片屬于自己的天下。
傳感器元件直接與人們的生活密切結合，想了解未來世界將是何種風貌，從傳感器下手是個不錯的開始。傳感器元件怎么變，未來世界就會怎么變。根據現有市場的變化與需求，我們總結歸納出未來傳感器發展的三大方向。
1.系統多軸化
傳感器系統朝向多軸化發展，是征服傳感器應用市場的唯一王道。事實上，傳感器系統的多軸化腳步，一直沒有停止過。從早一代的單軸傳感器，演進到目前常見的3軸、6軸、9軸、10軸、11軸，甚至最新的12軸感測系統，多軸化已經是不可逆的道路。
而傳感器所謂的多軸，到底有哪里幾軸？哪里些軸又是必要的，哪里些只是次要的？一般來說，從三軸加速度傳感器、三軸陀螺儀到三軸電子羅盤，此9軸已經幾乎成為智能手機的標準配備，透過這三種傳感器已經幾乎可以完成絕大多數的應用，可堪稱是傳感器系統中的三大主軸。
除了這三種傳感器之外，包括高度傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器與光感傳感器等，都陸續被加入傳感器系統，成為多軸化的成員之一。目前市場上最新的多軸系統，便是Freescale所主推的12軸傳感器平臺。既然多軸化已是既定趨勢，未來肯定會有更多廠商持續研發更多軸的傳感器平臺，來符合市場應用需求。
只不過，傳感器的多軸化，會不會一直不斷延伸下去，無窮無盡、也沒完沒了？傳感器的擴增，當然有其數量的限制，畢竟主要的傳感器如加速度傳感器、陀螺儀、電子羅盤等三者就幾乎可以滿足多數的應用環境，目前廠商持續增加的，都是諸如壓力傳感器、溫度傳感器等這類單軸傳感器元件，這些元件可以越加越多，未來消費者隨身攜帶的手機，就會是一個完整的傳感器系統。
2.高度整合化
隨著行動裝置內建的傳感器數目日益增加，成功整合傳感器也更加重要。既然傳感器系統多軸化已經是個重要趨勢，隨之而來的整合工作，就是另一件重要的大事。畢竟沒有設計工程師希望看到，所采用的多顆傳感器散落在電路版上的每個角落，不僅增加設計的困難度，對于系統的輕薄化也毫無任何幫助。
目前傳感器大廠所主推的方案，除了單顆傳感器之外，最常見的就是模塊化的傳感器系統。透過模塊化的方式，將多軸傳感器整合在一起，多半還會加上自家的處理器或MCU等，整套感測系統一起出貨給手機、平板計算機的OEM或ODM，畢其功于一役。
當然，一體化的模塊固然可為設計省下不少麻煩事，然而以目前行動裝置輕薄化的趨勢來看，以模塊方式來出貨仍然稍嫌笨重了些?？雌饋磉M一步透過系統級封裝，來打造單一顆完整的傳感器系統芯片，將是滿足傳感器系統高度整合的必要手段。
3.技術自有化
傳感器系統多軸化之后，這代表在同一系統中必須擁有多種不同的傳感器元件。然而傳感器元件范圍包山包海，從常見的加速度傳感器、陀螺儀和地磁羅盤，到壓力傳感器、溫度傳感器、光感傳感器，甚至能感測聲音、味覺、嗅覺等傳感器，以目前來看，多數廠商至多擁有部分技術，但要廣泛全面包辦所有傳感器品，這樣的廠商目前仍少之又少。
不是所有廠商都能一手包辦所有傳感器元件，目前多以自有技術與向外采購來拼湊。也因此，在多軸傳感器系統上，最?？匆姷那闆r就是『拼裝車』，也就是有幾個傳感器元件是自家的，有幾個傳感器元件是跟A公司買的，幾個是跟B公司買的，然后『拼裝』在同一個感測模塊上，打造成一個系統。
在半導體產業，芯片廠喜歡強調其產品從上中下游一手包辦，就是因為質量能夠自行掌握，不會有外來因素影響。也因此，當自家出品的傳感器系統中，加入了他廠的傳感器，多少總是會令人心理毛毛的，擔心會不會哪里天產品出了問題。
傳感器技術自有化，將是所有傳感器大廠致力追求的目標。不論是自行開發或者透過并購獲得技術，在傳感器技術自有化之后，傳感器大廠將更容易打造質量一致的多軸傳感器平臺。重點是，技術自有，對于系統的整合，更將如順水推舟般地容易。
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傳感器發展的方向：傳感器未來發展的四大方向

傳感器技術新原理、新材料和新技術的研究更加深入、廣泛，新品種、新結構、新應用不斷涌現。其中，“五化”成為其發展的重要趨勢。
