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物聯(lián)天下，傳感先行。近年來隨著物聯(lián)網(wǎng)、智能手機(jī)、汽車電子、醫(yī)療電子等產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，對陀螺儀、加速度傳感器、MEMS麥克風(fēng)等傳感器件的需求不斷增加，傳感器產(chǎn)業(yè)RFID世界網(wǎng)進(jìn)入快速發(fā)展階段。傳感器市場的需求方向是什么？未來的技術(shù)走向如何？中國傳感器產(chǎn)業(yè)的優(yōu)劣勢何在？應(yīng)如何健康發(fā)展？日前，在由中國電子元件行業(yè)協(xié)會敏感元器件與傳感器分會、德國傳感器協(xié)會AMA等單位聯(lián)合主辦的傳感技術(shù)高峰論壇上，各方專家就上述問題進(jìn)行了深入探討。
智能識別、廣泛互聯(lián)物聯(lián)網(wǎng)成主要應(yīng)用
物聯(lián)網(wǎng)、智慧城市將是傳感器最主要的應(yīng)用市場之一，其應(yīng)用將滲透于未來生活的各個層面。
2013年初，國務(wù)院發(fā)布了《關(guān)于推進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)有序健康發(fā)展的指導(dǎo)意見》，明確提出推進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)與新一代移動通信、云計算、下一代互聯(lián)網(wǎng)、衛(wèi)星通信等技術(shù)的融合發(fā)展，使之成為產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級和技術(shù)創(chuàng)新的突破口。無論物聯(lián)網(wǎng)還是智慧城市健康發(fā)展，均需要具備4大特征：全面透徹的感知、寬帶泛在的互聯(lián)、智能融合的應(yīng)用以及以人為本的可持續(xù)創(chuàng)新。其中感知需求被列為首位，因為只有通過傳感技術(shù)，實現(xiàn)了對城市等相關(guān)各個層面的監(jiān)測，才有可能實現(xiàn)后面的智能識別、廣泛互聯(lián)、全面調(diào)用、智能處理等。
對此，工業(yè)和信息化部電子元器件行業(yè)發(fā)展研究中心總工程師郭源生指出，物聯(lián)網(wǎng)、智慧城市將是傳感器最主要的應(yīng)用市場之一，其應(yīng)用將滲透于未來生活的各個層面，如對森林礦山電力設(shè)施的火災(zāi)監(jiān)控；對人、物體圖像的抽出、追蹤監(jiān)控；在智能樓宇中對視頻、光纖、氣體、溫濕度的監(jiān)控；在出入境管理系統(tǒng)中的生物識別與智能監(jiān)控；其他還有諸如智慧醫(yī)療與健康服務(wù)類傳感器、智能家居中的各種傳感器、智能交通系統(tǒng)中以RFID為主兼用各種物理量的傳感器、能源使用量的檢測與控制類傳感器、環(huán)境類傳感器等。
標(biāo)準(zhǔn)工藝與先進(jìn)封裝推動傳感技術(shù)提升
傳感器技術(shù)呈現(xiàn)出去單一功能化特征，朝著智能化、集成化的方向發(fā)展。
隨著物聯(lián)網(wǎng)、智慧城市等應(yīng)用市場的快速發(fā)展，對傳感器產(chǎn)品在低功耗、可靠性、穩(wěn)定性、低成本、小型化、微型化、復(fù)合型、標(biāo)準(zhǔn)化等技術(shù)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)方面提出了更高的要求。結(jié)合上述需求，傳感器企業(yè)也在積極展開技術(shù)研發(fā)，以滿足市場需求。
