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根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB7665-87，傳感器的定義是“能感受規(guī)定的被測(cè)量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用信號(hào)的器件或裝置，通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成”。即傳感器是一種檢測(cè)裝置，能感受到被測(cè)量的信息，并能將檢測(cè)感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號(hào)或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲(chǔ)、顯示、記錄和控制等要求。它是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)控制的首要環(huán)節(jié)。

傳感器作為人類從外界獲取信息的重要手段之一，在各行各業(yè)都發(fā)揮著無法取代的作用。伴隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，傳感器與無線傳感技術(shù)成為物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的關(guān)鍵所在，給傳感器產(chǎn)業(yè)帶來廣闊的未來前景。

市場(chǎng)，期待井噴

2015年，工信部電子元器件行業(yè)發(fā)展研究中心預(yù)估，全球各類敏感元件與傳感器市場(chǎng)將可到1770億美元。未來5年，世界傳感器領(lǐng)域復(fù)合增長(zhǎng)率將超過10%。

很多相關(guān)研究表明亞太地區(qū)將成為最有潛力的傳感器市場(chǎng)。英泰諾咨詢公司指出，在全球傳感器市場(chǎng)，未來幾年亞太地區(qū)市場(chǎng)份額將持續(xù)增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)2016年將提高至38.1%，北美和西歐市場(chǎng)份額將略有下降。交通、信息通信成為市場(chǎng)增長(zhǎng)最快的領(lǐng)域。其預(yù)測(cè)，2016年全球汽車傳感器規(guī)模可達(dá)419.7億歐元，占全球市場(chǎng)的22.8%；信息通信行業(yè)至2016年也可達(dá)421.6億歐元，占全球市場(chǎng)的22.9%，且有可能成為最大的單一應(yīng)用市場(chǎng)。

中國(guó)正逐漸成為傳感器國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中的主戰(zhàn)場(chǎng)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，至2015年，我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)整體市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到7500億元。在物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)規(guī)模大幅增長(zhǎng)的動(dòng)力之下，2015年中國(guó)傳感器市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到1213億元左右。據(jù)賽迪顧問預(yù)測(cè)，“十三五”期間，中國(guó)傳感器市場(chǎng)年均復(fù)合增長(zhǎng)率將達(dá)到31%以上。

這意味著，誰能成功搶占中國(guó)市場(chǎng)，必將在傳感器市場(chǎng)分得那塊最大的蛋糕。于是，全球跨國(guó)巨頭紛紛加緊在中國(guó)傳感市場(chǎng)的布局，本土傳感器企業(yè)亦呈現(xiàn)爆發(fā)性增長(zhǎng)。目前我國(guó)已有1700多家從事傳感器生產(chǎn)和研發(fā)的企業(yè)，但行業(yè)整體素質(zhì)參差不齊，企業(yè)規(guī)模以小型企業(yè)為主，占比近70%。同時(shí)，多數(shù)企業(yè)集中于低端產(chǎn)品的生產(chǎn)，以價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)為主，競(jìng)爭(zhēng)較為激烈，而高端產(chǎn)品集中在龍頭企業(yè)及外資企業(yè)之中。

可以預(yù)見的是，在市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)下，傳感器行業(yè)整合勢(shì)在必行。大公司通過兼并重組，掌控技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和專利，在“高、精、尖”傳感器和新型傳感器市場(chǎng)上逐步形成壟斷地位。在大企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)壓力下，中小企業(yè)則向“小而精、小而專”的方向發(fā)展，開發(fā)專有技術(shù)，產(chǎn)品定位特定細(xì)分市場(chǎng)。

應(yīng)用，潛力無限

當(dāng)前，傳感器越來越多地被應(yīng)用到社會(huì)發(fā)展及人類生活的各個(gè)領(lǐng)域。在中國(guó)市場(chǎng)，傳感器應(yīng)用四大領(lǐng)域?yàn)楣I(yè)及汽車電子產(chǎn)品、通信電子產(chǎn)品、消費(fèi)電子產(chǎn)品專用設(shè)備。

而隨著技術(shù)研發(fā)的持續(xù)深入，成本的下降，性能和可靠性的提升，在物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和高端裝備制造快速發(fā)展的推動(dòng)下，傳感器的典型應(yīng)用市場(chǎng)發(fā)展迅速。除了工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)、大型重點(diǎn)工程配套以及汽車電子、家電類產(chǎn)品的應(yīng)用之外，在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、環(huán)保檢測(cè)與治理、醫(yī)療衛(wèi)生以及食品檢測(cè)類市場(chǎng)領(lǐng)域里的應(yīng)用也開辟了廣闊的空間，構(gòu)成了傳感器新的市場(chǎng)需求和應(yīng)用增長(zhǎng)點(diǎn)。

此外，形形色色的傳感器早已滲透進(jìn)我們生活的方方面面，采集到的海量數(shù)據(jù)構(gòu)成了智能物聯(lián)的基礎(chǔ)。在物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，上億計(jì)的傳感器被嵌入到諸如移動(dòng)通信終端、智能穿戴設(shè)備、汽車和工業(yè)機(jī)器等各種設(shè)備中，云服務(wù)的出現(xiàn)為物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)提供存儲(chǔ)空間，并使實(shí)時(shí)在線處理成為可能。

