國(guó)內(nèi)外傳感器技術(shù)現(xiàn)狀以及發(fā)展方向

一、傳感技術(shù)的現(xiàn)狀

傳感器技術(shù)是發(fā)展迅速的高新技術(shù)之一，也是當(dāng)代科技進(jìn)步的重要標(biāo)志。與計(jì)算機(jī)技術(shù)和數(shù)字控制技術(shù)相比，國(guó)內(nèi)外傳感器技術(shù)的進(jìn)步相對(duì)落后，限制了傳感控制系統(tǒng)的推廣和應(yīng)用。

傳感器技術(shù)的研究和發(fā)展始于20世紀(jì)60年代的中國(guó)。經(jīng)過(guò)多年的積累，傳感器的研究、設(shè)計(jì)、制造、可靠性提高等方面都取得了很大的進(jìn)步。初步形成了傳感器研究、開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)和應(yīng)用的體系，在相關(guān)領(lǐng)域取得了一批研究成果。但是，一般來(lái)說(shuō)，它不能適應(yīng)經(jīng)濟(jì)和科技的快速發(fā)展，許多傳感器、信號(hào)處理和識(shí)別系統(tǒng)仍然依賴進(jìn)口。我國(guó)傳感器技術(shù)產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)尚未形成，產(chǎn)品的改進(jìn)和創(chuàng)新緩慢，市場(chǎng)轉(zhuǎn)化率相對(duì)較低。

世界發(fā)達(dá)國(guó)家都非常重視傳感器技術(shù)的發(fā)展，都把傳感器技術(shù)列為國(guó)家發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)之一。2000年，美國(guó)空軍選擇了15項(xiàng)有助于提高21世紀(jì)空軍能力的關(guān)鍵技術(shù)，傳感器技術(shù)位居第二。早在20世紀(jì)80年代，美國(guó)就成立了國(guó)家技術(shù)團(tuán)隊(duì)，幫助政府組織企業(yè)發(fā)展傳感器技術(shù)。在日本，傳感器技術(shù)、計(jì)算機(jī)、通信、激光半導(dǎo)體、超導(dǎo)和人工智能被列為六大核心技術(shù)。日本科學(xué)技術(shù)部90年代制定的重點(diǎn)科研項(xiàng)目的70個(gè)重點(diǎn)課題中，有18個(gè)與傳感器技術(shù)密切相關(guān)。德國(guó)將軍用傳感器作為優(yōu)先技術(shù)，英法等國(guó)逐年加大對(duì)傳感器開(kāi)發(fā)的投入。正是由于傳感器在世界范圍內(nèi)的普遍重視和發(fā)展，傳感器才取得了飛速的進(jìn)步。近十年來(lái)，其產(chǎn)量和市場(chǎng)需求的年增長(zhǎng)率在10%以上。

二、國(guó)內(nèi)外傳感器技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

國(guó)內(nèi)外傳感器技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

(1)注重傳感器技術(shù)的系統(tǒng)性和傳感器、數(shù)據(jù)處理、識(shí)別技術(shù)的協(xié)同進(jìn)步。

(2)突出創(chuàng)新。新型傳感器和傳感技術(shù)體系的研發(fā)，涉及新理論、新材料、新工藝等諸多方面，如生物傳感技術(shù)、光學(xué)傳感技術(shù)、微機(jī)電技術(shù)等。

注重傳感器和傳感技術(shù)的硬件系統(tǒng)和部件的小型化，提高可靠性、傳感精度、加工速度和生產(chǎn)率，降低成本，節(jié)約資源和能源。在小型化的過(guò)程中，引起全世界關(guān)注的成功技術(shù)是納米技術(shù)。

實(shí)現(xiàn)軟硬件一體化，設(shè)計(jì)多功能高精度復(fù)合傳感器。重要的是包括傳感器陣列的集成和多功能多傳感器復(fù)合傳感器的設(shè)計(jì)(如汽車油耗、酒精檢測(cè)和發(fā)動(dòng)機(jī)性能的復(fù)合傳感器)；傳感系統(tǒng)硬件集成(如信息處理與傳感器集成、傳感器與處理單元和識(shí)別單元集成等。);軟硬件集成、數(shù)據(jù)集成和數(shù)據(jù)融合等。

(3)研究開(kāi)發(fā)特殊環(huán)境(高溫、高壓、寒冷、水下、高腐蝕、輻射等)下的傳感器和傳感技術(shù)系統(tǒng)。)，如航空、航天、軍事、高精度工業(yè)和測(cè)試設(shè)備中使用的傳感技術(shù)和產(chǎn)品。

(4)廣泛應(yīng)用于一般工業(yè)用途、農(nóng)業(yè)和服務(wù)業(yè)的傳感器技術(shù)系統(tǒng)，重點(diǎn)解決可靠性、可用性和大幅降低成本的問(wèn)題。 

(5)將傳感信號(hào)處理與人工智能等技術(shù)有機(jī)結(jié)合，面向應(yīng)用需求，開(kāi)發(fā)高可靠性、自適應(yīng)、抗干擾的智能傳感技術(shù)系統(tǒng)。

三、傳感器技術(shù)的未來(lái)前景

傳感器是一個(gè)跨學(xué)科的高科技領(lǐng)域。隨著物理、生物科學(xué)、信息

(1)功能更加全面，朝著小型化方向發(fā)展。目前，傳感器研究的重要內(nèi)容之一是可以替代生物視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)等感覺(jué)器官的生物傳感器，即仿生傳感器。隨著微加工和納米技術(shù)的發(fā)展，生物傳感器將會(huì)小型化，各種便攜式生物傳感器將會(huì)出現(xiàn)。

