科学技术发展到今天,信息技术、生物技术、纳米技术已经成为21世纪社会发展的三大支柱。其中位居首位的信息技术是建立在传感器、通信、计算机等技术之上的。传感器作为人类感观的延伸,是信息采集不可或缺的工具。如果说计算机是人类大脑的扩展,那么传感器就是人类五官的延伸。
随着微电子技术、计算机技术、信息技术以及先进制造技术的一体化,新型传感器闪亮登场。新型传感器主要是以MEMS技术、新材料、微电子技术及相关学科技术为基础,其特点是集成化、智能化、小型化、网络化、多功能化和低成本、技术性能优良且可靠性高。
我国工业现代化的进程和电子信息产业以20%以上的速度连续高速增长,带动了传感器市场的快速上升。未来五年,国内传感器市场平均销售增长率将达31%。本土传感器需求规模快速增长的主要动力来自于工业电子设备和汽车电子、通信电子、消费电子和专用电子设备等。工业电子设备和汽车电子是电子信息产业中增长最快的行业,也是传感器应用最多的领域,如测量各种工艺变量、电子特性和物理量,以及传统的运动/定位等。
近几年,传感器在医疗、环保、气象等专用电子设备中的应用也快速增长,所用传感器占市场份额的15%左右。上述行业对传感器的大量需求,为本土传感器产业提供了很好的发展机遇。
随着重大装备制造业在中国的发展,对传感器提出了更高要求。传感器在半导体装备中,除具有多样性之外,对传感器的精度和响应要求也更高;种类涉及温度、压力、流量及位移等。
就半导体设备而言,系统需要采集大量的实时数据,对于某些参数需要响应时间足够短,这就对传感器本身和传输距离有更高的要求。但是,有些传感器自身无法满足这一要求;当集成电路、计算机技术飞速发展时,人们才逐步认识到传感器没有跟上信息技术的发展,在某些场合却成为制约信息技术等高新技术的瓶颈。
迄今为止,我国传感器产品仅有10大类、42小类、6000多个品种,尚有大量的品种短缺。由于在技术和生产能力上同发达国家还有较大差距,产品技术档次低,品种规格不齐全,国内传感器产品还远不能满足国内需求,特别是一些高档传感器、MEMS传感器、汽车用传感器以及专用配套传感器等,这些仍然主要依赖进口。谈及国内传感器发展水平与国外相差甚远的原因,本人认为主要存在以下问题:
1.技术基础薄弱,研究水平不高,缺乏自主知识产权。
我国目前很多企业都是引用国外的芯片加工,自主研发的产品少之甚少,自主创新能力非常薄弱。甚至许多企业仅停留在代理国外产品的水平上,发展空间捉襟见肘。
国产传感器企业长期依赖国外技术发展,在技术上形成了“外强中干”的局面,不仅失去了中高档产品市场,而且也直接导致自己能生产的产品品种单一、同质化十分严重的问题。
2.大量小企业的存在使得在低端传感器领域,国产传感器的价格竞争更加惨烈;而另一面,在高、精、尖领域,国产传感器生存惨淡。
随着传感器向产业化更积极地迈进,包括通用传感器在内的传感器应用领域和范围的进一步扩大,随着市场化程度的深入和客户采购制度的完善,这将给中国传感器产业走向规范化发展的轨道提供一个良好的契机。
3.专利意识淡薄,这是本土企业普遍存在的问题。
在走出国门参与国际市场竞争的意识还有待加强。原因是多方面的:一是底气不足;二是其他发达国家的认证门槛很高,比如UL、TÜV等认证。而在很多国家和地区,如没取得这些认证就无法进入到他们的市场。
当前,传感器技术正朝着智能化、微型化、低功耗、无线传输及便携式方向发展,中国本土传感器市场也持续高速增长,差距意味着存在发展空间。然而,面对如此具有诱惑力的市场,中国企业要努力的地方还有很多。
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