感知是物聯(lián)網(wǎng)的先行技術(shù)，要確保物聯(lián)網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行，離不開眾多感知技術(shù)的加持，其中最為關(guān)鍵的技術(shù)之一便是傳感器。作為物聯(lián)網(wǎng)的“觸手”，傳感器對(duì)于當(dāng)今信息時(shí)代有著至關(guān)重要的作用，已經(jīng)滲透進(jìn)了工業(yè)生產(chǎn)、環(huán)境保護(hù)、生物工程、醫(yī)療檢測(cè)等多行業(yè)多領(lǐng)域之中，并日益趨向智能化、微型化、數(shù)字化發(fā)展。

　　在物聯(lián)網(wǎng)快速發(fā)展的當(dāng)下，了解物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)，首先需要了解傳感器產(chǎn)業(yè)。本文發(fā)布于公眾號(hào)“全球物聯(lián)網(wǎng)觀察”，原標(biāo)題《智能傳感器：物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代不得不提的高新技術(shù)》，介紹了傳感器的新技術(shù)，應(yīng)用場景、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展情況，有助于相關(guān)人士快速了解傳感器產(chǎn)業(yè)。以下是正文主要內(nèi)容。

　　1、新品相繼推出

　　如今，“沒有傳感器就沒有現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)”已然成為全世界公認(rèn)的觀點(diǎn)，各國將傳感器提到了較高的位置，在發(fā)展傳感器產(chǎn)業(yè)方面任誰也不想落后于人。


　　中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院與英國班戈大學(xué)等合作，成功研制出首個(gè)基于黑磷的光纖化學(xué)傳感器，實(shí)現(xiàn)對(duì)重金屬離子的超靈敏檢測(cè)。據(jù)悉，這是該研究團(tuán)隊(duì)首次將黑鱗和傾斜光纖光柵相結(jié)合，新型的超靈敏化學(xué)傳感器由此誕生。黑磷新型光纖傳感器的成功研發(fā)，將為化學(xué)和生物傳感提供一個(gè)優(yōu)越的光學(xué)檢測(cè)平臺(tái)，從而推動(dòng)黑磷化學(xué)生物傳感器的應(yīng)用研究進(jìn)程。

　　在中科院研究成果公之于眾的同時(shí)，韓國科學(xué)技術(shù)研究院也有了新收獲。韓國科學(xué)技術(shù)研究院聯(lián)合延世大學(xué)利用二維二硒化鎢納米單芯片和一維氧化鋅氧化物半導(dǎo)體納米線的混合維空間雙層結(jié)構(gòu)，開發(fā)了可以感知從紫外線到近紅外線光的光電二極管器件。

　　該研究結(jié)果發(fā)表在國際學(xué)術(shù)雜志《先進(jìn)功能材料》（Advanced Functional Materials）上。研究組使用的二維元件具有光回應(yīng)性能強(qiáng)、洞遷移率高的特性，是P型半導(dǎo)體元件。一維氧化鋅納米線是目前最好的一維納米半導(dǎo)體之一，具有電子遷移率高的特性，有望應(yīng)用于高性能電子元件N型半導(dǎo)體元件。將一維二維混合后形成了混合維空間雙層結(jié)構(gòu)（PN型），研制出光電二極管元件。

　　研究組表示，該研究成功實(shí)現(xiàn)了二維圖像，今后有望廣泛應(yīng)用于新一代圖像傳感器元件。

　　曼徹斯特大學(xué)的研究人員近日已經(jīng)設(shè)計(jì)出嵌入射頻識(shí)別系統(tǒng)（RFIDs）的石墨烯傳感器，它將有可能徹底改變物聯(lián)網(wǎng)。這種新的開發(fā)可以提供各種應(yīng)用，如對(duì)于對(duì)濕度、食品安全、保健和核廢料十分敏感的制造工藝實(shí)現(xiàn)無電池智能無線監(jiān)控。

　　此外，像牛津大學(xué)也研發(fā)出新型智能MOF光子傳感器；德國則研制出一種量子傳感器，可以用于微磁場中。

　　2、主要應(yīng)用

　　智能傳感器已廣泛應(yīng)用于航天、航空、國防、科技和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等各個(gè)領(lǐng)域中。例如，它在機(jī)器人領(lǐng)域中有著廣闊應(yīng)用前景，智能傳感器使機(jī)器人具有類人的五官和大腦功能，可感知各種現(xiàn)象，完成各種動(dòng)作。

　　在工業(yè)生產(chǎn)中，利用傳統(tǒng)的傳感器無法對(duì)某些產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)（例如，黏度、硬度、表面光潔度、成分、顏色及味道等）進(jìn)行快速直接測(cè)量并在線控制。而利用智能傳感器可直接測(cè)量與產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)有函數(shù)關(guān)系的生產(chǎn)過程中的某些量（如溫度、壓力、流量等），利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)或?qū)＜蚁到y(tǒng)技術(shù)建立的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行計(jì)算，可推斷出產(chǎn)品的質(zhì)量。

