【历史】传感器发展通史简述(3)

在美国硅谷传感器领域，围绕着以MEMS工艺技术为基础，根据不同行业和功能的需求，展开的不同封装结构的各种传感器产品创新，已经持续了近25年，形成的千奇百怪、五花八门的各种类型传感器产品，应用领域不断扩展，得到了各行业的广泛认同与接受。

正如硅谷MEMS工艺技术创始人丹尼斯先生所说:“20多年来，硅谷传感器产品一直都是围绕着以硅基材料为主体的MEMS芯片和不同行业领域的市场应用需求，开展不同结构形式的封装的产品竞争与创新”。因此，MEMS工艺技术是各种类型传感器的共性基础工艺技术，被业界称之为传感器创新源泉。2011年，美国行业认为MEMS工艺已经成熟，可以广泛推广应用，确立并形成了传感器产业围绕MEMS工艺技术和应用两大方向创新与突破:

一是敏感机理创新与工艺突破。提高了MEMS工艺技术在材料与工艺结构等基础理论与应用水平，比如在晶体与非晶体、各种半导体材料应用;在硅-硅键合工艺、硅薄膜工艺、金属薄膜工艺等多个领域的工艺技术创新，大大提高了产品生产的微型化、低成本、复合型、集成度等产业化基础水平。

二是智能化水平提高和应用创新。在多功能集成化、模块化构架、嵌入式能力、网络化接口等形成了创新与突破。极大地改善了产用难以对接的矛盾，搭建了生产制造与市场应用桥梁与技术通道，突破了行业在生产和应用长期形成的技术壁垒和发展瓶颈。同时也提高了各行业的产品自主选择和应用设计能力，大大刺激了应用需求，拓展了市场空间。

从美国传感器产业发展来看，呈现几个特点:

一是在共性基础技术上下功夫，并注重新技术、新工艺创新应用，不断提升品质。

二是强调传感器网络化、智能化节点技术、能量捕捉技术及协同创新。

三是核心技术都有政府管控、扶持、资助与推动的影子。

四是重点推广应用领域的引领与带动作明显。如军事工业、装备制造、物流、生态环境监控(森林防控)、移动医疗、智能家居等。

产业化生态体系与环境建设

借助共性基础技术和工艺，建立生产可柔性化、工艺规范化、产品标准化的生产体系，寻找产品的配套市场，彻底改变技术和市场的孤岛化、碎片化问题是传感器产业化的关键之处。根据MEMS工艺技术和产品市场应用特点，温敏、声敏、力敏、光敏、气敏、磁敏、频率等7大类型产品符合产业化技术特点和市场规模化需求，可实现产业化规模生产。

另外，以硅麦克风为代表的声敏传感器已经在国内外形成了十大主流特色品牌产品和商家(其中有瑞声、歌尔国内两家企业)，实现了产业化规模生产;温、湿度传感器美国、德国、瑞士、日本、中国等国家都有规模化生产能力，在未来发展中温湿度将复合在其他物理量传感器之中，比如，力敏、磁敏可同时检测温湿度参数;频率含RF射频、毫米波等共性工艺技术接近、而参数、功能、应用差异较大的产品，可在同一厂家实现产业化。特别是在手机、智能交通、生物感知等应用领域具有爆发式增长，具有较大的诱惑力。射频器件95%仍是欧美厂商主导，甚至没有一家亚洲厂商进入。为了打破行业垄断现象，这将成为未来技术创新与竞争的焦点。

与国外相比，我国传感器产业发展缓慢主要是认识上的差距所致。对传感器带有偏见和片面的认识，缺乏国家战略认识高度。由于传感器分属不同行业和部门，存在多头管理，在发展上难于取得共识，管理乱象，政策支持缺乏力度导致产业分散，产品不能成为系列化;1200多家企业中95%以上属于小微企业，一方面缺乏足够的人力、物力、工艺技术条件等资源配置，产业化基础薄弱;另一方面市场准入门槛过高，缺乏相应的应用开发和技术创新能力，产品整体技术水平和参数性能指标，特别是可靠性、稳定性指标与国外同类产品相比要低1~2个数量级，无法满足市场对企业资质和配套能力的要求。第三是缺乏龙头企业引领和行业带动，缺乏国际化品牌、市场影响力、竞争优势和基础研究能力，导致行业内专业化企业数不足3%;核心芯片大都依赖进口，中高档产品几乎100%进口。整体工艺技术水平落后国外先进国家10~15年。

针对国内外产业现状对比和行业特点及存在问题，结合传感器技术工艺特征，业内期待在经济、技术优势和发达地区，聚集国内外数十家以上的传感器专业性公司和科研院所，组成具有产品技术工艺特色和产业化规模优势，以及国际市场影响力的产业集群或基地，形成年销售额1000亿元人民币(150亿美元)以上，并以年增长大于20%速度增长的国际化传感器特色产业园区。形成以敏感元器件为核心，智能化、网络化、模块化等集成应用为创新主体，物联网、智慧城市为应用目标的产业链构架(产业生态)，同时具备政、产、学、研、用、服六维一体生态环境，实现产业化集群式发展，形成我国传感器“双生态”产业链，具有产业特色明显和区位优势突出的国际传感器产业园--即“传感谷”。

文章来源：《微计算机信息》 网址: http://www.wjsjxx.cn/zonghexinwen/2020/1103/337.html