傳感器處于整個物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的最底層,即感知層,是物聯(lián)網(wǎng)的核心技術與根基。萬物互聯(lián)時代的到來,給傳感器產(chǎn)業(yè)注入了“興奮劑”。傳感器越來越多地被應用到社會發(fā)展及人類生活的各個領域,可謂遍地開花”。而我國傳感器產(chǎn)業(yè)總體處于中低端水平,我們應該正視挑戰(zhàn)、積極推動產(chǎn)業(yè)轉型升級。期待中國傳感器產(chǎn)業(yè)躋身世界前列的那一天。
物聯(lián)網(wǎng)不斷發(fā)展,為傳感器產(chǎn)業(yè)注入“興奮劑”
美/日/德主導傳感器市場
2014年統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,少數(shù)經(jīng)濟發(fā)達國家占據(jù)了傳感器市場70%以上份額。未來,隨著中國、印度、巴西等發(fā)展中國家經(jīng)濟的持續(xù)增長,對傳感器的需求也將大幅增加,市場有巨大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>
全球傳感器市場規(guī)模
全球傳感器市場一直保持快速增長,2011年受全球經(jīng)濟下滑的影響,傳感器市場增速下滑。隨著全球市場的逐步復蘇,市場對傳感器的需求不斷增加。
中國傳感器市場規(guī)模
我國傳感器產(chǎn)業(yè)整體素質參差不齊,高端產(chǎn)品自給率不足,且小型企業(yè)占比近七成,產(chǎn)品以低端為主,高端產(chǎn)品主要靠進口。
全球MEMS市場產(chǎn)值現(xiàn)狀及未來預測
近幾年,全球MEMS傳感器產(chǎn)品需求增勢迅猛,2014年MEMS傳感器市場規(guī)模超過130億美元,平均12%-13%的增長率,2020年MEMS傳感器市場預計將達到300億美元。
傳感器應用“遍地開花”
傳感器在可穿戴設備的應用
如可穿戴設備安裝各類傳感器來檢測和測量心率、汗液、溫度、睡眠、卡路里、GPS坐標、血壓、UV紫外線和葡萄糖水平。
已經(jīng)形成市場的這類傳感器設備,目前主要集中在三大塊:
運動傳感器,包括加速度計、陀螺儀、磁力計、壓力傳感器等;
生物傳感器,包括血糖傳感器、血壓傳感器、心電傳感器等;
環(huán)境傳感器,包括溫濕度傳感器、氣體傳感器、PH傳感器等。
傳感器在汽車工業(yè)的應用
眾所周知,汽車產(chǎn)業(yè)90%的革新來自汽車電子的創(chuàng)新。汽車傳感器是信息采集分析的前端系統(tǒng),一般有兩種類型:一個是車身感知,包括壓力、流量、加速度傳感器和陀螺儀等,另一個是環(huán)境感知,包括激光雷達、毫米波雷達、攝像頭和紅外夜視等智能傳感設備。下面對汽車上應用的各類傳感器做簡單介紹:
水溫傳感器,用于檢測發(fā)動機冷卻液溫度(提供發(fā)動機溫度信號);節(jié)氣門位置傳感器,用于檢測發(fā)動機的節(jié)氣門位置(也是用于提供發(fā)動機負荷信號);爆震傳感器,用于檢測發(fā)動機是否發(fā)生爆震;進氣歧管絕對壓力傳感器,用于檢測進氣管內(nèi)的進氣壓力;空氣流量計,用于檢測進氣空氣的質量;加速踏板位置傳感器,用于檢測加速踏板位置;輪速傳感器,用于檢測輪速;車速傳感器,用于檢測車速。
此外還有風速傳感器、雨量傳感器、光照強度傳感器、車身高度傳感器、燃油液位傳感器、燃油溫度傳感器、機油壓力傳感器、噴油器升程傳感器等等。
傳感器在工業(yè)自動化領域的應用
在自動化生產(chǎn)線,各個組成環(huán)節(jié)都需要傳感器進行監(jiān)控,并把數(shù)據(jù)反饋給控制中心,以便對出現(xiàn)異常節(jié)點進行及時干預,保證工業(yè)生產(chǎn)正常進行。
