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文檔簡介
精品文檔-下載后可編輯圖文并茂為你講解傳感器發(fā)展簡史-基礎(chǔ)電子本文內(nèi)容相對較“雜”,長達(dá)20000字,涉及傳感器發(fā)展歷史、各國傳感器產(chǎn)業(yè)研究、傳感器產(chǎn)業(yè)體系、現(xiàn)狀和發(fā)展、國內(nèi)外主流傳感器企業(yè)介紹等內(nèi)容,編輯者想將本文打造為一篇傳感器小“簡史”。
文中指出過去25年來美國硅谷圍繞以硅基材料為主體的MEMS芯片開發(fā)這種先進的傳感器;我國傳感器產(chǎn)業(yè)發(fā)展緩慢主要是認(rèn)知上的差距所致;世界產(chǎn)品化的傳感器種類約有2.6萬余種,我國已經(jīng)擁有約1.4萬多種,大多為常規(guī)類型和品種;美國科技公司更善于利用傳感器做出各種創(chuàng)新,蘋果iPhone、谷歌眼鏡等都是各種先進傳感器的集合…
傳感器與通信、計算機被稱為現(xiàn)代信息技術(shù)的三大支柱和物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ),其應(yīng)用涉及國民經(jīng)濟及國防科研的各個領(lǐng)域,是國民經(jīng)濟基礎(chǔ)性、戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)之一。當(dāng)前倍受國際關(guān)注的物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算技術(shù),乃至智慧城市中的各種技術(shù)實現(xiàn),對于傳感器技術(shù)的需求也是巨大。
科技,讓人類的能力圈不斷擴大。如果說,機械延伸了人類的體力,計算機延伸了人類的智力,那么,無處不在的傳感器,大大延伸了人類的感知力。
早在20世紀(jì)80年代,美國就宣稱世界已經(jīng)進入了傳感器時代。早在20世紀(jì)80年代初,美國就成立了國家技術(shù)小組(BGT),幫助政府組織和領(lǐng)導(dǎo)大公司、國有企業(yè)和機構(gòu)的傳感器技術(shù)的發(fā)展。
在保護美國武器系統(tǒng)質(zhì)量優(yōu)勢的關(guān)鍵技術(shù)中,有八項是被動傳感器。2000年,美國空軍列舉了15項有助于提高21世紀(jì)空軍能力的關(guān)鍵技術(shù),其中傳感器技術(shù)pai名第二。
美國的發(fā)展模式遵循先后民用、先改進后普及的發(fā)展道路,其特點是顯著的:
(1)重視傳感器功能材料的研究;
(2)重視傳感器技術(shù)的發(fā)展。美國霍尼韋爾公司的固態(tài)傳感器開發(fā)中心每年投資5000萬美元在設(shè)備上,目前擁有計算機輔助設(shè)計、單晶生長、加工、圖形發(fā)生器、分步重復(fù)攝影、自動噴漆。很先進的成套設(shè)備和生產(chǎn)設(shè)備。每三年左右更新n條線路,例如膠和光刻、等離子體蝕刻、濺射、擴散、外延、蒸發(fā)、離子注入化學(xué)氣相沉積、掃描電子顯微鏡、封裝和屏蔽動態(tài)測試。只有這樣,才能保證技術(shù)的超過水平。
(3)重視工藝研究:傳感器的原理不難,也不保密,很機密的是工藝(制造)。許多評價傳感器不是一般的工業(yè)產(chǎn)品,而是完美的工藝杰作。在美國,大約有1300家生產(chǎn)和開發(fā)傳感器的制造商,以及100多個研究所和學(xué)院。
傳感器,不是KOC那種的新造詞,而是一個非常傳統(tǒng)的常用詞匯,大家在新華詞典中就可以輕松找到。英文稱Sensor或是Transducer。“傳感器”在新韋式大詞典中定義為:“從一個系統(tǒng)接受功率,通常以另一種形式將功率送到第二個系統(tǒng)中的器件”。根據(jù)這個定義,傳感器的作用是將一種能量轉(zhuǎn)換成另一種能量形式,所以不少學(xué)者也用“換能器-Transducer”來稱謂“傳感器-Sensor”。
簡單來說,傳感器就是一種檢測裝置,通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成,可以測量信息,也可以讓用戶感知到信息。通過變換方式,讓傳感器中的數(shù)據(jù)或價值信息轉(zhuǎn)換成電信號或其他所需形式的輸出,以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。
國內(nèi)外發(fā)展歷程與現(xiàn)狀
20世紀(jì)70年代初,西方發(fā)達(dá)國家大力發(fā)展計算機與通訊技術(shù),忽視了傳感器技術(shù)發(fā)展,造成了“大腦”發(fā)達(dá),而“五官”遲鈍的窘境,傳感器產(chǎn)業(yè)相對慘淡。
80年代初,美、日、德、法、英等國家相繼確立加速傳感器技術(shù)發(fā)展的方針,視為涉及科技進步、經(jīng)濟發(fā)展和國家安全的關(guān)鍵技術(shù),紛紛列入長遠(yuǎn)發(fā)展規(guī)劃和重點計劃之中。并采取嚴(yán)格的保密規(guī)定對技術(shù)封鎖和控制,禁止技術(shù)出口,尤其是針對中國。
日本1979年在《對今后十年值得注意的技術(shù)》中將傳感器列為首位;美國國防部1985年公布的二十項軍事關(guān)鍵技術(shù)中,被列為第十四項;《星球大戰(zhàn)》計劃、歐洲《尤里卡》計劃、前蘇聯(lián)《軍事航天》計劃,英、法、德等國家高技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展規(guī)劃中均將傳感器列為重點發(fā)展技術(shù),并將其科研成果和制造工藝與裝備列入國家重心技術(shù)。
美國認(rèn)為,計算機技術(shù)是重心,敏感技術(shù)、光電子技術(shù)是關(guān)鍵和重點,新材料、微電子技術(shù)是支撐和基礎(chǔ)。通信與計算機結(jié)合,以及多元化、新技術(shù)的融合代表著美國信息技術(shù)發(fā)展方向。
福布斯認(rèn)為,當(dāng)前,甚至今后幾十年內(nèi),影響和改變著世界經(jīng)濟格局和人們生活方式的10大科技產(chǎn)品,傳感器列為10大科技產(chǎn)品之首。
美國國家科學(xué)發(fā)展基金會認(rèn)為,本世紀(jì)的重大變革就是:通過網(wǎng)絡(luò),把物質(zhì)世界聯(lián)接起來,并賦予它一個電子神經(jīng)系統(tǒng),使它具有能夠感知信息的生命,而能夠擔(dān)當(dāng)這一重任的重心就是傳感器”。每年度財政預(yù)算約有69億美元,用于傳感器基礎(chǔ)技術(shù)與應(yīng)用研究,稱其為“SensorRevolution”(即:傳感器革命)。
目前國際上缺乏制定國際標(biāo)準(zhǔn)的準(zhǔn)則與規(guī)范,尚未制定出權(quán)威性的傳感器標(biāo)準(zhǔn)類型。只能劃分為簡單的物理傳感器、化學(xué)傳感器和生物傳感器等大的類別。
例如,物理傳感器有:聲、力、光、磁、溫、濕、電、射線等等;化學(xué)傳感器有:各種氣敏、酸堿PH值、離子化、極化、化學(xué)吸附、電化學(xué)反應(yīng)等現(xiàn)象等等;生物傳感器有:酶電極和介體生物電等等。在產(chǎn)品用途和形成過程中的因果關(guān)系互相咬合,既不能劃分到物理類,也不能劃分為化學(xué)類,難以嚴(yán)格劃分。