2006年，惠普提出了野心勃勃的“地球中樞神經(jīng)系統(tǒng)”項(xiàng)目，計(jì)劃在全球安裝十億個(gè)甚至更多的傳感器，并利用這些靈敏的“聽診器”監(jiān)測(cè)地球的健康狀況，采取更切實(shí)有效的行動(dòng)，以期避免各種災(zāi)害的發(fā)生。

由中國(guó)國(guó)家話劇院、新華網(wǎng)融媒體未來研究院、荷蘭國(guó)家數(shù)學(xué)與計(jì)算機(jī)中心聯(lián)手打造的國(guó)內(nèi)第一次劇場(chǎng)傳感實(shí)驗(yàn)——《戰(zhàn)馬》“襲”心，于2015年11月18日在上海進(jìn)行首次實(shí)驗(yàn)。研究組從該劇中招募30名志愿者，通過高科技的生物傳感技術(shù)全程觀測(cè)并記錄他們觀看演出時(shí)的體感反映，從而更深入了解人類的情感。

毫無疑問，搭乘物聯(lián)網(wǎng)的東風(fēng)，傳感器的應(yīng)用發(fā)展正在以超乎我們想象的速度飛速發(fā)展，不斷刷新我們的認(rèn)知。

技術(shù)，亟待突破

對(duì)于傳感器技術(shù)的未來發(fā)展，很多觀點(diǎn)都是不謀而合的。集成化、多功能化、智能化、小型化是被業(yè)界普遍認(rèn)可的傳感器四大未來發(fā)展趨勢(shì)。

隨著集成化技術(shù)的發(fā)展，各類混合集成和單片集成式壓力傳感器相繼出現(xiàn)。集成化壓力傳感器有壓阻式、電容式等類型，其中壓阻式集成化傳感器發(fā)展快、應(yīng)用廣。

傳感器的多功能化也是其發(fā)展方向之一。把多個(gè)功能不同的傳感元件集成在一起，除可同時(shí)進(jìn)行多種參數(shù)的測(cè)量外，還可對(duì)這些參數(shù)的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行綜合處理和評(píng)價(jià)，可反映出被測(cè)系統(tǒng)的整體狀態(tài)。

傳感器與微處理器相結(jié)合，使之不僅具有檢測(cè)功能，還具有信息處理、邏輯判斷、自診斷、以及“思維”等人工智能，稱之為傳感器的智能化。借助于半導(dǎo)體集成化技術(shù)把傳感器部分與信號(hào)預(yù)處理電路、輸入輸出接口、微處理器等制作在同一塊芯片上，即成為大規(guī)模集成智能傳感器。可以說智能傳感器是傳感器技術(shù)與大規(guī)模集成電路技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，它的實(shí)現(xiàn)將取決于傳感技術(shù)與半導(dǎo)體集成化工藝水平的提高與發(fā)展。這類傳感器具有多功能、高性能、體積小、適宜大批量生產(chǎn)和使用方便等優(yōu)點(diǎn)，可以肯定地說，是傳感器重要的方向之一。

隨著集成微電子機(jī)械加工技術(shù)的日趨成熟，MEMS傳感器將半導(dǎo)體加工工藝引入傳感器的生產(chǎn)制造，實(shí)現(xiàn)了規(guī)模化生產(chǎn)，并為傳感器微型化發(fā)展提供了重要的技術(shù)支撐。

此外，隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)傳統(tǒng)傳感技術(shù)又提出了新的要求，產(chǎn)品正逐漸向無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)、紅外技術(shù)、新材料技術(shù)、納米技術(shù)、陶瓷技術(shù)、薄膜技術(shù)、光纖技術(shù)、激光技術(shù)、復(fù)合傳感器技術(shù)、多學(xué)科交叉融合的方向發(fā)展。

對(duì)傳感器的創(chuàng)新發(fā)展，另一不可忽視的趨勢(shì)是新材料技術(shù)的突破加快了多種新型傳感器的涌現(xiàn)。新型敏感材料是傳感器的技術(shù)基礎(chǔ)，材料技術(shù)研發(fā)是提升性能、降低成本和技術(shù)升級(jí)的重要手段。如《2014-2018年中國(guó)傳感器制造行業(yè)發(fā)展前景與投資預(yù)測(cè)分析報(bào)告》指出，光纖傳感器具有抗電磁干擾、輕巧、靈敏度高等優(yōu)勢(shì)，可以將信息傳感與信號(hào)傳輸合二為一，便于構(gòu)成分布式網(wǎng)絡(luò)，易于實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離監(jiān)控和多點(diǎn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。在政策推動(dòng)和規(guī)模效應(yīng)的作用下，光纖傳感器的市場(chǎng)空間越來越廣闊。

隨著“全面感知”、萬物互聯(lián)的智能時(shí)代到來，傳感器的應(yīng)用需求正呈現(xiàn)爆發(fā)式增長(zhǎng)。然而，目前中國(guó)傳感器產(chǎn)業(yè)也面臨用戶需求多樣化、對(duì)器件性能要求越來越高、市場(chǎng)化程度不足、產(chǎn)業(yè)鏈不完善等挑戰(zhàn)。對(duì)于傳感器企業(yè)來說，了解終端應(yīng)用需求，結(jié)合硬件、軟件、工藝等產(chǎn)業(yè)鏈上下游進(jìn)行協(xié)同創(chuàng)新，以技術(shù)突破搶占市場(chǎng)先機(jī)，縮短產(chǎn)品上市時(shí)間，加速產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程是在未來市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中的致勝之道。

摘自《自動(dòng)化博覽》2016年5月刊