傳感器在瓶子生產(chǎn)線的應用
機械制造行業(yè)中,要對機床的靜態(tài)、動態(tài)參數(shù)進行檢測,從而控制加工質量;在化工、電力等行業(yè)中,要隨時自動檢測生產(chǎn)過程中溫度、壓力、流量等參數(shù);可以說,沒有眾多的優(yōu)良的傳感器,現(xiàn)代化生產(chǎn)也就失去了基礎。
傳感器在消費性電子領域的應用
傳感器在手機中的應用
手機中的傳感器數(shù)不勝數(shù),很多功能都是利用傳感器來實現(xiàn)的。重力傳感器,在極品飛車、天天跑酷等游戲中有著近乎完美的體現(xiàn);加速度傳感器,例如手機的搖一搖功能就是對手機的加速度進行感應;光線傳感器,例如手機的自動調光功能;距離傳感器,例如接電話時手機離開耳朵屏幕變亮,手機貼耳朵屏幕變黑。
傳感器在智能家居領域的應用
傳統(tǒng)傳感器在智能家居領域依舊存在著一些局限性,如組網(wǎng)開銷成本巨大。隨著無線傳感器網(wǎng)絡技術的發(fā)展與成熟,無線傳感器網(wǎng)絡產(chǎn)品開始憑借自身獨特的優(yōu)勢,開始逐步替代傳統(tǒng)有線傳感器產(chǎn)品,并滲入到智能家居領域的各個環(huán)節(jié),成為市場上的新興熱點。
還有諸多其他領域的應用就不一一展開介紹!
傳感器行業(yè)未來發(fā)展方向
微型化
微型傳感器是基于半導體集成電路技術發(fā)展的MEMS(micro-electromechanicalsystems微電子機械系統(tǒng))技術,利用微機械加工技術將微米級的敏感組件、信號處理器、數(shù)據(jù)處理裝置封裝在一塊芯片上,具有體積小、成本低、便于集成等明顯優(yōu)勢,并可以提高系統(tǒng)測試精度。現(xiàn)在已經(jīng)開始用基于MEMS技術的傳感器來取代已有的產(chǎn)品。隨著微電子加工技術特別是納米加工技術的進一步發(fā)展,傳感器技術還將從微型傳感器進化到納米傳感器。微型傳感器的研制和應用將越來越受到各個領域的青睞。
集成化
集成傳感器的優(yōu)勢是傳統(tǒng)傳感器無法達到的,它不僅僅是一個簡單的傳感器,其將輔助電路中的元件與傳感元件集成在一塊芯片上,使之具有校準、補償、自診斷和網(wǎng)絡通訊的功能。
智能化
智能化傳感器是由一個或多個敏感元件、微處理器、外圍控制及通訊電路、智能軟件系統(tǒng)相結合的產(chǎn)物,它兼有監(jiān)測、判斷、信息處理等功能。與傳統(tǒng)傳感器相比,它具有很多特點。例如,它可以確定傳感器工作狀態(tài),對測量資料進行修正,以便減少環(huán)境因素如溫度、濕度引起的誤差;它可以用軟件解決硬件難以解決的問題;它可以完成資料計算與處理工作等。而且智能傳感器的精度、量程覆蓋范圍、信噪比、智能水平、遠程可維護性、準確度、穩(wěn)定性、可靠性和互換性都遠高于一般的傳感器。
柔性化
在可穿戴設備2.0時代,穿戴計算和貼身智能成為設計方向。但目前可穿戴設備更多是形態(tài)上的變化,無論是產(chǎn)品實用性,還是抗沖擊、防鹽防水、衛(wèi)生等等,都還有很長的路要走。其中很大的一個制約因素就是制造材料限制。
據(jù)美國市場研究機構透明市場研究(TransparencyMarketResearch)公司最新發(fā)布的報告顯示,到2020年,全球可穿戴傳感器市場將以45.2%的復合年均增長率繼續(xù)成長。YoleDeveloppement也預測,作為傳感器重要組成部分的MEMS傳感器產(chǎn)品需求在近年增勢迅猛,從2014年起平均以12%-13%的增長率增長,2020年MEMS傳感器市場預計將達到300億美元。