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物聯(lián)網(wǎng)、消費電子、智能管理等應(yīng)用的發(fā)展，使我國傳感器市場快速成長起來。但是必須正視的一個問題是，目前我國高端傳感器大部分需從國外引進(jìn)。這與我國傳感器產(chǎn)業(yè)核心技術(shù)不過關(guān)、掌握程度較低密切相關(guān)。在近日召開的由中電元協(xié)敏感元器件與傳感器分會主辦的“敏感元器件與傳感器創(chuàng)新發(fā)展論壇暨中電元協(xié)敏感元器件與傳感器分會2014年會”上，與會專家一致認(rèn)為，提升我國傳感器產(chǎn)業(yè)的整體實力，既要立足產(chǎn)業(yè)鏈整合，提升企業(yè)創(chuàng)新能力，也需在知識產(chǎn)權(quán)策略等方面下工夫，合力推進(jìn)。
處于向新型傳感器轉(zhuǎn)型階段
作為物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)實現(xiàn)的載體，傳感器在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的地位至關(guān)重要，無論是智能電網(wǎng)、智能醫(yī)療、智能交通，還是智能家居、智能監(jiān)控、智能樓宇等各大物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)中，傳感器都發(fā)揮著舉足輕重的作用，離開了傳感器，所有關(guān)于智能世界的美好暢想都將化為烏有。對此，工信部電子司巡視員胡燕指出：“傳感技術(shù)應(yīng)同計算技術(shù)與通信技術(shù)一起合稱為信息技術(shù)領(lǐng)域的三大支柱。以傳感器為代表的感知制造業(yè)將是未來重要的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，是信息系統(tǒng)的源頭，是實現(xiàn)自動化、智能化的核心。”
但是，我國傳感器產(chǎn)業(yè)在迎來發(fā)展機(jī)遇的同時，也面臨著挑戰(zhàn)。中國電子元件行業(yè)協(xié)會理事長溫學(xué)禮表示：“目前，我國的敏感元器件與傳感器與國際先進(jìn)水平差距還很大，國內(nèi)企業(yè)提供的產(chǎn)品還遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了物聯(lián)網(wǎng)和IT行業(yè)等的需求。”胡燕也表示：“我國市場上使用的高端傳感器核心芯片大量來自進(jìn)口，國內(nèi)大多數(shù)企業(yè)只能集中于中低端市場。2013年我國傳感器市場銷售額突破1000億元，但進(jìn)口占比較大，其中傳感器約60%，傳感器芯片約80%，MEMS芯片基本100%。由于半導(dǎo)體芯片/MEMS技術(shù)進(jìn)展較慢，國產(chǎn)可用于智能終端、可穿戴設(shè)備等產(chǎn)品的傳感器種類及數(shù)量較為有限。”
胡燕還指出，更為重要的是，當(dāng)前傳感器產(chǎn)業(yè)正處于傳統(tǒng)型產(chǎn)品向新型傳感器轉(zhuǎn)型的階段。以MEMS等為代表的新型傳感器，不僅促進(jìn)了傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的改造，而且在工業(yè)化、信息化推進(jìn)過程中作用巨大，屬于戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)。同時，傳感器產(chǎn)業(yè)也是我國可以大有作為的重要產(chǎn)業(yè)之一。中國不應(yīng)在這一領(lǐng)域有所缺失。
積極卡位新產(chǎn)品、新技術(shù)
盡管與國際先進(jìn)水平尚有差距，但是中國依托龐大而多樣的市場，完全有機(jī)會追趕，甚至超越。“追趕國際發(fā)展步伐，整合產(chǎn)業(yè)鏈，加快企業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新，特別是在新技術(shù)、新產(chǎn)品的布局上不要落后，十分關(guān)鍵。應(yīng)用是關(guān)鍵，技術(shù)突破是核心。”胡燕表示。