用傳感器分類和命名方式,主要有以下幾種類型:
(1)按轉(zhuǎn)換原理可分為物理傳感器、化學(xué)傳感器和生物傳感器。
(2)按傳感器的檢測信息來分可分為聲敏、光敏、熱敏、力敏、磁敏、氣敏、濕敏、壓敏、離子敏和射線敏等傳感器。
(3)按照供電方式可分為有源或無源傳感器。
(4)按其輸出信號可分為模擬量輸出、數(shù)字?jǐn)?shù)字量輸出和開關(guān)量傳感器。
(5)按傳感器使用的材料可分為:半導(dǎo)體材料;晶體材料;陶瓷材料;有機復(fù)合材料;金屬材料;高分子材料;超導(dǎo)材料;光纖材料;納米材料等傳感器。
(6)按能量轉(zhuǎn)換可分為能量轉(zhuǎn)換型傳感器和能量控制型傳感器。
(7)按照其制造工藝,可分為機械加工工藝;復(fù)合與集成工藝;薄膜、厚膜工藝;陶瓷燒結(jié)工藝;MEMS工藝;電化學(xué)工藝等傳感器。
世界產(chǎn)品化的傳感器種類約有2.6萬余種,我國已經(jīng)擁有約1.4萬多種,大多為常規(guī)類型和品種;7000多種可產(chǎn)品化,而在醫(yī)療、科研、微生物、化學(xué)分析等特殊品種上仍有短缺和空白,存在著較大的技術(shù)創(chuàng)新空間。
共性基礎(chǔ)工藝與三大技術(shù)創(chuàng)新趨勢
眾所周知,由于敏感機理、敏感材料不同,加之工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境、使用場景,以及被檢測介質(zhì)與個性化參數(shù)、結(jié)構(gòu)等復(fù)雜性要求等特點,長期以來傳感器一直處于多品種小批量生產(chǎn)狀態(tài),結(jié)合工藝技術(shù)的分散性、復(fù)雜性影響和設(shè)備裝置價格昂貴等因素制約,業(yè)界稱其生產(chǎn)過程為制造“工業(yè)工藝品”。
各國工程技術(shù)人員圍繞著工藝技術(shù)協(xié)同、融合,在產(chǎn)品規(guī)范化、性能歸一化、功能集成化、結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化,以及工藝設(shè)備和工裝夾具的產(chǎn)業(yè)化方面展開了長期的技術(shù)開發(fā)與創(chuàng)新,形成了一大批不同特色和特點的技術(shù)成果。
在美國硅谷傳感器領(lǐng)域,圍繞著以MEMS工藝技術(shù)為基礎(chǔ),根據(jù)不同行業(yè)和功能的需求,展開的不同封裝結(jié)構(gòu)的各種傳感器產(chǎn)品創(chuàng)新,已經(jīng)持續(xù)了近25年,形成的千奇百怪、五花八門的各種類型傳感器產(chǎn)品,應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴展,得到了各行業(yè)的廣泛認(rèn)同與接受。
正如硅谷MEMS工藝技術(shù)創(chuàng)始人丹尼斯先生所說:“20多年來,硅谷傳感器產(chǎn)品一直都是圍繞著以硅基材料為主體的MEMS芯片和不同行業(yè)領(lǐng)域的市場應(yīng)用需求,開展不同結(jié)構(gòu)形式的封裝的產(chǎn)品競爭與創(chuàng)新”。
因此,MEMS工藝技術(shù)是各種類型傳感器的共性基礎(chǔ)工藝技術(shù),被業(yè)界稱之為傳感器創(chuàng)新源泉。2022年,美國行業(yè)認(rèn)為MEMS工藝已經(jīng)成熟,可以廣泛推廣應(yīng)用,確立并形成了傳感器產(chǎn)業(yè)圍繞MEMS工藝技術(shù)和應(yīng)用兩大方向創(chuàng)新與突破:
一是敏感機理創(chuàng)新與工藝突破。提高了MEMS工藝技術(shù)在材料與工藝結(jié)構(gòu)等基礎(chǔ)理論與應(yīng)用水平,比如在晶體與非晶體、各種半導(dǎo)體材料應(yīng)用;在硅-硅鍵合工藝、硅薄膜工藝、金屬薄膜工藝等多個領(lǐng)域的工藝技術(shù)創(chuàng)新,大大提高了產(chǎn)品生產(chǎn)的微型化、低成本、復(fù)合型、集成度等產(chǎn)業(yè)化基礎(chǔ)水平。
二是智能化水平提高和應(yīng)用創(chuàng)新。在多功能集成化、模塊化構(gòu)架、嵌入式能力、網(wǎng)絡(luò)化接口等形成了創(chuàng)新與突破。極大地改善了產(chǎn)用難以對接的矛盾,搭建了生產(chǎn)制造與市場應(yīng)用橋梁與技術(shù)通道,突破了行業(yè)在生產(chǎn)和應(yīng)用長期形成的技術(shù)壁壘和發(fā)展瓶頸。同時也提高了各行業(yè)的產(chǎn)品自主選擇和應(yīng)用設(shè)計能力,大大刺激了應(yīng)用需求,拓展了市場空間。
從美國傳感器產(chǎn)業(yè)發(fā)展來看,呈現(xiàn)幾個特點:
一是在共性基礎(chǔ)技術(shù)上下功夫,并注重新技術(shù)、新工藝創(chuàng)新應(yīng)用,不斷提升品質(zhì)。
二是強調(diào)傳感器網(wǎng)絡(luò)化、智能化節(jié)點技術(shù)、能量捕捉技術(shù)及協(xié)同創(chuàng)新。
三是重心技術(shù)都有政府管控、扶持、資助與推動的影子。
四是重點推廣應(yīng)用領(lǐng)域的引領(lǐng)與帶動作明顯。如軍事工業(yè)、裝備制造、物流、生態(tài)環(huán)境監(jiān)控(森林防控)、移動醫(yī)療、智能家居等。
產(chǎn)業(yè)化生態(tài)體系與環(huán)境建設(shè)
借助共性基礎(chǔ)技術(shù)和工藝,建立生產(chǎn)可柔性化、工藝規(guī)范化、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化的生產(chǎn)體系,尋找產(chǎn)品的配套市場,徹底改變技術(shù)和市場的孤島化、碎片化問題是傳感器產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵之處。
根據(jù)MEMS工藝技術(shù)和產(chǎn)品市場應(yīng)用特點,溫敏、聲敏、力敏、光敏、氣敏、磁敏、頻率等7大類型產(chǎn)品符合產(chǎn)業(yè)化技術(shù)特點和市場規(guī)?;枨?,可實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)。
另外,以硅麥克風(fēng)為代表的聲敏傳感器已經(jīng)在國內(nèi)外形成了十大主流特色品牌產(chǎn)品和商家(其中有瑞聲、歌爾國內(nèi)兩家企業(yè)),實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)。
溫、濕度傳感器美國、德國、瑞士、日本、中國等國家都有規(guī)?;a(chǎn)能力,在未來發(fā)展中溫濕度將復(fù)合在其他物理量傳感器之中,比如,力敏、磁敏可同時檢測溫濕度參數(shù);頻率含RF射頻、毫米波等共性工藝技術(shù)接近、而參數(shù)、功能、應(yīng)用差異較大的產(chǎn)品,可在同一廠家實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。