MEMS的優(yōu)勢在于批量化的制造技術(shù)，成本低、便于集成、功耗低；但與此同時，MEMS傳感器也存在體積過小目前只能采用準(zhǔn)三維技術(shù)加工，加工精度相對較低的問題。因此，進(jìn)一步發(fā)展傳感技術(shù)，滿足市場需求時，應(yīng)當(dāng)注意采取措施揚(yáng)長避短。比如針對傳感器難以實現(xiàn)通用的標(biāo)準(zhǔn)工藝問題，已有企業(yè)在著手開發(fā)特定領(lǐng)域的工藝標(biāo)準(zhǔn)，如MUMPs等；針對傳感器環(huán)境界面千差萬別，器件含可動結(jié)構(gòu)、封裝難度大、成本高的問題，已有企業(yè)在開發(fā)圓片級封裝技術(shù)。通過圓片級封裝可有效降低后續(xù)封裝與組裝的難度，目前圓片級封裝已獲得廣泛應(yīng)用，很多Foundry均已推出WLP服務(wù)。此外，由于MEMS器件的密度低、工作頻率較低、可容忍一定的串聯(lián)電阻，對TSV的要求反而低于IC，因此目前TSV技術(shù)也已獲得一定應(yīng)用。中國科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所研究員、博士生導(dǎo)師楊恒介紹。
總結(jié)MEMS傳感器的技術(shù)趨勢，楊恒指出，相比于傳統(tǒng)技術(shù)，傳感器技術(shù)呈現(xiàn)出去單一功能化特征，朝著智能化、集成化方向發(fā)展。此外，數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、低成本、標(biāo)準(zhǔn)化也成為傳感器產(chǎn)品發(fā)展的總體趨勢。
政府企業(yè)攜手解決傳感產(chǎn)業(yè)小散難題
特別應(yīng)加強(qiáng)傳感器的可靠性設(shè)計，解決國內(nèi)產(chǎn)品可靠性不高的難題。
鑒于傳感器的廣泛市場應(yīng)用，已經(jīng)成為極為重要的電子器件，加大力度推進(jìn)發(fā)展勢在必行。此前，工業(yè)和信息化部便聯(lián)合科學(xué)技術(shù)部、財政部和國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會發(fā)布了《加快推進(jìn)傳感器及智能化儀器儀表產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動計劃》，提出2013～2025年總體發(fā)展目標(biāo)：傳感器整體水平跨入世界先進(jìn)行列，產(chǎn)業(yè)形態(tài)實現(xiàn)由生產(chǎn)型制造向服務(wù)型制造的轉(zhuǎn)變，涉及國防及重點產(chǎn)業(yè)安全、重大工程所需的傳感器及智能化儀器儀表實現(xiàn)自主制造和自主可控，高端產(chǎn)品和服務(wù)市場占有率提高到50%以上。
不過，中國儀器儀表行業(yè)協(xié)會傳感器分會名譽(yù)理事長徐開先表示，目前國產(chǎn)傳感器仍存在穩(wěn)定性、可靠性和一致性差，關(guān)鍵共性基礎(chǔ)技術(shù)研究長期缺失；產(chǎn)業(yè)化問題未能得到很好解決，難以實現(xiàn)批量生產(chǎn)；經(jīng)營模式、市場機(jī)制不活，市場推廣應(yīng)用難度大，難以發(fā)揮資源、人才優(yōu)勢等問題。
而要解決上述問題，徐開先指出，一方面需要從國家政府層面協(xié)調(diào)處理：統(tǒng)籌我國傳感器產(chǎn)業(yè)布局；注重與國家重大專項與重點工程銜接；加強(qiáng)政府各部門之間的溝通協(xié)商；推動官產(chǎn)學(xué)研用協(xié)同創(chuàng)新；發(fā)揮企業(yè)主體地位作用；助推行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，形成龍頭企業(yè)及小而精、精而專、專而強(qiáng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式；加強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)、檢測、裝備平臺建設(shè)，鼓勵采用國產(chǎn)傳感器。
另一方面對傳感器設(shè)計制造部門來說，應(yīng)從產(chǎn)品、應(yīng)用市場、營銷模式、基礎(chǔ)設(shè)施、專業(yè)人才協(xié)調(diào)等諸多方面綜合考慮，特別應(yīng)加強(qiáng)傳感器的可靠性設(shè)計，解決國內(nèi)產(chǎn)品可靠性不高的難題。首先應(yīng)確定可靠性指標(biāo)，可與產(chǎn)品功能、性能指標(biāo)一起確定。其次是建立可靠性模型、可靠性分配、可靠性分析、可靠性預(yù)測、可靠性設(shè)計評審，進(jìn)行試制產(chǎn)品可靠性試驗，逐步設(shè)計改進(jìn)。