近年來傳感器在應(yīng)用端需求的推動下，新技術(shù)、新產(chǎn)品發(fā)展很快。如MEMS傳感器、磁阻傳感器、熱敏傳感器等領(lǐng)域都出現(xiàn)了許多新的技術(shù)進(jìn)展。中國應(yīng)在新技術(shù)發(fā)展之初即積極卡位。
根據(jù)胡燕的介紹，消費電子的發(fā)展勢頭迅猛，傳感器在智能終端、可穿戴設(shè)備等產(chǎn)品中應(yīng)用廣泛，MEMS傳感器的發(fā)展十分迅速。據(jù)統(tǒng)計，智能手機(jī)中所采用的傳感器在2013年全球出貨量達(dá)百億只，產(chǎn)業(yè)銷售額達(dá)到千億元規(guī)模。這是我國必須加快趕上的領(lǐng)域。
江蘇多維科技有限公司董事長薛松生介紹了磁阻傳感器的技術(shù)動向。“磁阻傳感器具有可靠、耐用等特點，是磁性傳感器的重要部分，具有極為廣闊的應(yīng)用空間，以前主要應(yīng)用于航天和軍工領(lǐng)域，近幾年來已開始被手機(jī)、GPS、汽車電子等采用。其中，TMR（MTJ）元件作為磁阻傳感器的下一代技術(shù)，利用磁性多層膜材料的隧道磁電阻效應(yīng)對磁場進(jìn)行感應(yīng)，比之前所發(fā)現(xiàn)并實際應(yīng)用的AMR元件和GMR元件具有更大的電阻變化率，可實現(xiàn)更好的溫度穩(wěn)定性、更高的靈敏度、更低的功耗、更好的線性度，以及不需要額外的聚磁環(huán)結(jié)構(gòu)等特點。”薛松生指出。
中國電子科技集團(tuán)公司第49研究所研究員周明軍則強(qiáng)調(diào)了加強(qiáng)片式氧傳感器開發(fā)制造的重要性。他指出：“氧化鋯氧傳感器是應(yīng)用于汽車電子領(lǐng)域的重要器件，正從管式的氧傳感器向板式（片式）、寬域氧傳感器過渡。國內(nèi)目前沒有一家企業(yè)能夠批量生產(chǎn)。而有關(guān)數(shù)據(jù)顯示，自2009年開始，已有75%的新車開始安裝片式氧傳感器產(chǎn)品。”
加強(qiáng)專*情報工作
創(chuàng)新技術(shù)的開發(fā)與掌握對于包括傳感器在內(nèi)的電子信息產(chǎn)業(yè)來說至關(guān)重要，事關(guān)基礎(chǔ)實力的提升。在這一發(fā)展過程中，技術(shù)發(fā)展固然重要，但是企業(yè)還應(yīng)重視和靈活應(yīng)用知識產(chǎn)權(quán)策略。它在技術(shù)創(chuàng)新過程中的輔助效應(yīng)極為明顯。
“就國內(nèi)目前專*狀況來看，與傳感器相關(guān)專*累計申請量達(dá)到41889件，增速較快，其中發(fā)明專*占60%、實用新型35%、外觀專*5%。我國MEMS專*整體申請量大，但是核心專*大多掌握在外國公司手中，國內(nèi)公司和研究機(jī)構(gòu)的專*大多沒有進(jìn)入實用化階段。而且國內(nèi)企業(yè)對于專*的維護(hù)度不夠，專*過期后沒有后續(xù)的保障。”胡燕表示。
國家知識產(chǎn)權(quán)局知識產(chǎn)權(quán)發(fā)展研究中心副主任陳燕指出：“國內(nèi)傳感器企業(yè)應(yīng)當(dāng)重視，并加強(qiáng)專*情報工作。專*情報是對產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀、研發(fā)投資決策、風(fēng)險評估、技術(shù)脈絡(luò)、產(chǎn)品定位、技術(shù)空白點等進(jìn)行分析，可以幫助企業(yè)充分了解相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域中專*技術(shù)的現(xiàn)狀、重點技術(shù)、技術(shù)生命周期等。在產(chǎn)品研發(fā)或投資前進(jìn)行專*信息采集與分析，可避免決策失誤、浪費時間與金錢；研發(fā)中進(jìn)行專*分析，可及時避開已有專*的技術(shù)陷阱，及時發(fā)覺并盡早進(jìn)行專*回避和創(chuàng)新設(shè)計；研發(fā)后進(jìn)行專*分析，可跟蹤相關(guān)技術(shù)發(fā)展動態(tài)，盡早了解是否被侵權(quán)、侵權(quán)程度及侵權(quán)對象，及早做好應(yīng)對策略。”