一是智能化，兩種發展軌跡齊頭并進。一個方向是多種傳感功能與數據處理、存儲、雙向通信等的集成，可全部或部分實現信號探測、變換處理、邏輯判斷、功能計算、雙向通訊，以及內部自檢、自校、自補償、自診斷等功能，具有低成本、高精度的信息采集、可數據存儲和通信、編程自動化和功能多樣化等特點。。另一個方向是軟傳感技術，即智能傳感器與人工智能相結合，目前已出現各種基于模糊推理、人工神經網絡、專家系統等人工智能技術的高度智能傳感器，并已經在智能家居等方面得到利用。如NEC開發出了對大量的傳感器監控實施簡化的新方法“不變量分析技術”，并已于今年面向基礎設施系統投入使用。
二是可移動化，無線傳感網技術應用加快。無線傳感網技術的關鍵是克服節點資源限制(能源供應、計算及通信能力、存儲空間等)，并滿足傳感器網絡擴展性、容錯性等要求。該技術被美國麻省理工學院(MIT)的《技術評論》雜志評為對人類未來生活產生深遠影響的十大新興技術之首。目前研發重點主要在路由協議的設計、定位技術、時間同步技術、數據融合技術、嵌入式操作系統技術、網絡安 全技術、能量采集技術等方面。迄今，一些發達國家及城市在智能家居、精準農業、林業監測、軍事、智能建筑、智能交通等領域對技術進行了應用。如，從MIT獨立出來的VoltreePowerLLC公司受美國農業部的委托，在加利福尼亞州的山林等處設置溫度傳感器，構建了傳感器網絡，旨在檢測森林火情，減少火災損失。
三是微型化，傳感器研發異軍突起。隨著集成微電子機械加工技術的日趨成熟，傳感器將半導體加工工藝(如氧化、光刻、擴散、沉積和蝕刻等)引入傳感器的生產制造，實現了規?；a，并為傳感器微型化發展提供了重要的技術支撐。近年來，日本、美國、歐盟等在半導體器件、微系統及微觀結構、速度測量、微系統加工方法/設備、麥克風/揚聲器、水平/測距/陀螺儀、光刻制版工藝和材料性質的測定/分析等技術領域取得了重要進展。目前，傳感器技術研發主要在以下幾個方向：(1)微型化的同時降低功耗;(2)提高精度;(3)實現傳感器的集成化及智慧化;(4)開發與光學、生物學等技術領域交叉融合的新型傳感器，如傳感器(與微光學結合)、生物化學傳感器(與生物技術、電化學結合)以及納米傳感器(與納米技術結合)。
四是集成化，多功能一體化傳感器受到廣泛關注。傳感器集成化包括兩類：一種是同類型多個傳感器的集成，即同一功能的多個傳感元件用集成工藝在同一平面上排列，組成線性傳感器(如CCD圖像傳感器)。另一種是多功能一體化，如幾種不同的敏感元器件制作在同一硅片上，制成集成化多功能傳感器，集成度高、體積小，容易實現補償和校正，是當前傳感器集成化發展的主要方向。如意法半導體提出把組合了多個傳感器的模塊作為傳感器中 樞來提高產品功能;東芝公司已開發出晶圓級別的組合傳感器，并于今年3月發布能夠同時檢測脈搏、心電、體溫及身體活動等4種生命體征信息，并將數據無線發送至智能手機或平板電腦等的傳感器模塊“Silmee”。
五是多樣化，新材料技術的突破加快了多種新型傳感器的涌現。新型敏感材料是傳感器的技術基礎，材料技術研發是提升性能、降低成本和技術升級的重要手段。除了傳統的半導體材料、光導纖維等，有機敏感材料、陶瓷材料、超導、納米和生物材料等成為研發熱點，生物傳感器、光纖傳感器、氣敏傳感器、數字傳感器等新型傳感器加快涌現。如光纖傳感器是利用光纖本身的敏感功能或利用光纖傳輸光波的傳感器，有靈敏度高、抗電磁干擾能力強、耐腐蝕、絕緣性好、體積小、耗電少等特點，目前已應用的光纖傳感器可測量的物理量達70多種，發展前景廣闊;氣敏傳感器能將被測氣體濃度轉換為與其成一定關系的電量輸出，具有穩定性好、重復性好、動態特性好、響應迅速、使用維護方便等特點，應用領域非常廣泛。另據BCCResearch公司指出，生物傳感器和化學傳感器有望成為增長*快的傳感器細分領域，預計2014至2019年的年均復合增長率可達9.7%。
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傳感器發展的方向：傳感器的的發展現狀及發展趨勢分析

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當前技術水平下的傳感器系統正向著微小型化、智能化、多功能化和網絡化的方向發展。今后，隨著CAD技術、MEMS技術、信息理論及數據分析算法的繼續向前發展，未來的傳感器系統必將變得更加微型化、綜合化、多功能化、智能化和系統化。
