各種類型傳感器綜述

1、中國工業(yè)現(xiàn)代化的進程和電子信息產(chǎn)業(yè)以 20%以上的速度連續(xù)高速增長，帶動了傳感器市場的快速上升。傳感器市場規(guī)模從2004年的18.59乙美元增長到2006年的29.32億美元，年復(fù)合增長率達25.6%。預(yù) 計2007年將增長27.2%，達到37.08乙美元。中國傳感器需求規(guī)?？焖僭鲩L的主要動力來自于工業(yè)電子設(shè)備 和汽車電子、通信電子、消費電子和專用電子設(shè)備等。工業(yè)電子設(shè)備 和汽車電子是電子信息產(chǎn)業(yè)中增長最快的行業(yè)，也是傳感器應(yīng)用最多的領(lǐng)域，如測量各種工藝變量、電子特性和物理量，以及傳統(tǒng)的運動 /定位等。近年來中國汽車產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)持續(xù)高速增長態(tài)勢，2006年中國汽車整 車產(chǎn)量達728萬輛，同比增長2

2、7.3%。乘用車產(chǎn)量就達523萬輛，同比 增長32.8%。目前一輛普通家用轎車上大約會安裝幾十到近百只傳感 器，豪華轎車傳感器數(shù)量可多達二百余只，種類達幾十種。二者所用 傳感器約占整個市場的三分之一。中國還是程控交換機、移動通信基站、手機、傳真機等電子產(chǎn)品 制造大國，通信產(chǎn)業(yè)也是傳感器的重 要應(yīng)用領(lǐng)域。2006年中國手機產(chǎn)量突破4.8億部，預(yù)計2007年可達6.2 億部，手機產(chǎn)量的大幅增長及手機功能的不斷增加給傳感器市場帶來 新的機遇，在該領(lǐng)域應(yīng)用的傳感器約占市場份額的四分之一。此外中國是全球白家電（包括家用空調(diào)、電冰箱和洗衣機）生產(chǎn)和出口大國， 2006年總產(chǎn)量達1.5億臺，預(yù)計2007年可

3、達1.66億臺，2006年所用傳感 器約占市場五分之一。近幾年，傳感器在醫(yī)療、環(huán)保、氣象等專用電 子設(shè)備中的應(yīng)用也快速增長，所用傳感器占市場份額的15%左右。上 述行業(yè)對傳感器的大量需求，為中國大陸傳感器產(chǎn)業(yè)提供了很好的發(fā)展機遇。據(jù)統(tǒng)計，目前中國大陸有455家從事敏感元件及傳感器生產(chǎn)廠家， 而整個產(chǎn)業(yè)鏈上下游所涉及的企業(yè)更是多達 1,400多家，傳感器年產(chǎn) 量突破24億只，呈現(xiàn)出良好的發(fā)展態(tài)勢。但敏感元件與傳感器的研制、 生產(chǎn)集中在東部沿海地區(qū)，產(chǎn)量較大的企業(yè)包括歐姆龍（上海）有限 公司、愛科電子（珠海保稅區(qū)）有限公司、杭州大和熱磁電子有限 公司、精量電子（深圳）有限公司等，而其它 95%以上

4、屬小型企業(yè)， 綜合實力較強的骨干企業(yè)較少。目前能批量生產(chǎn)的產(chǎn)品涉及光敏、電 壓敏、熱敏、力敏、氣敏、磁敏和濕敏 7大類，約3,000多個品種，年 銷售量較高的企業(yè)集中在北京、上海、江蘇、陜西、廣東、浙江等省 市。目前全球傳感器種類約有2萬種，而中國大陸目前僅有3,000多種， 尚有大量的品種短缺。據(jù)中國電子元件協(xié)會統(tǒng)計，2006年中國大陸傳感器產(chǎn)品總銷售收 入為97.43億元人民幣（約12.18乙美元），同比增長12.2%。20042006 年的年復(fù)合增長率為11.3%。2006年出口額為6.58億美元，占總銷售 額的55.8%,較2005年相比增長了 8.6%。各行業(yè)對傳感器的大量需求，為中

5、國大陸傳感器產(chǎn)業(yè)提供了很好的發(fā) 展機遇。由于在技術(shù)和生產(chǎn)能力上同發(fā)達國家還有較大差距，產(chǎn)品技術(shù)檔次低，品種規(guī)格不齊全，國內(nèi)傳感器產(chǎn)品還遠不能滿足國內(nèi)需求，特 別是一些高檔傳感器、MEMS傳感器、汽車用傳感器以及專用配套 傳感器等，這些仍然主要依賴進口。中國大陸傳感器市場被西門子、 博世、霍尼韋爾、歐姆龍、精量電子等國際傳感器供應(yīng)商巨頭占據(jù)大 半江山，如中國大陸每年高性能汽車傳感器的進口量就在50萬套以上。據(jù)統(tǒng)計，中國大陸敏感元件及傳感器的進口額從 2004年的14.26 億美元迅速增長到2006年的23.72億美元，其復(fù)合增長率達29.0%。更 嚴(yán)峻的是，進口金額占國內(nèi)市場需求份額從 2004