特別是在手機、智能交通、生物感知等應(yīng)用領(lǐng)域具有爆發(fā)式增長,具有較大的誘惑力。射頻器件95%仍是歐美廠商主導(dǎo),甚至沒有一家亞洲廠商進入。為了打破行業(yè)壟斷現(xiàn)象,這將成為未來技術(shù)創(chuàng)新與競爭的焦點。
與國外相比,我國傳感器產(chǎn)業(yè)發(fā)展緩慢主要是認(rèn)識上的差距所致!對傳感器帶有偏見和片面的認(rèn)識,缺乏國家戰(zhàn)略認(rèn)識高度。
由于傳感器分屬不同行業(yè)和部門,存在多頭管理,在發(fā)展上難于取得共識,管理亂象,政策支持缺乏力度導(dǎo)致產(chǎn)業(yè)分散,產(chǎn)品不能成為系列化。
1200多家企業(yè)中95%以上屬于小微企業(yè),一方面缺乏足夠的人力、物力、工藝技術(shù)條件等資源配置,產(chǎn)業(yè)化基礎(chǔ)薄弱;另一方面市場準(zhǔn)入門檻過高,缺乏相應(yīng)的應(yīng)用開發(fā)和技術(shù)創(chuàng)新能力,產(chǎn)品整體技術(shù)水平和參數(shù)性能指標(biāo),特別是可靠性、穩(wěn)定性指標(biāo)與國外同類產(chǎn)品相比要低1~2個數(shù)量級,無法滿足市場對企業(yè)資質(zhì)和配套能力的要求。
第三是缺乏領(lǐng)頭雁企業(yè)引領(lǐng)和行業(yè)帶動,缺乏國際化品牌、市場影響力、競爭優(yōu)勢和基礎(chǔ)研究能力,導(dǎo)致行業(yè)內(nèi)專注化企業(yè)數(shù)不足3%;重心芯片大都依賴進口,中g(shù)ao檔產(chǎn)品幾乎100%進口。整體工藝技術(shù)水平落后國外先進國家10~15年。
針對國內(nèi)外產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀對比和行業(yè)特點及存在問題,結(jié)合傳感器技術(shù)工藝特征,業(yè)內(nèi)期待在經(jīng)濟、技術(shù)優(yōu)勢和發(fā)達(dá)地區(qū),聚集國內(nèi)外數(shù)十家以上的傳感器專注性公司和科研院所,組成具有產(chǎn)品技術(shù)工藝特色和產(chǎn)業(yè)化規(guī)模優(yōu)勢,以及國際市場影響力的產(chǎn)業(yè)集群或基地,形成年銷售額1000億元人民幣(150億美元)以上,并以年增長大于20%速度增長的國際化傳感器特色產(chǎn)業(yè)園區(qū)。
形成以敏感元器件為重心,智能化、網(wǎng)絡(luò)化、模塊化等集成應(yīng)用為創(chuàng)新主體,物聯(lián)網(wǎng)、智慧城市為應(yīng)用目標(biāo)的產(chǎn)業(yè)鏈構(gòu)架(產(chǎn)業(yè)生態(tài)),同時具備政、產(chǎn)、學(xué)、研、用、服六維一體生態(tài)環(huán)境,實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化集群式發(fā)展,形成我國傳感器“雙生態(tài)”產(chǎn)業(yè)鏈,具有產(chǎn)業(yè)特色明顯和區(qū)位優(yōu)勢突出的國際傳感器產(chǎn)業(yè)園——即“傳感谷”。
傳感器技術(shù)發(fā)展經(jīng)歷的三個歷史階段
第1代是結(jié)構(gòu)型傳感器,它利用結(jié)構(gòu)參量變化來感受和轉(zhuǎn)化信號。例如:電阻應(yīng)變式傳感器,它是利用金屬材料發(fā)生彈性形變時電阻的變化來轉(zhuǎn)化電信號的。
第2代傳感器是70年代開始發(fā)展起來的固體傳感器,這種傳感器由半導(dǎo)體、電介質(zhì)、磁性材料等固體元件構(gòu)成,是利用材料某些特性制成的。如:利用熱電效應(yīng)、霍爾效應(yīng)、光敏效應(yīng),分別制成熱電偶傳感器、霍爾傳感器、光敏傳感器等。
70年代后期,隨著集成技術(shù)、分子合成技術(shù)、微電子技術(shù)及計算機技術(shù)的發(fā)展,出現(xiàn)集成傳感器。集成傳感器包括2種類型:傳感器本身的集成化和傳感器與后續(xù)電路的集成化。例如:電荷耦合器件(CCD),集成溫度傳感器AD590,集成霍爾傳感器UG3501等。
這類傳感器主要具有成本低、可靠性高、性能好、接口靈活等特點。集成傳感器發(fā)展非常迅速,現(xiàn)已占傳感器市場的2/3左右,它正向著低價格、多功能和系列化方向發(fā)展。
第3代傳感器是80年代剛剛發(fā)展起來的智能傳感器。所謂智能傳感器是指其對外界信息具有一定檢測、自診斷、數(shù)據(jù)處理以及自適應(yīng)能力,是微型計算機技術(shù)與檢測技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。
80年代智能化測量主要以微處理器為重心,把傳感器信號調(diào)節(jié)電路、微計算機、存貯器及接口集成到一塊芯片上,使傳感器具有一定的人工智能。
90年代智能化測量技術(shù)有了進一步的提高,在傳感器yi級水平實現(xiàn)智能化,使其具有自診斷功能、記憶功能、多參量測量功能以及聯(lián)網(wǎng)通信功能等。
傳感器的崛起歷程及行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
蘋果新一代手機iPhone6和智能手表的亮相,讓世界眾多蘋果手機的追隨者又有了一個徹夜排隊的理由。賦予蘋果手機越來越強大功能的,不僅是越來越強大的芯片,更重要的是手機上越來越多、越來越精良的傳感器。
數(shù)年前,當(dāng)喬布斯拿著蘋果手機“晃一晃”就可以讓它有所反應(yīng)的時候,手機的智能化時代真正開始了。幾年后,手機從一種通訊工具變成了一個人們離不開的伙伴。
讓手機具備這樣“魔力”的,是觸摸屏、陀螺儀、加速度計等各式各樣的傳感器。
——觸摸屏是一種電容觸摸傳感器。用于感受手機位置和運動的,是陀螺儀和加速感應(yīng)器。當(dāng)你接電話把耳朵貼到屏幕上時,讓屏幕變暗并關(guān)閉觸摸屏的是紅外線接近傳感器。根據(jù)環(huán)境光線強弱自動調(diào)節(jié)屏幕亮度的,是環(huán)境光傳感器。當(dāng)然,還有用于導(dǎo)航的“指南針”——磁阻傳感器,以及用光電傳感器制作的攝像頭。
在9月9日的發(fā)布會上,很大的亮點還是蘋果在傳感器運用上的突破。iPhone6手機增加了集合多種傳感器的動作協(xié)感應(yīng)器,可以用來測量海拔高度的氣壓傳感器,可以實現(xiàn)指紋支付的近場通訊模塊和指紋傳感器。
iWatch背后的四個環(huán)狀傳感器,原理是通過LED光照射到皮膚上形成反射,以此判斷血管的運動、檢測佩戴者的脈搏。
不僅僅是手機,在汽車、家用電器、可穿戴設(shè)備上,以及工業(yè)自動化領(lǐng)域,越來越多的傳感器成為機器的“耳目”。
普通公眾了解甚少的是,即將給人們生活方式帶來更大變化的物聯(lián)網(wǎng),其很重心的基礎(chǔ)技術(shù)也是傳感器。有科學(xué)家預(yù)言,傳感器將像“人體的五官”一樣,在未來充滿各個領(lǐng)域和空間。
當(dāng)下,隨著物聯(lián)網(wǎng)時代的開啟,各式各樣的傳感器正成為無處不在的神經(jīng)元,世界對于傳感器的需求也開始呈現(xiàn)爆發(fā)性的增長。但是,在這一個盛宴開啟的前夜,業(yè)界又遺憾地發(fā)現(xiàn),中國似乎又落伍了。
在德國的博世,美國的霍尼韋爾、飛思卡爾這些傳感器巨頭享受它們“厚積薄發(fā)”帶來的收益時,中國企業(yè)如何從中分一杯羹?