專家觀點
工信部電子信息司巡視員胡燕
新型傳感技術(shù)走向移動互聯(lián)網(wǎng)化
當(dāng)前，傳感器正處在傳統(tǒng)型傳感器向新型轉(zhuǎn)型的發(fā)展階段，對物理、化學(xué)、生物感應(yīng)的傳感技術(shù)成為熱點。新型傳感器的特點包括微型化、數(shù)字化、智能化、系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化、移動互聯(lián)網(wǎng)化等，多媒體信息采集、地理位置、生物識別、MEMS等發(fā)展迅速，微型無線感知技術(shù)成為重要技術(shù)手段。美國提出第三次工業(yè)革命，歐洲提出工業(yè)4.0，傳感器都是重要發(fā)展內(nèi)容。
傳感器產(chǎn)業(yè)既有機(jī)遇也存挑戰(zhàn)。國內(nèi)企業(yè)只能集中于中低端市場,在供給能力與應(yīng)用需求差距上存在挑戰(zhàn)。中國傳感產(chǎn)業(yè)要想取得戰(zhàn)略突破，企業(yè)是先鋒，應(yīng)用是關(guān)鍵，技術(shù)突破是核心。應(yīng)積極進(jìn)行基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)提升，整合產(chǎn)業(yè)鏈，同時重視應(yīng)用創(chuàng)新、知識產(chǎn)權(quán)策略，協(xié)調(diào)發(fā)展。
國家知識產(chǎn)權(quán)局知識產(chǎn)權(quán)發(fā)展研究中心副主任陳燕
專*情報對傳感器企業(yè)有重要作用
傳感器是一門新興的產(chǎn)業(yè)，尚存巨大的發(fā)展空間，也為我國追趕國際水平提供了機(jī)會。專*情報對傳感器企業(yè)有重要作用，可促進(jìn)企業(yè)技術(shù)價值的最大化和產(chǎn)業(yè)價值鏈地位提升、提高企業(yè)對產(chǎn)業(yè)發(fā)展的影響和控制力，增強(qiáng)企業(yè)在國際競爭和規(guī)則制定中的話語權(quán)。要發(fā)揮專*在企業(yè)發(fā)展方式選擇和技術(shù)升級、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整等工作中的引領(lǐng)作用，為企業(yè)發(fā)展決策提供支撐。
專*情報可進(jìn)行研發(fā)投資決策、風(fēng)險評估、產(chǎn)品定位和技術(shù)空白點研究等，幫助企業(yè)充分了解相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域中專*技術(shù)的現(xiàn)狀、生命周期研究等；在研發(fā)或投資前進(jìn)行專*信息采集與分析，可避免決策失誤；研發(fā)后進(jìn)行專*分析，可跟蹤相關(guān)技術(shù)發(fā)展動態(tài)，盡早了解是否被侵權(quán)及被侵權(quán)程度，及早做好應(yīng)對策略。
中國電子元件行業(yè)協(xié)會理事長溫學(xué)禮
傳感器產(chǎn)業(yè)發(fā)展空間巨大
近幾年來，隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，敏感元器件與傳感器行業(yè)也得到較快發(fā)展，出現(xiàn)了許多新產(chǎn)品。智能機(jī)器人、可穿戴設(shè)備以及智能終端等，都對傳感器提出了更多和更新的需求。但是我國的敏感元器件與傳感器與國際先進(jìn)水平差距還很大。國內(nèi)企業(yè)提供的產(chǎn)品還遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了物聯(lián)網(wǎng)和IT行業(yè)等的需求。
近幾年工信部將敏感元器件與傳感器作為發(fā)展的重點，在政策上向行業(yè)傾斜，給予支持。希望在政府的支持下，業(yè)內(nèi)人士通過自己的努力迅速趕上國際水平。目前，物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展整體上仍然不盡如人意，與前幾年的期望相差甚遠(yuǎn)。原因是多方面的，其中之一是感知層，即敏感元器件與傳感器的發(fā)展水平還遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了物聯(lián)網(wǎng)的要求。
