傳感器是一種應(yīng)用非常廣泛的檢測(cè)裝置，如工業(yè)自動(dòng)化、農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化、航天技術(shù)、軍事工程、機(jī)器人技術(shù)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、安全保衛(wèi)、醫(yī)療診斷、交通運(yùn)輸、家用電器等，它能感受到被測(cè)量的信息，并能將感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號(hào)或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲(chǔ)、顯示、記錄和控制等要求。
隨著微型化、數(shù)字化、智能化、多功能化、系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化的要求，傳感器也向著小、快、靈等方向發(fā)展，我愛方案網(wǎng)預(yù)測(cè)未來(lái)傳感器在下面這三大領(lǐng)域?qū)?huì)大放異彩。
據(jù)國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的智能產(chǎn)品開發(fā)外包服務(wù)平臺(tái)快包大數(shù)據(jù)顯示，傳感器類任務(wù)占2016年快包上半年開發(fā)需求比例為8%，其中基于可穿戴、智能醫(yī)療、工業(yè)控制三大領(lǐng)域的應(yīng)用開發(fā)需求占整個(gè)傳感器開發(fā)達(dá)80%，未來(lái)三大領(lǐng)域?qū)鞲衅鞯男枨罅繉?huì)很大。
三大應(yīng)用領(lǐng)域推動(dòng)傳感器市場(chǎng)蓬勃向上發(fā)展
一、可穿戴式應(yīng)用領(lǐng)域
據(jù)美國(guó)ABI調(diào)查公司預(yù)測(cè)，2017年可穿戴式傳感器的數(shù)量將會(huì)達(dá)到1.6億。以谷歌眼鏡為代表的可穿戴設(shè)備是最受關(guān)注的硬件創(chuàng)新。谷歌眼鏡內(nèi)置多達(dá)10余種的傳感器，包括陀螺儀傳感器、加速度傳感器、磁力傳感器、線性加速傳感器等，實(shí)現(xiàn)了一些傳統(tǒng)終端無(wú)法實(shí)現(xiàn)的功能，如使用者僅需眨一眨眼睛就可完成拍照。當(dāng)前，可穿戴設(shè)備的應(yīng)用領(lǐng)域正從外置的手表、眼鏡、鞋子等向更廣闊的領(lǐng)域擴(kuò)展，如電子肌膚等。日前，東京大學(xué)已開發(fā)出一種可以貼在肌膚上的柔性可穿戴式傳感器。該傳感器為薄膜狀，單位面積重量只有3g/m2，是普通紙張的1/27左右，厚度也只有2微米。
二、智能醫(yī)療應(yīng)用領(lǐng)域
國(guó)內(nèi)外眾多醫(yī)療研究機(jī)構(gòu)，包括國(guó)際著名的醫(yī)療行業(yè)巨頭在傳感器技術(shù)應(yīng)用于醫(yī)療領(lǐng)域方面已取得重要進(jìn)展。如羅姆公司目前正在開發(fā)一種使用近紅外光(NIR)的圖像傳感器，其原理是照射近紅外光LED后，使用專用攝像元件拍攝反射光，通過改變近紅外光的波長(zhǎng)獲取圖像，然后通過圖像處理使血管等更加鮮明地呈現(xiàn)出來(lái)。一些研究機(jī)構(gòu)在能夠嵌入或吞入體內(nèi)的材料制造傳感器方面已取得進(jìn)展。如美國(guó)佐治亞理工學(xué)院正在開發(fā)具備壓力傳感器和無(wú)線通信電路等的體內(nèi)嵌入式傳感器，該器件由導(dǎo)電金屬和絕緣薄膜構(gòu)成，能夠根據(jù)構(gòu)成的共振電路的頻率變化檢測(cè)出壓力的變化，發(fā)揮完作用之后就會(huì)溶解于體液中。
三、工業(yè)控制應(yīng)用領(lǐng)域
2012年，GE公司在《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)：突破智慧與機(jī)器的界限》報(bào)告中提出，通過智能傳感器將人機(jī)連接，并結(jié)合軟件和大數(shù)據(jù)分析，可以突破物理和材料科學(xué)的限制，并將改變世界的運(yùn)行方式。報(bào)告同時(shí)指出，美國(guó)通過部署工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，各行業(yè)可實(shí)現(xiàn)1%的效率提升，15年內(nèi)能源行業(yè)將節(jié)省1%的燃料(約660億美元)。2013年1月，GE在紐約一家電池生產(chǎn)企業(yè)共安裝了1萬(wàn)多個(gè)傳感器，用于監(jiān)測(cè)生產(chǎn)時(shí)的溫度、能源消耗和氣壓等數(shù)據(jù)，而工廠的管理人員可以通過iPad獲取這些數(shù)據(jù)，從而對(duì)生產(chǎn)進(jìn)行監(jiān)督。超聲波氣象站集合了7個(gè)傳感器，為工業(yè)生產(chǎn)提供了一流的天氣監(jiān)測(cè)信息，為預(yù)防一些災(zāi)害事件提供可靠信息，從而提高效率，降低和總的成本。