圖片
傳感器模仿人體五官
“傳感器就好像是人的五官?!敝锌圃何⑾到y(tǒng)所傳感技術(shù)聯(lián)合國家重點實驗室主任李昕欣對財新記者說,人類在計算機的時代,解決了大腦的模擬問題,相當(dāng)于用0和1實現(xiàn)了信息的數(shù)字化,利用布爾邏輯解決問題;現(xiàn)在是后計算機時代,開始模擬五官。
傳感器(transducer、sensor)往往又被稱為換能器,功用是把其他信息轉(zhuǎn)換為電信號。它通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成,能將檢測感受到的信息,按一定規(guī)律變換成為電信號輸出,以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求??梢哉f,是傳感器讓物體有了觸覺、味覺和嗅覺等感官,讓物體慢慢變得活了起來。
傳感器的發(fā)展,很早是來自工業(yè)自動化的推動。
出于提高效率的目的,工業(yè)生產(chǎn)開始由中央控制室控制各個生產(chǎn)節(jié)點上的參量,包括流量、物位、溫度和壓力四大參數(shù),催生了傳感器的發(fā)展。這個趨勢從上世紀(jì)70年代開始,到現(xiàn)在也是傳感器應(yīng)用很多的一種形式。
清華大學(xué)精密儀器系教授董永貴告訴財新記者,在傳感器這一概念“出現(xiàn)”之前,早期的測量儀器中其實就有傳感器,只不過是以整套儀器中一個部件的形式出現(xiàn)。所以,中國在1980年以前,介紹傳感器的教科書叫做“非電量的電測量”。
傳感器概念的出現(xiàn)其實是測量儀器逐步走向模塊化的結(jié)果。此后,傳感器從整套儀器系統(tǒng)中獨立出來,單獨作為一個功能器件進行研究、生產(chǎn)、銷售。
根據(jù)傳感器工作原理,可分為物理傳感器和化學(xué)傳感器兩大類。物理傳感器應(yīng)用的是物理效應(yīng),將被測信號量的微小變化轉(zhuǎn)換成電信號,諸如壓電效應(yīng),磁致伸縮現(xiàn)象,離化、極化、熱電、光電、磁電等效應(yīng)。
化學(xué)傳感器則是以化學(xué)吸附、電化學(xué)反應(yīng)等現(xiàn)象為因果關(guān)系的傳感器。近年來,出現(xiàn)了利用各種生物特性做成的生物型傳感器,用以檢測與識別生物體內(nèi)化學(xué)成分。
在董永貴看來,嚴(yán)格來說傳感器不算是一個單純的學(xué)科方向,因為各個學(xué)科都有研究傳感器的。依據(jù)新發(fā)現(xiàn)的物理現(xiàn)象、化學(xué)效應(yīng)制造的新的傳感器,實際上是對別的專注基礎(chǔ)研究成果的二次開發(fā)。
他說,伴隨電子電路技術(shù)的飛速發(fā)展,越來越多的測量問題集中到了傳感器這一環(huán)節(jié)上。很終,傳感器的性能決定了整套測量儀器的性能?!斑@是傳感器發(fā)展很重要的推動力?!?/p>
“模擬人的五官”,只是傳感器的一個比較形象的說法。傳感器技術(shù)發(fā)展相對成熟的,還是工業(yè)測量中經(jīng)常用到的如力、加速度、壓力、溫度等物理量。對于真實人的感覺,包括視覺、聽覺、觸覺、嗅覺、味覺,從傳感器的角度來看,大部分不是很成熟。
“視覺、聽覺可認(rèn)為是物理量,相對好一些,觸覺就比較差一些,至于嗅覺及味覺,由于涉及到生物化學(xué)量的測量,工作機理比較復(fù)雜,遠(yuǎn)未達(dá)到技術(shù)成熟的階段?!彼f。
傳感器的市場,其實是由應(yīng)用推動的。比如,化學(xué)工業(yè)中,壓力、流量傳感器市場相當(dāng)大;汽車工業(yè)中,轉(zhuǎn)速、加速度等傳感器市場非常大?;谖㈦娮訖C械系統(tǒng)(MEMS)的加速度傳感器現(xiàn)在技術(shù)較為成熟,對汽車工業(yè)的需求拉動功不可沒。
MEMS(Micro-Electro-MechanicalSystems)是指可批量制作的,集微型機械結(jié)構(gòu)、微型傳感器、微型執(zhí)行器、通信等于一體的微型器件或系統(tǒng)。它體積小、重量輕、成本低、功耗低、可靠性高,適于批量化生產(chǎn),易于集成和實現(xiàn)智能化,同時也能實現(xiàn)某些傳統(tǒng)機械傳感器所不能實現(xiàn)的功能。
谷歌已經(jīng)花費了五年的時間來研發(fā)無人駕駛汽車。這些汽車上已經(jīng)沒有了加速踏板、剎車踏板和后視鏡,而是通過內(nèi)部的傳感器和車載電腦來控制汽車的運行。
在各類傳感器的幫助下,過去屬于人與人之間的互聯(lián)網(wǎng),延伸和擴展到了任何物品與物品之間。
1999年,在美國召開的移動計算和網(wǎng)絡(luò)國際會議就提出,“傳感網(wǎng)是下一個世紀(jì)人類面臨的又一個發(fā)展機遇”;2022年,美國《技術(shù)評論》提出傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將是未來改變?nèi)藗兩畹氖蠹夹g(shù)之首。
2022年國際電信聯(lián)盟(ITU)發(fā)布了《ITU互聯(lián)網(wǎng)通知2022:物聯(lián)網(wǎng)》。該通知指出,無所不在的“物聯(lián)網(wǎng)”通信時代即將來臨,世界上所有的物體從輪胎到牙刷、從房屋到紙巾都可以通過因特網(wǎng)主動進行交換。射頻識別技術(shù)(RFID)、傳感器技術(shù)、納米技術(shù)、智能嵌入技術(shù)將得到更加廣泛的應(yīng)用。
美國權(quán)威咨詢機構(gòu)FORRESTER預(yù)測,到2022年,世界上物物互聯(lián)的業(yè)務(wù),跟人與人通信的業(yè)務(wù)相比,將達(dá)到30比1,因此,“物聯(lián)網(wǎng)”被稱為是下一個萬億級的通信業(yè)務(wù)。
M2M就是把物與物聯(lián)系起來,以達(dá)到人與物、物與物的實時交流,是物聯(lián)網(wǎng)的很直接實現(xiàn)方式。
M2M技術(shù),可以在運輸過程中確保昂貴貨物的安全,可以為運輸中的冷藏貨柜監(jiān)測位置和溫度,可以遠(yuǎn)程診斷發(fā)動機的狀態(tài),車主還可以實時接受導(dǎo)航和交通信息。
根據(jù)ATT的評估,到2022年,世界M2M的連接數(shù)量將達(dá)到500億。實際上,隨著M2M解決方案的日漸成熟,通信、傳感設(shè)備成本的下降,物聯(lián)網(wǎng)將逐步滲入各個行業(yè)。
汽車、機械、大型設(shè)備等機器的世界互聯(lián),利用新的分析技術(shù)和商業(yè)智能解決方案,可以從海量數(shù)據(jù)中抽取出更多有價值的信息,也可以為客戶提供更多的增值服務(wù)。
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“物聯(lián)網(wǎng)很重心、很基礎(chǔ)的就是傳感器。”中國物聯(lián)網(wǎng)研究發(fā)展中心主任葉甜春對財新記者說,沒有傳感器就沒有辦法讓機器自動感知信息。正是因為有了傳感器加入網(wǎng)絡(luò),物聯(lián)網(wǎng)的概念才被提出來。
外企厚積薄發(fā)