　　隨著傳感器產(chǎn)品與技術(shù)的深入發(fā)展與不斷突破，傳感器應(yīng)用市場持續(xù)深化。其中，指紋識(shí)別與自動(dòng)駕駛領(lǐng)域一直被業(yè)界看好，而機(jī)器人以及醫(yī)療行業(yè)或許將成為未來傳感器發(fā)展的新興沃土。

　　具體來看，在自動(dòng)駕駛領(lǐng)域，由于汽車車體本身空間有限，普通的傳感器顯然難以滿足時(shí)代提出的新需求，這時(shí)候智能傳感器的優(yōu)勢(shì)便凸顯出來。相較于傳統(tǒng)傳感器，智能傳感器不僅可實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)采集，而且能將成本控制在一定范圍內(nèi)。另外，其自動(dòng)化能力以及多樣化功能也為智能傳感器加分不少。

　　例如谷歌汽車，除了激光掃描儀用到傳感器之外，攝像頭、雷達(dá)、慣性等部件／系統(tǒng)也都使用了傳感器技術(shù)。目前，比較常見的用于自動(dòng)駕駛汽車上的傳感器有激光雷達(dá)、圖像傳感器、毫米波雷達(dá)等。

　　自動(dòng)駕駛只是傳感器應(yīng)用場景之一，另一大被看好的應(yīng)用市場便是指紋識(shí)別。近兩年，智能手機(jī)的發(fā)展速度十分迅猛，而搭載指紋識(shí)別已經(jīng)成為眾品牌智能手機(jī)的必備功能。有關(guān)數(shù)據(jù)顯示，2016年指紋傳感器直逼7億個(gè)，復(fù)合年均增長率超133％。

　　隨著智能手機(jī)、可穿戴設(shè)備、智能門鎖等搭載指紋識(shí)別的智能化產(chǎn)品的持續(xù)發(fā)展，指紋傳感器市場將迎來更光明的發(fā)展前景。

　　3、多項(xiàng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

　　規(guī)范市場秩序是產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的重要保障，傳感器市場也不例外。在現(xiàn)有人才、市場、技術(shù)等基礎(chǔ)資源之上，要想加快傳感器發(fā)展進(jìn)程，利好政策的出臺(tái)以及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制定必不可少。

　　在過去幾年中，有關(guān)傳感器產(chǎn)業(yè)發(fā)展的相關(guān)政策不勝枚舉。比如2011年中國電子元件協(xié)會(huì)發(fā)布的《中國電子元件“十二五”規(guī)劃》；在2012年工信部頒布的《物聯(lián)網(wǎng)“十二五”規(guī)劃》中也重點(diǎn)提到了發(fā)展微型和智能傳感器、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)工作。

　　2015年，“中國制造2025”戰(zhàn)略也再次提及，為傳感器產(chǎn)業(yè)發(fā)展指明了方向；后在2016年7月，《“十三五”國家科技創(chuàng)新規(guī)劃》出臺(tái)，強(qiáng)調(diào)新型傳感器的研發(fā)創(chuàng)新。

　　進(jìn)入2018年，系列行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施將繼續(xù)為傳感器行業(yè)“保駕護(hù)航”。于2017年，國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局、國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)批準(zhǔn)了203項(xiàng)國家標(biāo)準(zhǔn)和10項(xiàng)國家標(biāo)準(zhǔn)外文版。據(jù)悉，這些新標(biāo)準(zhǔn)將于2018年實(shí)施，其中涉及多項(xiàng)儀器儀表標(biāo)準(zhǔn)，包括智能傳感器、智能記錄儀表、智能流量儀表等。

　　隨著多項(xiàng)新國家標(biāo)準(zhǔn)的落地，傳感器產(chǎn)業(yè)將迎來一個(gè)新的成長時(shí)代，除了智能化、數(shù)字化等發(fā)展趨勢(shì)外，標(biāo)準(zhǔn)化或許將成為傳感器發(fā)展的標(biāo)簽之一。

　　產(chǎn)品／技術(shù)的突破性進(jìn)展，應(yīng)用場景的持續(xù)深入，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的陸續(xù)出臺(tái)，上下游市場需求的不斷提升，都推動(dòng)著傳感器產(chǎn)業(yè)日益走向成熟，這或許就是智能傳感器被稱為21世界極具影響力的高新技術(shù)的原因。

　　4、產(chǎn)業(yè)鏈

　　智能傳感器是具有信息處理功能的傳感器，其最大的價(jià)值就是將傳感器的信號(hào)檢測(cè)功能與微處理器的信號(hào)處理功能有機(jī)地融合在一起。

　　國內(nèi)智能傳感器市場中，本土企業(yè)競爭力較弱，跨國公司占據(jù)了87％的市場份額。不過，中國智能傳感器產(chǎn)業(yè)生態(tài)也趨于完備，設(shè)計(jì)制造，封測(cè)等重點(diǎn)環(huán)節(jié)均有骨干企業(yè)布局。