中國電子科技集團(tuán)公司第49研究所副所長張建書
創(chuàng)新跨界引領(lǐng)傳感行業(yè)發(fā)展
創(chuàng)新跨界，引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展，提質(zhì)增效，助推企業(yè)輝煌。作為物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)實現(xiàn)的載體，傳感器在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的地位至關(guān)重要，無論是智能電網(wǎng)、智能醫(yī)療、智能交通，還是智能家居、智能監(jiān)控、智能樓宇等各大物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)，傳感器都發(fā)揮著舉足輕重的作用，離開了傳感器，所有關(guān)于智能世界的美好暢想都將化為烏有。
但傳感器在迎來下一個春天的同時，同樣面臨著新一輪的挑戰(zhàn)，那就是傳感器產(chǎn)業(yè)核心技術(shù)的掌握程度。目前我國高端傳感器大部分是從國外引進(jìn)的，這跟我國傳感器產(chǎn)業(yè)面臨的核心技術(shù)不過關(guān)、掌握程度較低等因素有關(guān)，如果沒有及時進(jìn)行自主技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展，那么未來國內(nèi)傳感器產(chǎn)業(yè)有可能在競爭中失去行業(yè)優(yōu)勢。
南陽森霸光電股份有限公司董事長單森林
以掌握核心技術(shù)為長期戰(zhàn)略
隨著物聯(lián)網(wǎng)、自動化設(shè)備的不斷演繹，傳感器市場將得到廣闊的應(yīng)用與發(fā)展。南陽森霸光電的傳感器產(chǎn)業(yè)已經(jīng)發(fā)展了十幾年時間，主要經(jīng)營生產(chǎn)全系列光敏電阻、熱釋電紅外傳感器PIR等。
在整個發(fā)展過程中，森霸光電以掌握核心技術(shù)為長期戰(zhàn)略，積極探索產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合與創(chuàng)新之路，大力引進(jìn)人才，推進(jìn)新產(chǎn)品開發(fā)步伐。在紅外傳感、光敏傳感等產(chǎn)品開發(fā)生產(chǎn)上取得良好效果，自主研發(fā)了熱釋電紅外傳感器（PIR），是繼美國、日本之后全球第三家、國內(nèi)首家擁有該技術(shù)的企業(yè)。熱釋電紅外傳感器（PIR），40%以上的產(chǎn)品出口到美國、歐洲等國家和地區(qū)。
蘇格蘭Semefab公司首席執(zhí)行官Allan James
離子刻蝕可降低成本提高產(chǎn)品質(zhì)量
等離子刻蝕機(jī)對MEMS生產(chǎn)十分重要，主要原因是芯片的尺寸對半導(dǎo)體制造而言有非常重大的意義，可以降低成本，取得競爭優(yōu)勢。以前的氰氧化鉀腐蝕工藝在生產(chǎn)MEMS芯片時，芯片尺寸更大，改用離子刻蝕可以縮小芯片尺寸，降低成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量，最終將有利于公司收入的整體提升。采用等離子刻蝕將是MEMS傳感器行業(yè)的發(fā)展趨勢。
此外，通過離子刻蝕還可以實現(xiàn)TSV、WSP封裝等先進(jìn)解決方案。使用3D整合堆疊技術(shù)可讓芯片縮短互連長度，進(jìn)而改善系統(tǒng)效能，是未來包括傳感器在內(nèi)的所有半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展方向。
江蘇多維科技有限公司董事長薛松生
TMR磁傳感技術(shù)有更大發(fā)展空間
磁阻傳感器的基本原理是由于磁場變化引起磁阻的阻值變化，進(jìn)而引起電壓變化來檢測磁場變化，具有可靠、耐用等很多特點。磁阻傳感器的發(fā)展趨勢一方面是精度更高，另一方面是集成度更高。磁阻以前被作為單獨的器件來使用，現(xiàn)在卻向集成的方向走。