傳感器在技術(shù)水平和功能上的迅速發(fā)展,一方面來自于計算機、檢測等技術(shù)的發(fā)展,另一方面則源于應(yīng)用領(lǐng)域需求的驅(qū)動。
2022年,摩托羅拉的半導(dǎo)體部門從摩托羅拉獨立出來,成立飛思卡爾半導(dǎo)體公司,為汽車、消費、工業(yè)、網(wǎng)絡(luò)和無線市場設(shè)計并制造嵌入式半導(dǎo)體產(chǎn)品。短短幾年內(nèi),飛思卡爾就成為世界很大的半導(dǎo)體公司之一。
飛思卡爾迅速成功的很大理由,是手握來自摩托羅拉的數(shù)千項專用。這些專用有些可能來自幾十年前,但是其厚重的積累終于換來了近年的爆發(fā)。
飛思卡爾部分重要的產(chǎn)品就是各類傳感器。包括用于導(dǎo)航、動作捕捉的加速度傳感器、磁力計,滿足了醫(yī)療設(shè)備、導(dǎo)航設(shè)備、移動終端對高度jing確的電子羅盤功能的需求。
近年來,在汽車領(lǐng)域,用于檢測由于墜落、傾斜、運動、定位、振動和沖擊等產(chǎn)生的力的變化的加速度傳感器,被廣泛用于安全氣囊系統(tǒng)、電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)、電子泊車制動系統(tǒng)等解決方案。
基于MEMS的壓力傳感器可以測量大氣壓也可測量血壓、胎壓,為家電、醫(yī)療、消費電子、工業(yè)控制和汽車市場提供了強大的解決方案。
運動傳感器結(jié)合壓力傳感器,可以用來監(jiān)控臥床不起的患者,測量呼吸和心率,甚至在患者試圖下床時向護士站報警,尋求幫助。
MEMS傳感器的運用絕不僅限于手機,電腦、汽車、導(dǎo)航甚至電熨斗、運動裝備中隨處可見它的身影,比如導(dǎo)航儀在沒有衛(wèi)星信號的隧道可以判斷是否可按慣性軌跡行駛,筆記本電腦在掉落時可自動開啟硬盤保護程序,電熨斗在高溫平放時自動切斷電源等等。
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“2022年喬布斯就拿著手機晃了一晃,就帶來了加速度傳感器市場的爆發(fā)?!睙o錫感芯半導(dǎo)體(consensic)副總經(jīng)理張毅對財新記者說。但是,在他看來,壓力傳感器的市場將會更大。
他說,壓力傳感器與其他傳感器不同在于,市場應(yīng)用高度碎片化。壓力傳感器上世紀(jì)70年代已經(jīng)被開發(fā)出來,幾十年里應(yīng)用遍布世界各個角落,但是因為距離老百姓生活比較遙遠(yuǎn),不那么廣為人知。壓力傳感器在汽車的胎壓監(jiān)測、油壓監(jiān)測、一些高端家電上應(yīng)用非常廣泛,未來將在智能產(chǎn)品上獲得更多應(yīng)用。
隨著技術(shù)的進步,讓壓力傳感器的成本降得足夠低,把過去應(yīng)用于軍事、工業(yè)上的高端傳感器,很終將應(yīng)用到智能終端上。
“很多傳感器過去是用在飛機上的,現(xiàn)在用到了手機上,比如加速度傳感器、磁力計、氣壓計、陀螺儀?!睆堃阏f,隨著iPhone6和iWatch上實現(xiàn)了氣壓計的應(yīng)用,壓力傳感器的市場被打開了,未來會有大幅度上升,未來五年會有10億美元以上的增量。
有了氣壓計,人們所在之處的海拔高度就可以被jing確識別;用于室內(nèi)導(dǎo)航的話,就可以進行樓層識別;在為汽車導(dǎo)航的時候,就可以分辨汽車是在在高架上還是高架下,而且隨著氣壓計更多的進入移動終端,就可以讓每個人都成為氣象終端,進行個性化的氣象預(yù)報。
隨著材料科學(xué)的進步,人們可制造出各種新型傳感器。例如用高分子聚合物薄膜制成溫度傳感器,光導(dǎo)纖維能制成壓力、流量、溫度、位移等多種傳感器,用陶瓷制成壓力傳感器。
高小龍說,如今我們會看到傳感器集成更多智能,并且需要更加緊密地將傳感器與單片機和數(shù)字網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品相互集成。傳感器需要更多的分層智能,以便解決電力保存、安全性和連接性問題。隨著即將來臨的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用浪潮,傳感器系統(tǒng)會變得更加復(fù)雜、更具背景和環(huán)境感知能力?!靶疫\的是,我們所有身在其中的人將會感覺更加有趣?!?/p>
李昕欣介紹,從現(xiàn)在傳感器的能力來說,有些地方還達(dá)不到五官的能力,但是有些能力能夠超過,比如監(jiān)測爆炸物的傳感器。從傳感器的發(fā)展趨勢上看,需要解決功耗、體積、造價和壽命問題,讓傳感器越來越小,越來越便宜,功耗越來越低,每個人都可以有、可以大量占有。
現(xiàn)在博世、意法半導(dǎo)體、霍尼韋爾、飛思卡爾、日立等傳統(tǒng)的電子制造業(yè)巨頭,都把傳感器作為未來業(yè)務(wù)的主要增長點,目前MEMS傳感器年產(chǎn)值在200億美元左右,但增長十分迅猛。
“現(xiàn)在很多公司都對傳感器感興趣,很重要的是如何設(shè)計一種產(chǎn)品,如何讓用戶接受傳感器所帶來的服務(wù)?!彼f。
“每年20%的工業(yè)自動化的傳感器的更換,這不是很偉大的市場?!彼f,很偉大是歷史上從來沒有的市場,誰也沒想到陀螺儀可以用到手機里,原來根本不敢有這個奢望。但是蘋果就實現(xiàn)了,這才是更加寶貴的第yi桶金。
“武裝到牙齒”
今年以來,世界幾大消費電子巨頭紛紛發(fā)力搶占以智能眼鏡及智能手表為代表的可穿戴設(shè)備市場。
在本輪可穿戴設(shè)備的追逐熱潮中,傳感器已然成為可穿戴設(shè)備產(chǎn)業(yè)鏈上很重要的組成部分。
2022年初,谷歌宣布,正在研發(fā)一款血糖監(jiān)測隱形眼鏡,通過使用微型血糖傳感器和無線發(fā)送器,依靠對人的眼淚分析就能監(jiān)測出體內(nèi)血糖濃度,可讓患者擺脫對血糖儀的依賴。英特爾公司也宣布耗資1億美元收購BasisScience公司,該公司的傳感器技術(shù)可以監(jiān)測心率、血流量和散熱量。
9月初,芬蘭赫爾辛基的睡眠傳感器公司Beddit宣布很新一輪融資獲800萬美元。
這家公司的傳感器,就是通過穿戴者心臟收縮力檢測個人的心跳,用胸壁運動探測呼吸的節(jié)律。胸帶測量使用者就寢時間、起床時間、睡眠時間,檢測心率、睡眠質(zhì)量和呼吸運動,包括打鼾。
常見的可穿戴式物理傳感器產(chǎn)品,包括可以監(jiān)測心率的智能手機與智能手表,更加jing確測量心率和心血管指標(biāo)的胸帶式傳感器,放在跑鞋或鞋墊上,測量運動節(jié)奏、速度和距離的計步器。
在不斷發(fā)展的電子元件與新服裝材料的推動下,傳感器開始與服裝集成,被應(yīng)用到身體撞擊檢測、生物信號監(jiān)控、生物力學(xué)監(jiān)控和生物反饋等方面。
隨著非植入式電化學(xué)和生物傳感器的發(fā)展,可穿戴式傳感器可以利用對眼淚、唾液、汗液,以及皮膚組織液等體液的檢測來填補實時監(jiān)測體內(nèi)疾病及藥效的空白。
谷歌的血糖監(jiān)測隱形眼鏡,就是通過淚液與血液間葡萄糖含量的相關(guān)性,應(yīng)用于糖尿病的監(jiān)測和管理。
