論傳感器的現狀及趨勢

吳麗榮

（廈門軟件職業技術學院，福建 廈門 361024）

0 前言

當前社會已經從步入到了信息社會時代，隨著科技的發展和社會的進步，生活中對傳感器技術的需要已經越來越多，傳感器技術的發展已經在整個信息化社會進程中起到了決定性作用，對信息技術的革命，為人民生活帶來歷史性的革新的關鍵技術就是傳感器技術。早在20世紀80年代，美國就提出人類社會已經進入了傳感器時代，而作為現代科學技術的日本則把傳感器技術列為十大技術之首；美國軍方2000年舉出15個項目對提高21世紀空軍作戰能力起到關鍵性因素，其中傳感器技術位居第二；日本對傳感器技術的研發也非常重視，傳感器技術已經被日本列為最重要的六項技術之一，在20世紀90年代日本科技廳制定的90余項重大科技項目其中就有多大18項是關于傳感器技術的；而早在80年代初，美國就率先成立了美國國家技術小組（BGT），以幫助美國政府領導各大公司與國家企事業部門之間的傳感器技術開發工作。由此可見，傳感器技術越來越受到了各國的重視，隨著傳感器的不斷發展，勢必將會為我們的生活帶來越來越大的改變。

1 傳感器的發展歷史

傳感器技術的發展在國外一般有兩條不同的途徑，一條是以發達國家美國為首的先軍后民的道路，也就是說先由國家出資研發傳感器技術用于軍方探測等，待技術成熟后解密用于民間用途；另一條道路則是走的商品化道路，先將研發出來的傳感器技術投入到老百姓日常生活需要之中，待普及率提高后,通過用戶的不斷測試和實際使用，不斷的更新傳感器的功能，進而促進傳感器技術的進一步發展，而且投資回報時間更快些，此種做法在日本非常流行。

針對我國傳感器技術的發展現狀，評估專家一致認為：我國在傳感器技術領域和其他發達國家相比，在科研成果上要落后10年，而在生產成品的技術上更是落后15年。國外傳感器技術發展較快，主要有以下幾方面原因：1）非常重視傳感器功能材料研究：歷來，我們都是根據各種功能材料來制作種種傳感器，這往往限制了傳感器性能進一步提高。2）重視工藝研究：傳感器原理不難，也不保密，而最保密的是工藝。在國外，有不少評價“傳感器”不是一般的工業產品，而是一種完美的工藝品之佳作。1995年上海同濟大學的任總教授發表了“具有中國傳統特色的化學傳感器——敏感針”，這種針和中國傳統的針灸針外形一致，卻具有了自動探測人體穴位溫度、pH值、PO2多少和新陣代謝度等多個功能，均用儀器顯示讀數，已應應用在生物醫學的研究和臨床。這種敏感針是如何制作的，工藝屬于保密，可申請專利保護。3）重視質量管理與市場分析：新產品面世,首先從設計理論分析，到各種模型試驗、樣機性能考驗以至失敗原因分析等都提出相應技術分析報擊。首先在設計階段就組織質量、軟件試驗，產品設計工程技術人員共同對影響產品設計的可靠性、可測試性和可檢查進行探討，進而形成本技術的最佳解決方案。

人體是各類傳感器會集之處，而且絕大部分生物體內的傳感器都是分子傳感器。到目前為止，真正的傳感器，只有在生物體內能夠找到。這就提示我們，可以借助基因工程、生物合成分子傳感器系統。

有人預計未來的世紀分子傳感器時代即將到來。

2 我國傳感器的發展現狀

雖然我國早在20世紀60年代就已經存在傳感器雛形制造企業，那時在上海、四川、重慶等地成立的一些企業現在仍然存在。整個傳感器行業在國內的分布不均衡，在第十屆中國國際傳感器、測試測量展覽會上，中國傳感器協會副理事長谷榮祥提供了以下情況：國內的傳感器生產廠家主要集中在東南沿海等經濟發達地區，而對于經濟欠發達的西部等地區，類似的企業就比較少，而即使是傳感器企業，往往規模也比較小。谷榮祥先生說 “未來國內傳感器廠商的數量會先增后減”，從而使中國傳感器產業走向規范化發展的軌道。

在第十屆中國-國際傳感器、測試測量展覽會上，國內的傳感器生產企業也給我們帶來了很多驚喜，沈陽傳感器中心和青鳥元芯在壓力芯片制造中取得了突破，我國很多國家級的航天、電子研究所的芯片制造技術相互組合，如果再有市場因素推動，規模生產指日可待。而昆山雙橋傳感器測控技術有限公司、西安中星測控有限公司、寶雞麥克傳感器有限公司等開始集中力量考慮專項技術問題，并取得了一些成績。國內也已經有企業跟蹤高端傳感器的發展，比如MEMS技術，而MEMS已成為全球增長最快的產品之一。

3 傳感器發展的未來前景

隨著信息產業的飛速發展和環保生態產業的興起，21世紀的傳感器市場將會有更大發展，抓住傳感器發展機遇，不失時機地開發新產品，逐步形成產業，將會形成國民經濟新的增長點。

美國的硅谷已成為當今世界上MEMS研究中心。隨著傳感器技術、固態技術、微電子技術、計算技術等學科的飛速發展，一種高精度、低驅動、高可靠性、低功耗、占用空間小、重量輕和快速響應的嶄新的微型電子機械系統的傳感器即將在世界展現。不久的將來，可以組建一支納米機器蟲部隊，懷揣形形色色的納米級武器，在納米級馬達驅動下,去執行各種特殊任務。

應用仿生學、傳感器學、計算科學聯理作為仿生傳感器基礎獲得了突破性的發展，生物傳感器是跨學科的科學,它著眼于保健、環境、衣業和食品工業的檢測的需求。環境保護愈來愈普遍受到人們的重視。目前我國傳感器第一大用戶冶金行業,所需100種專用高附加值傳感器幾乎全部依靠進口（例如鋼水包的高溫稱重傳感器）。

從節能、環保、提高汽車安全性和舒適性等方面分析，將會有一個較大的市場需求。我國的化工行業，安全監測的傳感器市場，幾乎全部被美國本特律公司所占領。

4 總結

國外有傳感器專家這樣評述傳感器，“征服了傳感器就等于征服了科學技術”。幾位被訪者達成一個共識，就是國內傳感器企業要發展，離不開國家政策的支持。國內傳感器行業跟其他儀表行業一樣，由于屬于技術、投資兩個密集型的產業，過去國家認為這個行業必須大量投資且需積累多年，但產值卻不大，因此起初對發展傳感器態度并不積極，反而傾向于向國外購買，所以導致國內傳感器企業先天不良。但是政府后來認識到傳感器是高新技術的重要基礎和保障，就逐步地加大了支持力度，比如在用地、稅收和金融上。尤其是國家提出建設創新型社會以來，傳感器行業迎來了發展的春天。雖然現在國家仍然鼓勵民間資本介入傳感器領域，但是畢竟建立了一個積極的環境。在這次展會上，湖南益陽華星宇傳感科技園和中科昆山高科技產業園在展臺上充分展示了自己，而當地政府和國家政策的大力支持無疑是最吸引聽眾注意的地方之一。