　　研究與開發(fā)

　　本土智能傳感器技術(shù)研發(fā)明初步展開，國內(nèi)例如北大、東南大學(xué)、214所等高校，科研院所已開展深入技術(shù)研發(fā)。同時(shí)，以上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所，蘇州微納中心等為代表的科研機(jī)構(gòu)已建立起智能傳感器中試服務(wù)平臺(tái)，助推國內(nèi)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展。

　　國外：AT＆T Bell Laboratories 、IBM、IMEC微電子研究中心、微電子研究所、弗吉尼亞大學(xué)、馬里蘭大學(xué)、密歇根大學(xué)、加州大學(xué)伯克利分校、MIT、新加坡國立大學(xué)、南洋理工大學(xué)

　　國內(nèi)：上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所、中國電子科技集團(tuán)公司、工業(yè)技術(shù)研究院（臺(tái)）、北京大學(xué)、東南大學(xué)、中國兵器工業(yè)集團(tuán)214研究所、天津大學(xué)、中科院微電子所、中科院電子所、清華大學(xué)、華中科技大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)

　　設(shè)計(jì)

　　國外：應(yīng)美盛、樓氏電子、Maradin、MicroVision、Qualtre、Maxim、Cirrus Logic、村田制作所、ST、索尼、博世、博通、高通、歐姆龍、旭化成微電子、ADI、NXP、英飛凌、愛普科斯、霍尼韋爾。

　　國內(nèi)：美新半導(dǎo)體、深迪半導(dǎo)體、歌爾聲學(xué)、明皜傳感、瑞聲科技、芯奧微、敏芯微電子、康森斯克、多維科技、豪威科技、格科微電子、思比科、匯頂科技、美泰科技、士蘭微、高德紅外

　　制造

　　國外：格羅方德、Teledyne DALSA、愛普生、Semefab、Silex、索尼、Fraunhofer ISIT、Tronics、博世、ST、旭化成微電子、ADI、NXP、英飛凌、愛普科斯、霍尼韋爾。

　　國內(nèi)：臺(tái)積電（臺(tái)）、中芯國際、聯(lián)華電子（臺(tái)）、華潤上華、上海先進(jìn)半導(dǎo)體、華虹集團(tuán)、美納科技、士蘭微、罕王微電子、中航微電子、國高微系統(tǒng)、離德紅外。

　　封裝

　　國外：Amkor、卡西歐、Hana Microelectronics、星電高科技、Unisen、UTAC、Boschman、樓氏電子、UBOTIC

　　國內(nèi)：日月光（臺(tái)）、瑞聲科技、長電科技、萎生公司（臺(tái)）、同欣電子（臺(tái)）、矽品科技、華天科技、晶方科技、南通富士通、力成科技（臺(tái)）、南茂科技（臺(tái)）、欣邦科技（臺(tái)）、歌爾聲學(xué)、固锝電子、紅光股份

　　測(cè)試

　　國外：Acutronic、ADI、愛普科斯、NXP、應(yīng)美盛、MaXim、村田制作所、ST、索尼、樓氏電子、博世、歐姆龍

　　國內(nèi)：京元電子（臺(tái)）、上海華嶺、歌爾聲學(xué)、美新半導(dǎo)體、瑞聲科技、深迪半導(dǎo)體、美泰科技、芯奧微、共達(dá)電聲、矽?？萍?br />
　　傳感器配套軟件、芯片方面，本土均有布局，但相比博世、英美盛等自帶軟件算法的IDM傳感器企業(yè)。以及高通、Marvell等傳統(tǒng)嵌入式芯片企業(yè)，還有較大差距。

　　軟件

　　國外：旭化成微電子、應(yīng)美盛、博世、NXP、Kionix、Hillcrest Labs、樓氏電子、PNI Sensor、ST

　　國內(nèi)：諾亦騰、鼎億數(shù)碼科技、飛智、速位科技、愛盛科技、敏芯微電子、明皜傳感、深迪半導(dǎo)體、矽睿科技

　　芯片

　　國外：高通、博通、英偉達(dá)、英特爾、Marvell、蘋果、三星

　　國內(nèi)：展訊、聯(lián)發(fā)科技（臺(tái)）、聯(lián)芯科技、銳迪科微電子、海思、紫光國芯、珠海炬力、小米

　　系統(tǒng)／應(yīng)用

　　在產(chǎn)業(yè)鏈下游，中國市場，特別是消費(fèi)電子市場，極其廣闊。同時(shí)，包括華為、中興、小米等企業(yè)創(chuàng)新能力較強(qiáng)，具有很強(qiáng)的系統(tǒng)整合與創(chuàng)新能力。

　　國外：蘋果、三星、谷歌、LG、諾基亞、索尼、Facebook、戴爾、微軟、GoPro、飛利浦。

　　國內(nèi)：華為、中興、OPPO、vivo、、小米、HTC（臺(tái)）、聯(lián)想、酷派、360、一加、TCL、金立、樂視。