目前，我國(guó)傳感器的生產(chǎn)企業(yè)主要集中在長(zhǎng)三角地區(qū)，并逐漸形成以北京、上海、南京、深圳、沈陽(yáng)和西安等中心城市為主的區(qū)域空間布局。隨著物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)等新興產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，傳感器產(chǎn)業(yè)也迎來(lái)了巨大的發(fā)展契機(jī)。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)傳感器市場(chǎng)持續(xù)快速增長(zhǎng)，年均增長(zhǎng)速度超過20%。2015年以來(lái)，在智能化電子產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)，物聯(lián)網(wǎng)智能終端與整機(jī)產(chǎn)品制造市場(chǎng)穩(wěn)定發(fā)展的帶動(dòng)下，傳感器產(chǎn)品國(guó)產(chǎn)化需求不斷增大，為國(guó)內(nèi)企業(yè)帶來(lái)巨大的發(fā)展空間，自主MEMS傳感器產(chǎn)品的研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化成為產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要方向。受物聯(lián)網(wǎng)快速發(fā)展的帶動(dòng)，傳感器市場(chǎng)規(guī)模也呈現(xiàn)快速發(fā)展的態(tài)勢(shì)，快包預(yù)測(cè)，未來(lái)5年中國(guó)傳感器市場(chǎng)的年復(fù)合增長(zhǎng)率將達(dá)到30%左右。
傳感器市場(chǎng)前景一片藍(lán)海，物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)如何沉著應(yīng)對(duì)
近年來(lái)，傳感器正處于傳統(tǒng)型向新型傳感器轉(zhuǎn)型的發(fā)展階段，傳感器產(chǎn)業(yè)作為國(guó)內(nèi)外公認(rèn)的具有發(fā)展前途的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)，以其技術(shù)含量高、經(jīng)濟(jì)效益好、滲透能力強(qiáng)、市場(chǎng)前景廣等特點(diǎn)為世人矚目。2007-2014年我國(guó)傳感器行業(yè)得到較好的發(fā)展，行業(yè)工業(yè)總產(chǎn)值總體呈上升趨勢(shì)，在GDP中的占比維持在0.10%-0.15%之間。
在發(fā)展高科技，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化、大力加強(qiáng)傳感器的開發(fā)和在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的普遍應(yīng)用等一系列政策導(dǎo)向和支持下，在蓬勃發(fā)展的中國(guó)電子信息產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)的推動(dòng)下，傳感器已形成了一定的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，并在技術(shù)創(chuàng)新、自主研發(fā)、成果轉(zhuǎn)化和競(jìng)爭(zhēng)能力等方面有了長(zhǎng)足進(jìn)展。一批基于MEMS(微機(jī)電系統(tǒng))技術(shù)的新型傳感器正在進(jìn)入市場(chǎng)。傳感器設(shè)計(jì)技術(shù)、材料控制技術(shù)、生產(chǎn)技術(shù)、可靠性技術(shù)和測(cè)試技術(shù)不斷發(fā)展成熟，量產(chǎn)能力逐步提高。力學(xué)量傳感器、氣體傳感器、溫度傳感器、光學(xué)傳感器、電壓敏傳感器等傳統(tǒng)傳感器，不僅在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)份額逐步增長(zhǎng)，同時(shí)還有部分出口。