TMR元件是近年來開始工業(yè)應(yīng)用的新型磁電阻效應(yīng)傳感器，其利用的是磁性多層膜材料的隧道磁電阻效應(yīng)對磁場進(jìn)行感應(yīng)，比之前所發(fā)現(xiàn)并實際應(yīng)用的AMR元件和GMR元件具有更大的電阻變化率。作為GMR元件的下一代技術(shù)，TMR（MTJ）元件已完全取代GMR元件，被廣泛應(yīng)用于硬盤磁頭領(lǐng)域。相信TMR磁傳感技術(shù)將在工業(yè)、生物傳感、磁性隨機(jī)存儲等領(lǐng)域有極大的發(fā)展與貢獻(xiàn)。
中國電子科技集團(tuán)公司第49研究所研究員周明軍
加快開發(fā)量產(chǎn)片式氧傳感器
氧化鋯氧傳感器是目前最佳的燃燒氣氛測量方式，具有結(jié)構(gòu)簡單、響應(yīng)迅速、維護(hù)容易、使用方便、測量準(zhǔn)確等優(yōu)點。運用該傳感器進(jìn)行燃燒氣氛測量和控制既能穩(wěn)定和提高產(chǎn)品質(zhì)量，又可縮短生產(chǎn)周期，節(jié)約能源。
BOSCH、NGK、DENSO、DELPHI為4大氧傳感器領(lǐng)軍企業(yè)，其中BOSCH的市場占有率為60%，我國與4大領(lǐng)軍企業(yè)技術(shù)差距大約20年。當(dāng)前國內(nèi)企業(yè)主要生產(chǎn)管式的氧傳感器，這是BOSCH公司20世紀(jì)80年代開發(fā)的產(chǎn)品，而且管式的技術(shù)問題大多數(shù)國內(nèi)企業(yè)并沒有解決，主要體現(xiàn)在產(chǎn)品的使用壽命短、響應(yīng)速度慢。BOSCH公司新推出的板式（片式）、寬域氧傳感器國內(nèi)目前沒有一家企業(yè)能夠批量生產(chǎn)。自2009年開始，75%的新車安裝片式氧傳感器產(chǎn)品。
深圳順絡(luò)電子股份有限公司產(chǎn)品總工包漢青
我國NTC熱敏電阻存在不小差距
NTC熱敏電阻是一類在工業(yè)測溫領(lǐng)域應(yīng)用相當(dāng)廣泛的溫度傳感器。與半導(dǎo)體集成溫度傳感器相比，NTC熱敏電阻具有測溫范圍寬、使用方便、價格低廉等特點；與鉑熱電阻或熱電偶相比，NTC熱敏電阻具有靈敏度高、電路簡單、價格低廉的特點，主要應(yīng)用于家電、數(shù)碼通訊、汽車、工業(yè)、醫(yī)療等領(lǐng)域，用于溫度檢測及控制、溫度補償、抑制浪涌電流、流體流量測試等。產(chǎn)品類型包括SMD片式型，插件點滴型，PVC線材連接的傳感器、玻璃封裝插件型，漆包線連接傳感器型等。
我國的NTC與國際先進(jìn)水平還存在不少差距，技術(shù)領(lǐng)先企業(yè)主要是日本企業(yè)。差距主要表現(xiàn)在可靠性、一致性和電性精度方面存在不足。
南陽森霸光電技術(shù)有限公司技術(shù)總監(jiān)鄭國恩
積極探索產(chǎn)學(xué)研結(jié)合
構(gòu)筑企業(yè)為主體的技術(shù)創(chuàng)新體系是中國推進(jìn)傳感產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)步的重要途徑。企業(yè)要成為技術(shù)創(chuàng)新的主體，必須要走產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的道路。產(chǎn)學(xué)研結(jié)合是企業(yè)技術(shù)支撐的重要形式，國內(nèi)企業(yè)人才普遍缺乏，試驗設(shè)備不足，相反大專院校和科研院所遍布，技術(shù)力量相對較強(qiáng)，但與實際生產(chǎn)結(jié)合不足。產(chǎn)學(xué)研結(jié)合就是學(xué)術(shù)走向應(yīng)用的最佳途徑。
具體措施要得當(dāng)，應(yīng)鼓勵發(fā)展具有自主知識產(chǎn)權(quán)的科技企業(yè)，積極推進(jìn)科研院所與企業(yè)的新型戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系建設(shè)，突破傳統(tǒng)模式，積極探索新的產(chǎn)學(xué)研合作之路。技術(shù)創(chuàng)新要靈活，產(chǎn)學(xué)研結(jié)合要與科研單位及人員的利益掛鉤，或以企業(yè)為主體成立獨立運作的公司，或以市場為導(dǎo)向按實際需要進(jìn)行有效研發(fā)。