6、年的76.7%上升到 2006年的80.9%,且2007年將有望進一步擴大。當(dāng)前，傳感器技術(shù)正朝著智能化、微型化、低功耗、無線傳輸、 便攜式方向發(fā)展，國內(nèi)傳感器市場也持續(xù)高速增長， 然而在國際傳感 器巨頭紛紛進入的激烈競爭環(huán)境下，中國大陸傳感器產(chǎn)業(yè)仍將面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)傳感器是光儀電系統(tǒng)的 感覺器官”，是測量系統(tǒng)中的一種前 置部件，它將輸入變量轉(zhuǎn)換成可供測量的信號。傳感技術(shù)綜合了物理、 化學(xué)、生物、電子和微電子、材料、精密機械、微細加工和實驗測量 等方面的知識和技術(shù)。美、日、英、法、德和獨聯(lián)體等國都把傳感器 技術(shù)列為國家重點開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)之一。1傳感器的類別隨著信息技術(shù)的迅速發(fā)展和應(yīng)用的普及，世界

7、上傳感器品種達到3萬余種。傳感器種類繁多，有多種分類方法。按被測量分類：包括物理量、化學(xué)量和生物量傳感器（表 1）表1:對傳感器按被測量分類壓力傳感器、力傳感器、力矩傳感器、速度傳力學(xué) 感器、加速度傳感器、流量傳感器、位移傳感 物理 量 器、位置傳感器、尺度傳感器、密度傳感器、 量傳粘度傳感器、硬度傳感器、濁度傳感器感器熱學(xué)溫度傳感器、熱流傳感器、熱導(dǎo)率傳感器量光學(xué) 可見光傳感器、紅外光傳感器、紫外光傳感器、 量 照度傳感器、色度傳感器、圖像傳感器、亮度 傳感器磁學(xué)磁場強度傳感器、磁通傳感器量電學(xué) 電流傳感器、電壓傳感器、電場強度傳感器量聲學(xué) 聲壓傳感器、噪聲傳感器、超聲波傳感器、聲量表面波傳

8、感器x射線傳感器、B射線傳感器、丫射線傳感器、 射線輻射劑量傳感器化學(xué)量傳離子傳感器、氣體傳感器、濕度傳感器感器生化 酶式傳感器、免疫血型傳感器、微生物型傳感生物 量 器、血氣傳感器、血液電解質(zhì)傳感器量傳體壓傳感器、脈搏傳感器、心音傳感器、體溫生理感器傳感器、血流傳感器、呼吸傳感器、血容量傳量感器、體電圖傳感器（來源：物理實驗2002年第22卷12期傳感器技術(shù)的發(fā)展和趨勢綜述）按測量原理分類：包括電容式傳感器、電位器式傳感器、電阻式傳感器、電磁式傳感器、電感式傳感器、電離式傳感器、電化學(xué)式傳感器、光導(dǎo)式傳感器、光伏式傳感器、光纖傳感器、熱電式傳感器、伺服式傳感器、諧振式傳感器、應(yīng)變（計）式傳感

9、器、壓電式傳感器、壓阻式傳感器、磁阻式傳感器、差動變壓器式傳感器、霍耳式傳感器、激光傳感器、（核）輻射傳感器、超聲（波）傳感器和聲表面波傳感按輸出型式分類：包括數(shù)字傳感器和模擬傳感器。按電源型式分類：包括無源傳感器和有源傳感器。按制造工藝分類：包括集成傳感器、薄膜傳感器、厚膜傳感器和陶瓷傳感器。按所用材料分類：包括金屬、聚合物、陶瓷和混合物。按材料的物理性質(zhì)分類：包括導(dǎo)體、絕緣體、半導(dǎo)體和磁性材料。按材料的晶體結(jié)構(gòu)分類：包括單晶、多晶和非晶材料。2傳感器的應(yīng)用 傳感器的應(yīng)用領(lǐng)域涉及機械制造、工業(yè)過程控制、汽車電子產(chǎn)品、通 信電子產(chǎn)品、消費電子產(chǎn)品和專用設(shè)備等。就世界范圍而言，傳感器 市場上增長