一、優(yōu)化傳感器市場(chǎng)發(fā)展環(huán)境
積極構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)及傳感器發(fā)展生態(tài)環(huán)境，依托互聯(lián)網(wǎng)的平臺(tái)服務(wù)以及移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)，積極融合產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)，引導(dǎo)消費(fèi)者參與，拉近產(chǎn)品與市場(chǎng)的距離。
二、進(jìn)一步完善傳感器商業(yè)模式
推廣成熟應(yīng)用模式，建立商業(yè)模式創(chuàng)新體系，營(yíng)造商業(yè)模式交流環(huán)境，拓展物聯(lián)網(wǎng)增值服務(wù)，培育新興商業(yè)模式。
三、開發(fā)和研究新型傳感器
MEMS傳感器是采用微電子和微機(jī)械加工技術(shù)制造出來(lái)的新型傳感器。與傳統(tǒng)的傳感器相比，它具有體積小、重量輕、成本低、功耗低、可靠性高、適于批量化生產(chǎn)、易于集成和實(shí)現(xiàn)智能化的特點(diǎn)。同時(shí)，在微米量級(jí)的特征尺寸，使得它可以完成某些傳統(tǒng)機(jī)械傳感器所不能實(shí)現(xiàn)的功能。
四、發(fā)展高性能、低成本、低功耗傳感器技術(shù)
傳感器將向著高性能、低成本、低功耗技術(shù)水平方向發(fā)展。關(guān)鍵技術(shù)包括新材料新功能傳感器、單芯片集成傳感器和微處理系統(tǒng)的MEMS芯片、支持微處理器信息處理和存儲(chǔ)的智能化傳感器、適應(yīng)各類特殊環(huán)境的高精度傳感器等技術(shù)。
五、不斷優(yōu)化各環(huán)節(jié)的關(guān)鍵傳感網(wǎng)技術(shù)
傳感網(wǎng)技術(shù)關(guān)鍵是要突破傳感器節(jié)點(diǎn)SoC芯片技術(shù)、組網(wǎng)通信和協(xié)同處理技術(shù)、低功耗低成本嵌入式微處理器和微操作系統(tǒng)技術(shù)、傳感網(wǎng)網(wǎng)關(guān)技術(shù)、傳感器網(wǎng)絡(luò)中間件技術(shù)、傳感網(wǎng)與移動(dòng)通信網(wǎng)融合技術(shù)等，開發(fā)能適應(yīng)極端環(huán)境的傳感器節(jié)點(diǎn)設(shè)備等。
快包總結(jié)：傳感器作為整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)的末端，潛在需求量最大，國(guó)內(nèi)傳感器行業(yè)對(duì)進(jìn)口的巨大依賴已成為我國(guó)發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)的瓶頸，只有國(guó)內(nèi)企業(yè)實(shí)現(xiàn)傳感器的國(guó)產(chǎn)化才能提升整個(gè)產(chǎn)業(yè)的整體實(shí)力，才能實(shí)現(xiàn)加快物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展。我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)及傳感器產(chǎn)業(yè)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大，2015年，我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)整體市場(chǎng)規(guī)模約達(dá)到7500億元，同時(shí)傳感器市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到約1200億元。傳感器行業(yè)的發(fā)展已經(jīng)進(jìn)入了一個(gè)新的時(shí)代，網(wǎng)絡(luò)傳感器、生物傳感器、納米傳感器等更尖端的傳感器已進(jìn)入國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，進(jìn)入我們的生活。當(dāng)前技術(shù)水平下的傳感器系統(tǒng)正向著微小型化、智能化、多功能化和網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展。今后，隨著CAD技術(shù)、MEMS技術(shù)、信息理論及數(shù)據(jù)分析算法的繼續(xù)向前發(fā)展，未來(lái)的傳感器系統(tǒng)必將變得更加微型化、綜合化、多功能化、智能化和系統(tǒng)化。
