“智能制造”下的主角
——傳感器

文 李 偉

“智能制造”下的主角
——傳感器

文 李 偉

傳感器，作為物聯(lián)網(wǎng)采集信息的終端工具，就如同物聯(lián)網(wǎng)的“眼睛”“鼻子”和“耳朵”，是一種不可或缺的存在。

現(xiàn)今，當(dāng)人們提及“工業(yè)4.0”這一概念時已經(jīng)不再陌生，一言以蔽之，其背后所指為“工業(yè)+信息互聯(lián)”。反觀國內(nèi)，我國則啟用了一個專屬的名詞—“中國制造2025”，這兩者的本質(zhì)內(nèi)容是一致的，都指向一個核心—智能制造。而面對“智能制造”始終繞不過一個詞兒—傳感器。

從近期我國發(fā)布的《中國制造2025》重點領(lǐng)域技術(shù)路線圖中可窺探一二，在十大重點領(lǐng)域中，其中就有六大領(lǐng)域涉及傳感器，如節(jié)能與新能源汽車、新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)、航空航天裝備等，其所涉及的傳感器包括溫度傳感器、壓力傳感器、振動傳感器、陀螺儀、傳感器ASIC等。位于上海寶山區(qū)復(fù)旦軟件園的上海賽赫信息科技有限公司（以下簡稱“賽赫”）正是以傳感器為主要經(jīng)營業(yè)務(wù)的資深解決方案提供者。其核心技術(shù)為聲表面波（SAW）技術(shù)，且已有成熟的產(chǎn)品推向了市場。目前，賽赫掌握了從建模仿真、材料選取、器件設(shè)計到封裝測試，再到終端產(chǎn)品軟件校準(zhǔn)和測量等一整套技術(shù)。

記者說：

信息互聯(lián)被看作是繼計算機、互聯(lián)網(wǎng)之后，世界信息產(chǎn)業(yè)的第三次浪潮。而作為互聯(lián)的關(guān)鍵所在——傳感器，作為物聯(lián)網(wǎng)采集信息的終端工具，就如同物聯(lián)網(wǎng)的“眼睛”“鼻子”和“耳朵”，是一種不可或缺的存在。

賽赫在積極深挖技術(shù)創(chuàng)新、知識產(chǎn)權(quán)的同時，也努力在軟件層上尋求設(shè)備、數(shù)據(jù)及服務(wù)的融合。以此在新一輪的“中國制造2025”國家戰(zhàn)略背景下?lián)屨紓鞲衅黝I(lǐng)域的先機。

自主創(chuàng)新，增添話語權(quán)

“中國制造2025”的實現(xiàn)基礎(chǔ)就是各種信息通過相應(yīng)的工業(yè)傳感器實現(xiàn)互聯(lián)，因此從某種程度上來看，對傳感器在性能上也提出了更多的要求，如集成化、高精度、低功耗、無線化和連通性。這家成立于2011年6月以“研發(fā)型”為主打的賽赫，30余人的團隊中研發(fā)人員占了80%，即5名員工里面有4個是研發(fā)人員。在人才梯隊的構(gòu)成中，本科以上學(xué)歷者占據(jù)大多數(shù)，其中不乏來自北京航空航天大學(xué)、上海交通大學(xué)、同濟大學(xué)、哈爾濱工程技術(shù)大學(xué)以及中國科技大學(xué)等高校的研發(fā)人員。

目前，賽赫已問世的產(chǎn)品是溫度傳感器。市面上，溫度傳感器無外乎紅外、光纖、有源傳感器三大類，而賽赫在歷經(jīng)數(shù)年的研發(fā)后，基于新一代傳感材料和制備工藝的無線無源傳感器可謂獨具特色。“我們的產(chǎn)品是新型溫度/壓力傳感系統(tǒng)，其基本工作原理為聲表面波技術(shù)。聲表面波傳播于壓電基片表面，通過物理、化學(xué)參量對聲波傳播特性的擾動對待測參量進行檢測。我們在對基片上傳播并返回來的信號進行數(shù)據(jù)處理以及專門的公式運算后讀出實際溫度、壓力等數(shù)值。”對賽赫產(chǎn)品線異常熟悉的賽赫總經(jīng)理張淳如是說，“我們在核心部件上創(chuàng)新地使用了陶瓷集成組件，最大的好處在于它能絕緣、防火，該技術(shù)已獲得國內(nèi)和國際專利認(rèn)證，可以說我們的傳感器已經(jīng)與國際水平比肩。”

