物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展需要智能傳感器

據(jù)麥姆斯咨詢介紹，在萬物互聯(lián)時(shí)代，我國建成了全球最大的NB-IoT網(wǎng)絡(luò)，形成了最為活躍的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用市場。但與此同時(shí)，我國在物聯(lián)網(wǎng)傳感器方面有待突破。“目前我們最缺乏的是感知能力?！?a href="http://www.wenjunhu.com/v/" target="_blank">工業(yè)和信息化部原副部長、北京大學(xué)教授楊學(xué)山在2018中國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)生態(tài)大會(huì)上曾表示，中國的物聯(lián)網(wǎng)經(jīng)歷了七年多發(fā)展，無論是在技術(shù)還是應(yīng)用領(lǐng)域，都取得了巨大的進(jìn)步，但總體來看還存在不足。

在物聯(lián)網(wǎng)各項(xiàng)基礎(chǔ)技術(shù)中，感知技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)的根底和核心，同時(shí)也是制約我國物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的最大瓶頸。

物聯(lián)網(wǎng)需要智能傳感器

“IC與MEMS的集成與融合，是傳感技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必由之路，特別是高檔傳感器、智能傳感器?！?中國儀器儀表行業(yè)協(xié)會(huì)傳感器分會(huì)名譽(yù)理事長、沈陽儀表科學(xué)院原院長徐開先在接受《通信產(chǎn)業(yè)報(bào)》(網(wǎng))采訪中表示。

在全球信息技術(shù)跨界融合加速，萬物互聯(lián)的時(shí)代，智能傳感器作為與外界環(huán)境交互的重要手段和感知信息的主要來源，被視為決定未來信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的核心與基礎(chǔ)之一。

傳感器技術(shù)歷經(jīng)了多年的發(fā)展，大體可分為三代：第一代是結(jié)構(gòu)型傳感器，利用結(jié)構(gòu)參量變化來感受和轉(zhuǎn)化信號(hào); 第二代是20世紀(jì)70年代發(fā)展起來的固體型傳感器，這種傳感器由半導(dǎo)體、電介質(zhì)、磁性材料等固體元件構(gòu)成; 第三代傳感器是智能型傳感器。

智能傳感器具有信息采集、信息處理、信息交換、信息存儲(chǔ)功能的多元件集成電路，是集傳感芯片、通信芯片、微處理器、驅(qū)動(dòng)程序、軟件算法等于一體的系統(tǒng)級(jí)產(chǎn)品。

智能感知時(shí)代，智能傳感器扮演越來越重要的角色，2016年全球智能傳感器市場規(guī)模達(dá)到258億美元，而中國智能傳感器產(chǎn)值約14億美元。

物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能應(yīng)用的興起，推動(dòng)傳感技術(shù)由單點(diǎn)突破向系統(tǒng)化、體系化的協(xié)同創(chuàng)新轉(zhuǎn)變，大平臺(tái)、大生態(tài)主導(dǎo)核心技術(shù)走向態(tài)勢明顯，并成為發(fā)達(dá)國家和跨國企業(yè)布局的戰(zhàn)略高地。

2017年，工信部發(fā)布了《智能傳感器產(chǎn)業(yè)三年行動(dòng)指南(2017-2019年)》，提出了要在智能終端、物聯(lián)網(wǎng)、汽車電子等工業(yè)領(lǐng)域有所發(fā)展。據(jù)有關(guān)專家預(yù)計(jì)2019年中國的智能傳感器產(chǎn)值將達(dá)到35億美元，國產(chǎn)智能傳感器所占比重將達(dá)到25%以上，比之前比重提高一倍。

目前智能傳感器的應(yīng)用領(lǐng)域主要有消費(fèi)電子、汽車電子、工業(yè)電子和醫(yī)療電子四大領(lǐng)域。

在政策和市場驅(qū)動(dòng)下，我國智能傳感器產(chǎn)業(yè)生態(tài)趨于完備。設(shè)計(jì)、制造、封測等重點(diǎn)環(huán)節(jié)均有骨干企業(yè)布局。國內(nèi)智能傳感器技術(shù)研發(fā)已經(jīng)初步開展，同時(shí)一些科研機(jī)構(gòu)已建立起智能傳感器中試服務(wù)平臺(tái)，助推我國產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展。與此同時(shí)，核心技術(shù)缺失、產(chǎn)品有效供給不足、技術(shù)創(chuàng)新能力不強(qiáng)、科研生產(chǎn)與應(yīng)用不協(xié)同等問題仍然有待突破。