過去鑲嵌在假牙上的唾液傳感器,現(xiàn)在已改進成了在牙齒上的圖騰,并與遠(yuǎn)程無線數(shù)據(jù)傳輸相結(jié)合,實時反映人體情緒、激素、營養(yǎng)和代謝的情況。
此外,汗液、皮膚組織液、甚至尿液中也都有可以反映人體健康狀況的物質(zhì)。針對這些指標(biāo),大大小小的公司都在研發(fā)各種既輕小又明確的傳感器,為實時檢測人體健康狀況創(chuàng)造了條件。
今年7月底,售價僅79元的小米手環(huán)顛覆了手環(huán)市場。小米生態(tài)鏈產(chǎn)品總監(jiān)夏勇峰對財新記者說,這已經(jīng)是手環(huán)的成本價格。
小米手環(huán)很主要的成本來自藍(lán)牙芯片和加速度傳感器,可以實現(xiàn)手機解鎖、運動量監(jiān)測、睡眠質(zhì)量監(jiān)測等功能。其中來自美國ADI亞德諾半導(dǎo)體的加速度傳感器,號稱是很低功耗的運動傳感器、很省電的軍用運動傳感器。據(jù)該公司介紹,在美國的軍用頭盔上,也用了三顆同樣的傳感器。
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加速度傳感器在進入消費電子市場之前,實際上已被廣泛應(yīng)用于汽車電子領(lǐng)域,主要集中在車身操控、安全系統(tǒng)和導(dǎo)航,典型的應(yīng)用如汽車安全氣囊(Airbag)、ABS防抱死剎車系統(tǒng)、電子穩(wěn)定程序(ESP)、電控懸掛系統(tǒng)等。
今年9月初,在上海召開的生物大數(shù)據(jù)研討會上,軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院微生物流行病研究所教授楊瑞馥指出,基于微流控、生物傳感器和微機電技術(shù)的POCT(point-of-caretesting)快速檢測技術(shù),讓檢測設(shè)備越來越小型化,可以讓檢測走出實驗室,來到野外、車載和家庭。
POCT可以解釋為隨時隨地的檢測,由于這種技術(shù)快速簡便,效率高,成本低,檢驗周期短、標(biāo)本用量少,而且試劑穩(wěn)定且便于保存和攜帶,已經(jīng)被廣泛用于臨床,甚至自我檢測。
一個例證是,美國《時代周刊》評選出的2022年十大醫(yī)療突破中,就包括了一種能顯示懷孕多久的家用驗孕棒。該測試裝置的原理,通俗來說就是把在原先醫(yī)院中才能做的荷爾蒙人絨毛膜促性腺激素的水平檢測,集成為一種生物傳感器。
在POCT上應(yīng)用的生物傳感器技術(shù),是利用離子選擇電極、底物特異性電極、電導(dǎo)傳感器等特定的生物檢測器進行分析檢測。該類技術(shù)是酶化學(xué)、免疫化學(xué)、電化學(xué)與計算機技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物?,F(xiàn)在不僅有微型血糖檢測儀,微型測序儀,甚至還有包含多種藥物,可以實時檢測患者體內(nèi)狀況,選擇性釋放藥物的智能藥丸。
在高小龍看來,我們現(xiàn)在所接觸到的僅僅是可穿戴設(shè)備的冰山一角。先進的傳感器將被整合到許多領(lǐng)域當(dāng)中,例如服裝、嬰兒紙尿片和創(chuàng)可貼等。他認(rèn)為,在不影響分辨率的前提下改進傳感器的尺寸和功耗是推出更多應(yīng)用的第yi步。其他即將涌現(xiàn)的很酷的傳感器應(yīng)用包括智能配藥系統(tǒng)和能夠改善患者生活質(zhì)量的醫(yī)療設(shè)備、機器人家電產(chǎn)品,以及汽車主動安全系統(tǒng)。
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中國傳感器差距
傳感器作為現(xiàn)代科技的前沿技術(shù),被認(rèn)為是現(xiàn)代信息技術(shù)的三大支柱之一,也是國內(nèi)外公認(rèn)的很具有發(fā)展前途的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)。
然而,在傳感器迎來春天的時候,中國公眾看到的似乎仍然是國外半導(dǎo)體巨頭的盛宴。
業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為,雖然中國的傳感器市場發(fā)展很快,但本土傳感器技術(shù)與世界水平相比仍存在很大差距。
這種差距,一方面表現(xiàn)為傳感器在感知信息方面的落后,另一方面,則表現(xiàn)為傳感器自身在智能化和網(wǎng)絡(luò)化方面的技術(shù)落后。由于沒有形成足夠的規(guī)?;瘧?yīng)用,導(dǎo)致國內(nèi)的傳感器不僅技術(shù)低,而且價格高,在市場上很難有競爭力。
董永貴教授介紹,中國大致從1980年以后開始重視傳感器技術(shù)的研究。經(jīng)過多年的努力,在傳感器研究方面的發(fā)展水平還算是比較好的。但是,在產(chǎn)品化方面的技術(shù)進步還不是很理想,很多傳感器技術(shù),其實國內(nèi)的實驗室研究水平并不是很差,可惜未能充分利用,沒有轉(zhuǎn)化為進入市場的成熟產(chǎn)品。
他說,傳感器技術(shù)的研究需要比較長時間的投入,一款傳感器的研發(fā),要6年-8年才能成熟,一般中國企業(yè)都承受不了這么長的周期。中國企業(yè)更難以承受失敗,而傳感器的研究失敗的風(fēng)險很高。
根據(jù)董永貴在日本訪問時了解到的情況,日本企業(yè)支持的研發(fā)中,很多形不成產(chǎn)品,但是企業(yè)能夠承受,10項中只要2項-3項能夠變成產(chǎn)品就行。
“相比之下,我們很多企業(yè)都是準(zhǔn)備去拿別人現(xiàn)有的東西。”董永貴說,這種思路是有問題的,包括我們總是希望引進國外現(xiàn)成的、有自己項目的人才。“都不準(zhǔn)備養(yǎng)魚,而是撈一條魚來。”
相比于比較大型的儀器設(shè)備,傳感器在產(chǎn)品化過程中需要的投資一般不是很大,所以比較適合小型企業(yè)投資。在這方面,中國應(yīng)該是有優(yōu)勢的。然而,如果從另外一個方面考慮,這也是一個短處。
傳感器行業(yè)的一個特點是,傳感器本身技術(shù)含量高,但單只傳感器的價格一般不高。此特點導(dǎo)致的一個結(jié)果是,盡管傳感器的技術(shù)附加值高,但單純依賴傳感器很難形成可觀的產(chǎn)值。
按照董永貴教授的比喻,傳感器有點像中藥里的“藥引”,本身功能很重要,但真正形成規(guī)模還需要依賴整服藥劑才行。國外很多傳感器公司一旦在某種傳感器上有突破,很快會有相關(guān)的測量儀器開發(fā)出來。
“國內(nèi)的企業(yè)在后續(xù)技術(shù)研發(fā)能力相對要差一些?!彼f。
李昕欣對財新記者說,其實我們研究上不是差很多,但是一到產(chǎn)業(yè)化就出現(xiàn)很多問題,雖然許多原始創(chuàng)新國外還是帶著我們走,更重要的是產(chǎn)業(yè)化的步伐太慢。技術(shù)上,中國的微制造的產(chǎn)能很大,容易實現(xiàn)批量制造,但是創(chuàng)造性還是差一些,如果把設(shè)計上的能力提高上去,產(chǎn)能才能發(fā)揮更大的作用。