10、最快的是汽車市場的需求，占第二位的是過程控制市場， 前景看好是通訊市場。 汽車工業(yè)現(xiàn)代高級轎車的電子化控制系統(tǒng)水平的關(guān)鍵就在于采用傳感器的數(shù) 量和水平，目前一輛普通家用轎車上大約安裝幾十到近百只傳感器，而豪華轎車上的傳感器數(shù)量可多達二百余只，種類通常達30余種，多則達百種。 工業(yè)自動化工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用的傳感器，如工藝控制、工業(yè)機械以及傳統(tǒng)的自動傳感 器；各種測量工藝變量（如溫度、液位、壓力、流量等）傳感器；測量 電子特性（電流、電壓等）和物理量（運動、速度、負載以及強度）的傳 感器，以及傳統(tǒng)的接近/定位傳感器發(fā)展迅速。 通信電子產(chǎn)品手機產(chǎn)量的大幅增長及手機新功能的不斷增加給傳感器市場帶來機遇與挑戰(zhàn)

11、，彩屏手機和攝像手機市場份額不斷上升增加了傳感器在該 領(lǐng)域的應(yīng)用比例。此外，應(yīng)用于集團電話和無繩電話的超聲傳感器、 用于磁存儲介質(zhì)的磁場傳感器等都將出現(xiàn)強勢增長。 消費電子產(chǎn)品中國是家電產(chǎn)品生產(chǎn)大國，中國的家電產(chǎn)品除了巨大的內(nèi)需市場外， 還大量出口國際市場，由于低廉的生產(chǎn)成本使中國成為全球最大的家 電出口國，家用電器對傳感器市場需求主要來自空調(diào)、冰箱、洗衣機 和電飯煲等。 專用設(shè)備專用設(shè)備主要包括醫(yī)療、環(huán)保、氣象等領(lǐng)域應(yīng)用的專業(yè)電子設(shè)備。目 前醫(yī)療領(lǐng)域是傳感器銷售量巨大、 利潤可觀的新興市場，該領(lǐng)域要求 傳感器件向小型化、低成本和高可靠性方向發(fā)展。3.國內(nèi)外傳感器產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀和趨勢傳感器產(chǎn)業(yè)是國

12、內(nèi)外公認的具有發(fā)展前途的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)，它以其技術(shù)含量高、經(jīng)濟效益好、滲透能力強、市場前景廣等特點為世人矚目。 那些咼精度、快響應(yīng)、咼可靠性、寬溫度范圍、微型化、微功耗及無 源化、智能化、集成化、網(wǎng)絡(luò)化的傳感器將成為未來市場中的寵兒?，F(xiàn)狀目前全世界約有40個國家從事傳感器的研制、生產(chǎn)和應(yīng)用開發(fā)，研發(fā) 機構(gòu)6000余家。其中以美、日、俄等國實力較強，他們建立了包括物理量、化學(xué)量、生物量三大門類的傳感器產(chǎn)業(yè)，研發(fā)生產(chǎn)單位4000余家、產(chǎn)品20000多種，對應(yīng)用范圍廣的產(chǎn)品已實現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)，大 企業(yè)的年生產(chǎn)能力達到幾千萬支到幾億支。比較著名的傳感器廠商有美國霍尼韋爾(Honeywell)公司、?？怂共_

13、(Foxboro)公司、ENDEVCO公司、英國Bell&Howell公司、Solartron公司、荷蘭飛利 浦、俄羅斯熱工儀表所等。我國已經(jīng)初步建立了敏感元件與傳感器產(chǎn)業(yè)， 但同發(fā)達國家相比還有 很大差距。全國已有1688家企事業(yè)單位從事傳感器的研制、生產(chǎn)和應(yīng)用。目前全行業(yè)正在執(zhí)行"十五"計劃，MEMS等5項新型傳感器已列 入研究開發(fā)的重點。預(yù)計到"十五"期末，敏感元器件與傳感器年總產(chǎn) 量可望達到20億只，銷售總額將達約120億元，從而初步形成儀器儀 表行業(yè)中的經(jīng)濟增長點。趨勢世界傳感器市場正在以持續(xù)穩(wěn)定的增長之勢向前發(fā)展。據(jù)預(yù)測，2003年至2008年期間的年平均增長率為3.7%, 2008年將增加到506億美元。 而考慮到傳感器價格降低和難以預(yù)知的新興應(yīng)用領(lǐng)域的崛起等因素， 2003年至2008年期間的實際增長率有可能達到 4.5%-5%。Frost&Sullivan公司對世界各類傳感器市場的發(fā)展進行了如下預(yù)測： 光纖傳感器將由1998年的1.75億美元增長到2008年的3.5億美元；溫度 傳感器市場將由1998年的17.4億美元增長到2006年的3326乙美元；半 導(dǎo)體傳感器市場從1998