(2)智能化程度更高，操作更簡(jiǎn)單。價(jià)格更便宜，使用壽命更長(zhǎng)。傳感器和計(jì)算機(jī)技術(shù)緊密結(jié)合，自動(dòng)收集和處理數(shù)據(jù)。芯片技術(shù)將越來(lái)越多地進(jìn)入傳感器領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)檢測(cè)系統(tǒng)的集成化和集成化。

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未來(lái)五年關(guān)于傳感器技術(shù)的需求市場(chǎng)在哪里？

我們來(lái)分析一下未來(lái)五年傳感器的需求市場(chǎng)。我們已經(jīng)看到許多市場(chǎng)的需求不斷增長(zhǎng)，包括：工業(yè)IIoT、智能工廠自動(dòng)化以及機(jī)器人和機(jī)器人，包括用于預(yù)測(cè)維護(hù)和電機(jī)驅(qū)動(dòng)的傳感器。

環(huán)境系統(tǒng)，包括空氣質(zhì)量、暖通的空調(diào)和智能垂直農(nóng)業(yè)。家庭醫(yī)學(xué)、醫(yī)用可穿戴設(shè)備和遠(yuǎn)程手術(shù)。與智能城市、智能家居和物聯(lián)網(wǎng)相連的樓宇設(shè)備，包括樓宇安全監(jiān)控系統(tǒng)。

綠色能源，包括風(fēng)能和太陽(yáng)能的遠(yuǎn)程運(yùn)行、維護(hù)和儲(chǔ)能。電動(dòng)車和自動(dòng)駕駛，包括激光雷達(dá)和電池管理系統(tǒng)。

1.什么是IIoT？

IIoT是工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)，它將各種具有傳感和監(jiān)控能力的采集和控制傳感器或控制器，以及移動(dòng)通信和智能分析等技術(shù)融入工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的各個(gè)方面，從而大大提高制造效率，提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低產(chǎn)品成本和資源消耗，最終將傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)提升到智能化的新階段。從應(yīng)用形式上看，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用具有實(shí)時(shí)性、自動(dòng)化、嵌入式(軟件)、安全性、信息互操作性等特點(diǎn)。

2.工業(yè)傳感器與IIoT的關(guān)系

如果沒(méi)有傳感器測(cè)量壓力、位置、溫度等重要生產(chǎn)參數(shù)，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(IIoT)就起不到任何作用。因此，可以理解為，在IIoT和消費(fèi)類物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用不斷增長(zhǎng)的情況下，傳感器市場(chǎng)正在起飛。傳感器技術(shù)的不斷創(chuàng)新將擴(kuò)大物聯(lián)網(wǎng)的擴(kuò)展能力。

汽車行業(yè)(自駕汽車創(chuàng)造巨大需求)和醫(yī)療應(yīng)用領(lǐng)域(健康監(jiān)測(cè)和醫(yī)療診斷是關(guān)鍵)的傳感器較多，但遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于工業(yè)領(lǐng)域的大需求，占傳感器市場(chǎng)的三分之一以上。

3.工業(yè)傳感器在傳感器終端市場(chǎng)的比重

IIoT將刺激對(duì)傳感器的巨大需求。據(jù)報(bào)道，未來(lái)10年工業(yè)數(shù)據(jù)預(yù)計(jì)將翻一番。鑒于工業(yè)參與企業(yè)的專業(yè)知識(shí)，IIoT技術(shù)應(yīng)該獲得更高的利潤(rùn)增長(zhǎng)機(jī)會(huì)。

作為一個(gè)成熟的終端市場(chǎng)，工業(yè)應(yīng)用更注重高端而不是批量生產(chǎn)。惡劣環(huán)境下使用的傳感器需要滿足高可靠性、高精度和小型化的要求。隨著機(jī)器對(duì)機(jī)器(M2M)通信變得越來(lái)越復(fù)雜，傳感器正在幫助實(shí)現(xiàn)預(yù)測(cè)性維護(hù)、資產(chǎn)監(jiān)控和數(shù)據(jù)分析，以提高生產(chǎn)效率。

指出大型工業(yè)自動(dòng)化公司并不是競(jìng)爭(zhēng)IIoT市場(chǎng)的唯一實(shí)體。傳感器和執(zhí)行器供應(yīng)商長(zhǎng)期服務(wù)于工業(yè)自動(dòng)化和監(jiān)控市場(chǎng)，一直處于IIoT市場(chǎng)的前沿。隨著越來(lái)越多的計(jì)算和價(jià)值轉(zhuǎn)移到IIoT的邊緣，這樣的關(guān)鍵傳感器和執(zhí)行器公司對(duì)實(shí)現(xiàn)智能工廠變得越來(lái)越重要。這對(duì)傳感器制造商來(lái)說(shuō)無(wú)疑是個(gè)好消息。

4.專業(yè)工業(yè)傳感器制造商

智火柴科技是集R&D、傳感器和物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的生產(chǎn)和銷售為一體的高科技企業(yè)。我們將秉承“融創(chuàng)高新技術(shù)，為中國(guó)工業(yè)自動(dòng)化發(fā)展做貢獻(xiàn)”的企業(yè)使命，瞄準(zhǔn)全球傳感器技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展前沿，推進(jìn)傳感器產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，努力成為傳感器領(lǐng)域的先鋒、創(chuàng)新者和領(lǐng)導(dǎo)者。歡迎來(lái)電咨詢合作！