無錫感芯半導(dǎo)體主要產(chǎn)品集中在壓力傳感器領(lǐng)域,其負(fù)責(zé)人張毅介紹,國內(nèi)做類似產(chǎn)品的比較多,但真正有規(guī)模的只有一兩家,因為產(chǎn)品種類非常多,測試比較困難,投資比較大,產(chǎn)業(yè)鏈非常長,手工測試很難滿足消費電子客戶的要求。
“要滿足需求量大的應(yīng)用,必須走標(biāo)準(zhǔn)化的測試設(shè)備,流程非常好,投資會非常大。”張毅說。
而且,在中國的專用保護機制下,傳感器中辛辛苦苦研發(fā)出來的關(guān)鍵技術(shù),往往呈現(xiàn)一種“訣竅”性質(zhì),被抄襲后,很難說清楚,企業(yè)也打不起官司。國內(nèi)雖然也有MEMS傳感器企業(yè),但都是委托加工,搞不好就被加工企業(yè)自己拿去做了,目前的企業(yè)創(chuàng)新體系有很大的問題。
2022年的時候,一位國內(nèi)傳感器領(lǐng)域的前輩在一個會議上說,為什么中國傳感器事業(yè)發(fā)展不好,就是缺乏能夠到國務(wù)院講課的ling袖人物,這個領(lǐng)域研發(fā)的時間長,顯著度不夠,本身是很小的東西,所依據(jù)的物理現(xiàn)象是幾十年、上百年前就發(fā)現(xiàn)的。
這位學(xué)者指出,這種研究實際上非常辛苦,比如說有一種加速度傳感器,在石油行業(yè)中用于地震波測量,所依據(jù)的是蘇聯(lián)幾十年前提出的原理,但是直到這位行家在蘇聯(lián)解體后,到了美國才形成產(chǎn)品得到應(yīng)用。
“越是需要厚積薄發(fā)、廣種薄收的領(lǐng)域,我們差距越大?!倍蕾F認(rèn)為,現(xiàn)在差距有進一步拉大的趨勢。
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相關(guān)實業(yè)公司
精密電子-美國MEAS傳感器公司已經(jīng)掌握了世界超過的EMS制造技術(shù),專注生產(chǎn)各種傳感器。產(chǎn)品廣泛用于航天、國防、、機械設(shè)備、工業(yè)自動控制、汽車電子、醫(yī)療、家用等行業(yè)。聯(lián)通、暖通空調(diào)、石化、空壓機、氣象探測、儀器儀表等領(lǐng)域。公司率先在工業(yè)上實現(xiàn)硅微機電系統(tǒng)的批量加工技術(shù),率先將LVDT商業(yè)化,率先將壓電薄膜技術(shù)轉(zhuǎn)化為低成本的商用傳感器和生命特性。聚砜
主要傳感器產(chǎn)品:壓力和動壓傳感器、位移傳感器、傾角位移傳感器、霍爾編碼器、磁阻傳感器、加速度傳感器、振動傳感器、濕度傳感器、溫度傳感器等。
霍尼韋爾國際是一家在技術(shù)和制造方面超過的跨國公司。公司成立于1935年,并加入霍尼韋爾和霍尼韋爾傳感與控制戰(zhàn)略部,是世界上shou家開發(fā)STC3000智能壓力傳感器,技術(shù)超過的企業(yè)。目前擁有近60萬個產(chǎn)品20多個系列,用戶30萬。近半個世紀(jì)以來,霍尼韋爾的傳感與控制部以其優(yōu)良的產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性,以及持續(xù)的技術(shù)創(chuàng)新贏得了世界聲譽。
主要傳感器產(chǎn)品:擴散硅壓力傳感器、變送器、陶瓷電容式壓力變送器、擴散硅陶瓷電容式液位變送器、數(shù)字壓力表、壓力校準(zhǔn)器等。
凱勒與壓阻技術(shù)的發(fā)展密切相關(guān)。凱勒先生研制出第yi臺壓阻式壓力傳感器后不久,他于1975年創(chuàng)立了凱勒,并在提供壓力測量解決方案方面成為世界超過者。公司年產(chǎn)100萬個傳感器和10系列OEM壓力傳感器pr奧托斯
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公司簡介:愛默生電氣公司于1890年在美國密蘇里州圣路易斯成立,當(dāng)時是電機和風(fēng)扇的制造商。經(jīng)過100多年的努力,愛默生從一個地區(qū)性的制造商成長為一個世界性的技術(shù)解決方案集團公司。它是《財富》雜志世界500強企業(yè),在中長期電子行業(yè)中pai名第yi、第二。
公司簡介:羅克韋爾自動化公司是具有百年歷史的大型工業(yè)自動化公司,在世界工業(yè)自動化電源、控制和信息技術(shù)解決方案領(lǐng)域處于超過地位,1988年進入中國,在上海設(shè)有生產(chǎn)基地。羅克韋爾自動化為中國制造業(yè)提供shi界級的產(chǎn)品和解決方案、服務(wù)支持和技術(shù)培訓(xùn)。同時,羅克韋爾自動化還在采礦、水泥、起重機和船舶應(yīng)用、地鐵、半導(dǎo)體、水處理和污水處理、輪胎、石油等各個工業(yè)領(lǐng)域為客戶提供行家支持。石油化工、冶金、汽車、食品飲料、電力能源等。
主要傳感器產(chǎn)品:壓力傳感器、溫度傳感器、電容式接近傳感器、電感式接近傳感器、光電傳感器、超聲波傳感器等。
通用電氣(GE)是一家多元化的技術(shù)、媒體和金融服務(wù)公司。它也是世界zhu名的傳感器制造商之一。公司致力于不斷創(chuàng)新、創(chuàng)新、再創(chuàng)造,為客戶解決問題。GE由四個主要業(yè)務(wù)集團組成,每個集團包括多個共同發(fā)展的部門。GE的產(chǎn)品和服務(wù)范圍從飛機發(fā)動機、發(fā)電設(shè)備、水處理和安全技術(shù)到醫(yī)學(xué)成像、總線。商業(yè)和消費金融,媒體和工業(yè)產(chǎn)品。
美國零售公司是世界上很大的非接觸式紅外溫度計的制造商之一。紅外測溫儀的銷售量居世界同行業(yè)之首,公司擁有13個系列的紅外測溫儀、溫度傳感器和數(shù)百個品種。溫度測量范圍包括:-50~3000℃。RAYTEK(零售)紅外溫度計廣泛應(yīng)用于設(shè)備故障診斷、冶金熱處理、電力、鐵路、食品等諸多領(lǐng)域。
PCB是世界的傳感器和測量儀器制造商。公司成立于1967年,致力于壓電測量技術(shù)的研究、開發(fā)和產(chǎn)品制造。它的第yi個ICP傳感器(集成電路電荷放大器)享譽世界。加速度、壓力、力、扭矩傳感器。相應(yīng)的測量儀器廣泛應(yīng)用于航空、航天、船舶、武器、核工業(yè)、石油化工、液壓、電力、輕工、交通、車輛等領(lǐng)域。
主要傳感器產(chǎn)品:加速度、壓力、力、扭矩、沖擊、振動、聲學(xué)、模態(tài)和水聲測量傳感器及配套儀器設(shè)備。
公司簡介:邦納公司總部位于美國明尼蘇達(dá)州,是世界一流的自動化技術(shù)行家和全面解決方案提供商,經(jīng)過40年的發(fā)展,創(chuàng)新一直被視為產(chǎn)品應(yīng)用和研發(fā)的源動力。
在壓阻式壓力傳感器領(lǐng)域處于超過地位。該產(chǎn)品的溫度范圍可以達(dá)到-40150,為各種應(yīng)用提供高性能的解決方案。
該公司是世界上很大和很強大的專注傳感器制造商。可提供各種常規(guī)傳感器和本質(zhì)安全(防爆)、防振稱重傳感器、各種稱重元件、顯示控制器和各種耐高溫(200~50℃)變送器(包括多級防爆裝置)。美國及產(chǎn)品已進入60多個工業(yè)化國家。