新技術革命的到來，世界開始進入信息時代。在利用信息的過程中，首先要解決的就是要獲取準確可靠的信息，而傳感器是獲取自然和生產領域中信息的主要途徑與手段。今天我們就來聊一聊傳感器的那些事兒。
1．國際發展現狀
美國早在20世紀80年代就認為世界已進入了傳感器時代，成立了國家技術小組（BTG），幫助政府組織和領導各大公司與國家企事業部門的傳感器技術開發工作，美國國家長期安全和經濟繁榮至關重要的22項技術中有6項與傳感器信息處理技術直接相關。日本把開發和利用傳感器技術作為國家重點發展6大核心技術之一。日本科學技術廳制定的上世紀90 年代重點科研項目中有70 個重點課題，其中有18 項是與傳感器技術密切相關。傳感器與通信、計算機被稱為現代信息系統的三大支柱。因其技術含量高、滲透能力強，以及市場前景廣闊等特點，引起了世界各國的廣泛重視。
傳感器在資源探測，海洋，環境監測，安全保衛，醫療診斷，家用電器，農業現代化，等領域都有廣泛利用。在軍事方面，美國已為自己的F－22戰機裝備了新型的多譜傳感器，實現了全被動式搜索與跟蹤，可在諸如有霧、煙或雨等各種惡劣天氣情況下使用，不僅可以全天候作戰，還提高了隱身能力。英國在航天飛機上使用的傳感器約有100多種，總數達到4000多個，用于監測航天器的信息，驗證設計的正確性，并可以在遇到問題時作出診斷。日本則在“雷達4號”衛星上安裝了傳感器，可全天候對地面目標進行拍攝。
在世界范圍內傳感器增長最快是汽車市場需求 ，還有通信市場。汽車電子控制系統水平關鍵在于采用傳感器數量水平，目前一臺普通家用轎車安裝幾十到上百個傳感器，豪華轎車傳感器數量達到200 多。我們國家是汽車生產大國，年產汽車一千多萬輛，但是汽車用的傳感器幾乎被國外壟斷。
2．傳感器趨勢
隨著我們對事物的新認識，科技的不斷發展，傳感器技術大體上也經歷了3個時代：
第1代是結構型傳感器，它利用結構參量變化來感受和轉化信號。 例如： 電阻應變式傳感器，它是利用金屬材料發生彈性形變時電阻的變化來轉化電信號的。
第2代傳感器是70 年代開始發展起來的固體傳感器， 這種傳感器由半導體、電介質、磁性材料等固體元件構成，是利用材料某些特性制成的。 如：利用熱電效應、霍爾效應、光敏效應， 分別制成熱電偶傳感器、霍爾傳感器、光敏傳感器等。70 年代后期， 隨著集成技術、分子合成技術、微電子技術及計算機技術的發展， 出現集成傳感器。集成傳感器包括2 種類型：傳感器本身的集成化和傳感器與后續電路的集成化。例如： 電荷耦合器 件（ CCD） ， 集成溫度傳感器AD 590，集成霍爾傳感器UG 3501等。這類傳感器主要具有成本低、可靠性高、性能好、接口靈活等特點。 集成傳感器發展非常迅速， 現已占傳感器市場的2／ 3 左右，它正向著低價格、多功能和系列化方向發展。
第3代傳感器是80年代剛剛發展起來的智能傳感器。 所謂智能傳感器是指其對外界信息具有一定檢測、自診斷、數據處理以及自適應能力， 是微型計算機技術與檢測技術相結合的產物。 80年代智能化測量主要以微處理器為核心，把傳感器信號調節電路、微計算機、存貯器及接口集成到一塊芯片上， 使傳感器具有一定的人工智能。 90年代智能化測量技術有了進一步的提高，在傳感器一級水平實現智能化， 使其具有自診斷功能、記憶功能、多參量測量功能以及聯網通信功能等。
新技術的層出不窮，讓傳感器的發展呈現出新的特點。傳感器與MEMS（微機電系統）的結合，已成為當前傳感器領域關注的新趨勢。
目前美國相關機構已經開發出了名為“智能灰塵”的MEMS傳感器。這種傳感器的大小只有1．5立方毫米，重量只有5毫克，但是卻裝有激光通信、CPU、電池等組件，以及速度、加速度、溫度等多個傳感器。以往做這樣一個系統，尺寸會非常大，智能灰塵尺寸如此之小，卻可以自帶電源、通信，并可以進行信號處理，可見傳感器技術進步速度之快。MEMS傳感器目前已在多個領域有所應用。比如，很多人使用的iPhone手機中就裝有陀螺儀、麥克風、電子快門等多個MEMS傳感器；耐克公司推出的一款“智能鞋墊”也內置了MEMS傳感器，可以記錄用戶運動的數據，并與手機連接將數據上傳。此外，MEMS傳感器在醫療領域也發揮著重要的作用。比如患者在測量眼壓時可能因過于緊張，導致眼壓很難測準的情況出現。而利用MEMS傳感器技術，將眼壓計內嵌到隱形眼鏡中，這樣就可以更方便地對患者進行監測，測量出來的數據也更為準確。