此外，該傳感器的“無線無源”也有別于市面上其他傳感器。無源，即不需要電池供電；無線，即信號的傳輸無需數(shù)據(jù)線。這些功能為地處高壓、核輻射、山丘溝壑等地區(qū)的電網(wǎng)帶去了福音，真正解決了無線無源傳感器在智能電網(wǎng)領(lǐng)域中的應(yīng)用問題。“中國的電網(wǎng)建設(shè)很快，但用電需求更快。目前，智能電網(wǎng)的監(jiān)控存在兩大問題：其一，電極老化、溫度監(jiān)控問題還沒有良好的解決方案；其二，超高壓電的安全巡檢目前使用紅外檢測，容易造成誤報。使用無線無源傳感器，可以實時監(jiān)控電力系統(tǒng)，保證智能電網(wǎng)穩(wěn)定性和安全巡檢精準(zhǔn)性。”身為賽赫項目經(jīng)理的馮炳康如是說。據(jù)悉，該款無線無源溫度傳感器的使用壽命可達(dá)15年到20年之久，兼具靈活性與穩(wěn)定性。

截至目前，賽赫已經(jīng)申請了三項國內(nèi)發(fā)明專利，2015年1月被授權(quán)1項，還有兩項進入復(fù)審階段。此外，賽赫還相應(yīng)申請了三項國際PCT發(fā)明專利。“目前在全世界一共有兩家公司在溫度傳感器方面擁有完全自主的知識產(chǎn)權(quán)。一家為英國的TRANSENSE，還有一家就是中國上海的賽赫信息。”張淳在講述的過程中語氣瞬間高昂了起來，“值得注意的是，我們的專利跟它是互補的，互不侵犯。此外，我們非但做傳感器，還做接收器以及提供整套解決方案。”就國內(nèi)市場而言，出于安全的考慮，新產(chǎn)品的面世還需要一個接受的過程，但從目前來看，無線無源類溫度傳感器正處于被逐步接受的狀態(tài)。

除了溫度傳感器之外，賽赫的產(chǎn)品還涵蓋了壓力傳感器，主要應(yīng)用于汽車行業(yè)，即胎壓監(jiān)測。目前，賽赫已與北汽奔馳、上海通用、廣州菲亞特、天津豐田、武漢通用等廠家建立了戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系。在它們的生產(chǎn)線上賽赫的產(chǎn)品已被調(diào)成了“出廠設(shè)置”，由此為車主的駕駛保駕護航。

進入藍(lán)海

隨著中國以及亞洲國家工業(yè)化的發(fā)展，以中國為主的亞洲地區(qū)也正在成為傳感器領(lǐng)域全世界最大的市場，并占據(jù)近1/3的市場份額。資料顯示，我國市場在2016年底將達(dá)到1200億元的規(guī)模，目前傳感器生產(chǎn)企業(yè)呈現(xiàn)集中度極強的特征。未來，市場增長點將在無線、MEMS以及生物傳感器等領(lǐng)域，賽赫公司基于MEMS技術(shù)的SAW傳感器將重點關(guān)注此市場的應(yīng)用，并且積極發(fā)展行業(yè)應(yīng)用，努力開拓更大的市場。

面對這一片巨大的藍(lán)海，從張淳的口中可以看出他對于公司在未來的發(fā)展充滿了希望，“目前在國內(nèi)電力行業(yè)開關(guān)柜這塊，存量大概是1000萬臺柜子，每年更新改造或新增的柜子，預(yù)估大概是50萬臺。當(dāng)然這個數(shù)字里面會涉及各家的傳感器產(chǎn)品，但初步預(yù)估我們將會占到十分之一的比重，當(dāng)然也有可能不止。如果十分之一的話，那就是至少5萬臺柜子，折合下來大概有2億多元入賬。”

張淳的這一說法并非空穴來風(fēng)。根據(jù)2015年版中國統(tǒng)計年鑒報告，當(dāng)年銷售的電力開關(guān)設(shè)備 (3.6kV—550 kV) 共151.8萬臺，按10年折舊更換來估算的話，中高壓范圍的開關(guān)設(shè)備市場存量為1000萬臺左右。如果所有開關(guān)設(shè)備都必須安裝溫度安全監(jiān)控系統(tǒng)，按照每套5000元人民幣的價格，則市場總?cè)萘考s為500億元人民幣；如果假設(shè)10%的設(shè)備會安裝，則市場容量約為50億元人民幣。因此，傳感器這一市場就像一塊尚未被切分的大蛋糕，國內(nèi)外廠家紛紛瞄準(zhǔn)了這一藍(lán)海。

“SAW芯片級研發(fā)主要集中在歐美，分別是英國的TRANSENSE、德國的WIKA以及美國的VECTRON、INTELISAW公司（TRANSENSE子公司，馮炳康補充道，“2013年，SAW溫度監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)正式進入國家電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，賽赫公司是目前世界市場內(nèi)僅有的兩家可以提供成熟產(chǎn)品的供應(yīng)商之一。因此，我們對于所研發(fā)出來的產(chǎn)品有著十足的信心。”