短板：高精度傳感器

但由于起步較晚，我國智能傳感器產(chǎn)業(yè)目前仍面臨產(chǎn)品有效供給不足、技術(shù)創(chuàng)新能力不強(qiáng)、科研生產(chǎn)與應(yīng)用不協(xié)同等問題，由此帶來的產(chǎn)業(yè)安全、信息安全挑戰(zhàn)不容忽視。

長期以來，在傳感器的關(guān)鍵行業(yè)，關(guān)鍵技術(shù)，高附加值應(yīng)用上，國際品牌還處于壟斷地位?！坝捎趥鞲衅鏖T類眾多，技術(shù)門檻不一，我國在常規(guī)的傳感器方面有所布局，但高精度的傳感器是短板?！焙幽蠋煼洞髮W(xué)從事物聯(lián)網(wǎng)研究的教授袁培燕向《通信產(chǎn)業(yè)報(bào)》(網(wǎng))記者表示。

高檔傳感器產(chǎn)品幾乎100%從國外進(jìn)口，90%芯片從國外進(jìn)口許多產(chǎn)品是“有品無芯”。工業(yè)自動(dòng)化用高檔變送器用傳感器，如EJA儀表中核心部件傳感器，年銷售35萬臺(tái)左右，全部由國外或國外在國內(nèi)的獨(dú)資企業(yè)生產(chǎn)。

汽車傳感器幾乎被國外壟斷，某些特種用途和特殊量程的傳感器，如航天、航空、航海專用傳感器，國內(nèi)基本不能生產(chǎn)。高端智能裝備領(lǐng)域光纖傳感器技術(shù)及產(chǎn)品與國外相比尚有較大差距。

在氣體傳感器領(lǐng)域，國內(nèi)企業(yè)的氣體傳感器技術(shù)整體研發(fā)水平大幅落后于發(fā)達(dá)國家，國內(nèi)對(duì)氣體傳感器的研究主要體現(xiàn)在低端的半導(dǎo)體傳感器和催化燃燒傳感器方面。在高端的紅外及電化學(xué)傳感器的研究較少，沒有成熟的應(yīng)用技術(shù)，高端紅外及電化學(xué)高端氣體傳感器及檢測儀器儀表依賴進(jìn)口。即使在低端的半導(dǎo)體和催化燃燒氣體傳感器方面，在產(chǎn)品的精度、穩(wěn)定性和工藝方面相對(duì)于國外先進(jìn)技術(shù)仍有較大差距。

溫度傳感器方面，對(duì)NTC熱敏電阻器，國內(nèi)企業(yè)實(shí)力嚴(yán)重不足，90%的市場份額被外資占領(lǐng)。極高溫、耐輻射、耐高壓的溫度傳感器尚不能批產(chǎn)。環(huán)境監(jiān)測傳感器領(lǐng)域空白多，產(chǎn)品少，細(xì)顆粒物沒有能力監(jiān)測。

脖子卡在哪?

談及我國傳感器落后的原因，多位專家均表示：技術(shù)、工藝以及材料等多種因素使然。創(chuàng)新能力弱;關(guān)鍵技術(shù)尚未突破;產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理，品種少、系列不全;企業(yè)能力弱。

“傳感器涉及到研發(fā)、設(shè)計(jì)以及生產(chǎn)等環(huán)節(jié)?！辈┝⑿?a href="http://www.wenjunhu.com/v/" target="_blank">科技總裁吳云橋向《通信產(chǎn)業(yè)報(bào)》(網(wǎng))表示，“我國在材料、制程以及工藝等關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域缺乏積累，所以這是一個(gè)長期的過程。”