除了與微機電系統結合，傳感器還與仿生信息學結合，并產生了諸多新的應用。法國已研制出了模仿人類眼睛的視覺晶片，可以模仿人類眼睛的能力，分辨不同顏色，并觀測動作。奔騰處理器每秒能處理數百萬項指令，這種視覺晶片每秒能處理大約兩百億項指令。這種仿生視覺晶片將會引起感測與成像的革命，并在國防領域得到廣泛的應用。
3．我國傳感器發展狀況
我國早在 20 世紀60年代開始涉足傳感器制造業，“八五”期間，我國將傳感器技術列為國家重點科技攻關項目，建成了“傳感器技術國家重點實驗室”、“國家傳感器工程中心”等研究開發基地。而且MEMS等研究項目列入了國家高新技術發展重點。目前，傳感器產業已被國內外公認為具有發展前途的高技術產業，它以技術含量高、經濟效益好、滲透力強、市場前景廣等特點為世人所矚目。我們國家工業現代化進程和電子信息產業20％以上速度高速增長，帶動傳感器市場快速上升。我們國家手機產量突破7．5億，手機市場增長給傳感器市場帶來新機遇，該領域占的傳感器領域占市場1／4。我國是白電生產大國，2009年總產量達到3億多臺，用的傳感器占市場1／5，傳感器在醫療環保專業設備當中應用高速增長，占市場份額 15％左右。
與此同時，我國在傳感器發展方面的問題也日益突出。我國雖然傳感器企業眾多，但大都面向中低端領域，技術基礎薄弱，研究水平不高。許多企業都是引用國外的芯片加工，自主研發的產品較少，自主創新能力薄弱，在高端領域幾乎沒有市場份額。此外，科研院所在傳感器技術的研究方面已與國際接軌，但產業化瓶頸遲遲未能突破。目前我國從事傳感器技術研發的主要是高校、中科院和相關部委的研究機構，企業的技術實力較弱，很多是與國外合作，或是進行二次封裝。而在發達國家，傳感器的研發和產業化更多由企業來主導。那么，我國的傳感器產業該如何突破當前的發展瓶頸？
近年來，我國也不斷提高對傳感器產業的重視，并出臺了一系列政策推進其發展。2011年7月出臺的《中國電子元件“十二五”規劃》指出，“十二五”期間將投資5000億元，主要集中在新型電子元件的研發和產業化領域。而在今年2月由工信部等四部委聯合印發的《加快推進傳感器及智能化儀器儀表產業發展行動計劃》中，還制定了具體的產業發展目標，并給出了2013年至2025年的發展路線圖。
根據國家規劃，未來將在傳感器領域建立超百億元的創新產業集群，以及產值超過10億元的行業龍頭和產值超過5000萬元的小而精的企業。
對于上述目標的實現，應該從兩方面入手，一是要走產業化的道路，二是要采取整體解決方案的模式。
在傳感器技術的產業化方面，除了需要成熟的市場和產品，以及充足的資本和人才，志在長遠的經營理念，也是傳感器產業化成功的基礎。傳感器研發和推廣的周期比較長，想短期見到效果往往比較難。比如漢威，從創業到上市，一共走過了10年的歷程。整體解決方案的模式，是經漢威實踐后的一條行之有效的路徑。傳感器雖然是關鍵器件，技術含量很高，但需要依存于其他的系統和具體的應用，本身很難形成很大的產值和規模。因此，他建議從核心元器件入手，向下游產業鏈進行延伸，并為客戶提供整體的解決方案。通過這種整體解決方案的模式，我們能夠得到第一手的用戶體驗信息，并根據這些信息對傳感器進行完善和改進。同時，由于末端應用的利潤比較高，企業可以把在末端應用賺來的錢，投入到前端的核心技術研發上，這樣研發也有了后續的力量。
4．結束語
當前技術水平下的傳感器系統正向著微小型化、智能化、多功能化和網絡化的方向發展。今后，隨著CAD技術、MEMS技術、信息理論及數據分析算法的繼續向前發展，未來的傳感器系統必將變得更加微型化、綜合化、多功能化、智能化和系統化。在各種新興科學技術呈輻射狀廣泛滲透的當今社會，作為現代科學“耳目”的傳感器系統，作為人們快速獲取、分析和利用有效信息的基礎，必將進一步得到社會各界的普遍關注。我國加大研發新型傳感器力度，追上其他科技發達國家，其意義長遠。（百度文庫）
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