市場、技術和政策三大因素將驅動傳感器產業(yè)快速發(fā)展。隨著電子、材料、物理、化學等多方面發(fā)展,特別是MEMS工藝技術的成熟和應用,滿足市場需求的多功能、微型化、數(shù)字化、系統(tǒng)化、網絡化、智能化傳感器不斷涌現(xiàn),形成傳感器發(fā)展新熱點。
目前,傳感器技術從單一的物性型,向功能、技術復合集成以及微型化、多功能、數(shù)字化、智能化、系統(tǒng)化、網絡化發(fā)展成為未來技術和產業(yè)發(fā)展主要趨勢。我國已有1700余家企事業(yè)單位從事傳感器的研制、生產和應用,產業(yè)門類基本齊全,敏感元件和傳感器年總產量已超過20億只,傳感器產品達到10大類、42小類、6000多個品種。其中,聲敏、力敏、光敏、氣敏、磁敏、RFID六大類別的主流產品,已經具備產業(yè)化技術基礎和市場應用需求空間,可形成產業(yè)化規(guī)模生產。 而且,在各行業(yè)領域物聯(lián)網應用需求的帶動下,不同系統(tǒng)技術協(xié)同和智能化標準要求所迫,網絡化、智能化傳感器將成為今后技術與產業(yè)發(fā)展的又一大趨勢。
在應用方面,無論是航空航天飛行器、火車、高鐵、汽車,還是移動終端,包括機器人,都是一個多技術融合與聚集的“平臺”,是一個安裝傳感器的“平臺”,它的優(yōu)劣取決于裝了多少個傳感器。
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比如,高鐵的快速發(fā)展將為傳感器帶來巨大市場,按照國家規(guī)劃,到2030年鐵路運營達20萬公里(2015年為12.1萬公里),其中高鐵運營達4.5萬公里(2015年為1.9萬公里),高鐵裝有數(shù)量龐大的傳感器來完成車輛、軌道線路、自然環(huán)境等的監(jiān)測,隨著中國中車“軌道交通安全保障技術項目”的研發(fā)與實施,將成為高端智能傳感器的新的增長點。
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再以汽車為例,普通轎車所用傳感器數(shù)量超過100 只/車,高級轎車所用傳感器超過200只/車,按照“到2020年新能源汽車保有量達到500萬輛”的國家規(guī)劃,新能源汽車將為傳感器帶來快速增長的巨大市場。
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再例如,機器人中有內傳感器和外傳感器之分,內傳感器就是內部之間的活動關節(jié)相互之間的關系,要通過傳感器獲取大量數(shù)據并傳輸;外傳感器是通過它的五官和外界窗口來實現(xiàn)。不同類型和功能的機器人,其性能和功能的優(yōu)劣,無疑是看其安裝了多少傳感器,同時看其安裝了什么類別和品質的傳感器而已。
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沒有傳感器就沒有大數(shù)據。傳感器不僅可以決定這些“平臺”技術高低和性能優(yōu)劣,同時也可以通過獲取聲音、溫濕度、壓力、流量、磁場、氣體、形態(tài)圖樣等各種參數(shù)指標的變化,來監(jiān)控“平臺”自身運行狀態(tài)和安全狀況,使得“平臺”能夠安全可靠、健康穩(wěn)定的有效運行。結合系統(tǒng)體系構架、軟件服務模型形成完整的“智能”與“智慧”系統(tǒng),滿足工業(yè)領域的智能管理需求。
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現(xiàn)階段物聯(lián)網示范工程,如智能電網、智能交通、環(huán)境監(jiān)測、公共安全、智能家居、智能醫(yī)院、智能高鐵、戰(zhàn)場感知、機場圍界、食品加工、感知石化、智慧農業(yè)、現(xiàn)代物流、智能樓宇、生物制藥、政府公務、智能消防、工業(yè)監(jiān)測、老人護理、社區(qū)醫(yī)療、花卉栽培、水系監(jiān)測、食品溯源、敵情偵查和情報搜集等四百多個示范工程項目正式列入物聯(lián)網目錄,都是應用各類傳感器技術與產品的主要市場,也無疑為傳感器技術創(chuàng)新發(fā)展提供了充分的想象空間。
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此外,傳感器不僅可以探知宏觀世界和微觀世界,甚至可以感知到我們生命的各種信息,獲取人體生理參數(shù)指標等大數(shù)據,如血糖、血脂、血氧、脈象、心電、腦壓、腦電、體溫。
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我國已“快速、跑步進入老齡化社會”,家庭服務未來將是一個很大的問題。科技助老成為今后創(chuàng)新的又一大方向。相關機構研究,未來從可穿戴到家庭智能終端,以及服務型機器人會形成8萬億元到10萬億元的市場規(guī)模。未來服務型機器人的功能是很強大的,生活指導、娛樂游戲、慢性病護理、健康管控、應急救助等等各盡所需。因此,找到個性化的健康樣本值和分析模型是應用技術創(chuàng)新的難點和關鍵,是通往“智能”與“智慧”的瓶頸,也是創(chuàng)新的目標、任務與方向。結合系統(tǒng)體系構架、服務模式就形成了完整的“智能”與“智慧”系統(tǒng),滿足不同人體的健康管理需求。
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這種模型和模式的構架是物聯(lián)網技術,以及實現(xiàn)智能化智能制造的一個關鍵要點和難點,也是智能傳感器要解決的核心問題。按照層級化的觀點,智能傳感器無疑也是一種系統(tǒng)集成和網絡構架下的共性基礎技術。也是當前系統(tǒng)應用和技術創(chuàng)新的又一個“瓶頸”。
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為了打破產業(yè)與應用之間障礙,解決產業(yè)對接市場和共性技術產業(yè)化問題,在“十三五”期間,我國制定國家傳感器產業(yè)長期的發(fā)展戰(zhàn)略,工信部制定的“智能傳感器產業(yè)三年行動指南(2017-2019年)”即將出臺,明確了傳感器產業(yè)發(fā)展目標和方向就是智能化傳感器,并制定了相應的產業(yè)發(fā)展路線圖,確定了MEMS(微機電系統(tǒng))工藝和集成電路工藝相結合的產業(yè)發(fā)展路徑,以及以市場應用為主導的政策扶持原則。這些規(guī)劃與政策推動將成為實現(xiàn)產業(yè)安全、自主、可控的產業(yè)化發(fā)展必然選擇,既可以促進我國傳感器產業(yè)的快速健康發(fā)展,又可以提升我國產業(yè)自主發(fā)展的能力與核心競爭力。