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德國把發(fā)展軍事傳感器作為優(yōu)先發(fā)展技術(shù)。德國的傳感器充分發(fā)揮了老工業(yè)強國的固有優(yōu)勢,然后憑借自身的品牌聲譽、技術(shù)研發(fā)和質(zhì)量管理優(yōu)勢,與德國制造商進行整合,其產(chǎn)品的市場競爭力將不可避免地顯著提高。重視原材料成本節(jié)約和人力資本投資,保持產(chǎn)品技術(shù)超過,保持較高的市場占有率。
西門子在中國市場一直很活躍,在工業(yè)、能源和醫(yī)療領(lǐng)域處于超過地位。公司致力于產(chǎn)品開發(fā)和制造,設(shè)計和安裝復(fù)雜的系統(tǒng)和工程,并定制一系列解決方案。同時,它也是具有厲害傳感器的世界傳感器制造商。質(zhì)量。
WIKA是國際壓力和溫度儀表市場的公司,年營業(yè)額近5億歐元,世界約有3.5億臺測量儀器由WIKA生產(chǎn),在供應(yīng)高質(zhì)量測量儀器的同時,公司還為客戶和整體提供相關(guān)的綜合解決方案。把它們帶入客戶的生產(chǎn)過程中。
愛普科斯開發(fā)、制造和銷售電子元器件模塊和系統(tǒng),專注于快速增長的jian端技術(shù)市場,包括汽車電子、信息和通信技術(shù)、工業(yè)電子和消費電子。產(chǎn)品在世界市場處于超過地位。
第yi傳感器技術(shù)公司于1999年從柏林科技大學(xué)重心研究部分離出來,憑借其雄厚的技術(shù)實力、創(chuàng)新精神、對客戶需求的準(zhǔn)確把握和對員工的高度責(zé)任感,成為壓力傳感技術(shù)市場的ling導(dǎo)者。通過對壓力傳感器的研究,使產(chǎn)品很高工作溫度提高到225℃,年產(chǎn)壓力傳感器芯片數(shù)百萬片,擁有100000~10000個超凈車間。
德國Baluff公司成立于1921年,是世界超過的傳感器制造商。其產(chǎn)品包括BNS系列完整的電子和機電行程開關(guān)、BOS光電開關(guān)、BES電感接近開關(guān)、電容器開關(guān)、BMF磁開關(guān)、BTL線性位移傳感器、RFID識別系統(tǒng)和各種插件產(chǎn)品。在機械設(shè)備領(lǐng)域,為用戶提供創(chuàng)新和經(jīng)驗豐富的傳感器應(yīng)用。
本集團成立于20世紀(jì)60年代初,在美國、瑞士和中國設(shè)有分公司,在英國、荷蘭、比利時、日本等國家和地區(qū)設(shè)有分公司和辦事處,已發(fā)展成為一家專注的跨國集團公司。ce接近開關(guān)傳感器,工業(yè)現(xiàn)場總線,本質(zhì)安全的隔離柵格和各種工業(yè)快速連接器。
主要傳感器產(chǎn)品:電感、磁感應(yīng)、電容式接近開關(guān)傳感器、光電傳感器、本質(zhì)安全隔離安全柵、流量開關(guān)傳感器、各種總線用連接器等。
貝加福是世界上很zhu名和很大的傳感器公司之一。公司成立于1945年,于1958年向世界引進了具有革命意義的第yi代電感傳感器,并成功地應(yīng)用于化工、石油等行業(yè),從電感傳感器到超聲波傳感器,從光電傳感器到腐爛傳感器。從識別系統(tǒng)到現(xiàn)場總線系統(tǒng),從液位、料位傳感器到安全屏,從防爆傳感器到安全柵和隔離柵,各種傳感器都有專門的研究和高質(zhì)量的產(chǎn)品。
主要傳感器產(chǎn)品:電感/電容/磁接近開關(guān)、距離/距離傳感器、光電傳感器、編碼器、視覺傳感器、拍攝傳感器、傾斜傳感器、超聲波傳感器等。
史克公司成立于1946年,現(xiàn)已在世界40多個國家設(shè)立分公司,傳感器種類繁多,產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)良,2022年銷售額超過7億歐元。
主要傳感器產(chǎn)品:超聲波傳感器、電容/電感/電磁接近傳感器、磁柱傳感器、色標(biāo)傳感器、熒光傳感器、顏色傳感器、距離傳感器等。
公司成立于1986年,通過ISO9001認(rèn)可,引進先進的自動化ERP物流倉儲管理系統(tǒng),秉承德國公司嚴(yán)謹(jǐn)務(wù)實的風(fēng)格。產(chǎn)品質(zhì)量可靠。產(chǎn)品經(jīng)過100%的測試,投入了大量的研發(fā)資金,并取得了多項專用成果,UL光電式反火傳感器等產(chǎn)品已成為傳感器行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品。
主要傳感器產(chǎn)品:聚焦/對比度/反射傳感器、可編程彩色標(biāo)簽傳感器、電容式標(biāo)簽傳感器、電感環(huán)形傳感器、環(huán)形/角度叉形光柵傳感器、接近開關(guān)等。
Sensortechnics是德國的精密壓力傳感器制造商,現(xiàn)隸屬于AugustaTechnologies。該公司可以提供從1毫巴到1000毫巴的產(chǎn)品。該公司開發(fā)和制造壓力傳感器和傳感器系統(tǒng)、液位傳感器和開關(guān),以及氧傳感器和流量傳感器。并專門生產(chǎn)傳感器和高度定制的復(fù)雜集成遙感系統(tǒng),為客戶提供OEM流體控制系統(tǒng)。
本公司專注生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集器,由于采用了重心專用技術(shù),使得應(yīng)用非常方便,軟件、系統(tǒng)、傳感器齊全。測量大型發(fā)電機和壓縮機。
本公司在鐵水檢測和接近傳感器行業(yè)已有20年的歷史,其商標(biāo)享譽世界,產(chǎn)品質(zhì)量不僅代表了長期使用的可靠性,而且具有安全性和權(quán)威性。紅外熱金屬探測器是Proxitron公司的特色產(chǎn)品。該產(chǎn)品可用于鋼管生產(chǎn)線鐵水的檢測和識別,也可用于判斷目標(biāo)溫度是否正確。
這家公司在流體控制方面是世界超過的。公司在40個國家和地區(qū)建立了經(jīng)銷商和合作伙伴,并建立了各種客戶網(wǎng)絡(luò)。每年,我們的員工致力于開發(fā)新的和高度先進的產(chǎn)品和解決方案,系統(tǒng)集成過程測量和控制單元解決方案。良好的解決方案和良好的服務(wù)。
主要傳感器產(chǎn)品:流量傳感器、氣體傳感器、壓力傳感器、分析傳感器、溫度傳感器等。
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英飛凌科技有限公司總部位于德國紐比堡,為現(xiàn)代社會三大技術(shù)挑戰(zhàn)提供半導(dǎo)體和系統(tǒng)解決方案:高能效、連通性和安全性。英飛凌每年將17%的銷售額用于研發(fā),并在世界擁有22900項專用。英飛凌是世界超過的sem公司之一。公司生產(chǎn)具有優(yōu)良性能的半導(dǎo)體傳感器。
公司成立于1986年,是世界上厚膜技術(shù)電子設(shè)備的超過制造商。公司擁有廣泛的業(yè)務(wù)領(lǐng)域,以滿足企業(yè)和用戶的特殊需要。公司的客戶覆蓋汽車工業(yè)、電子工業(yè)、醫(yī)藥等行業(yè)。
主要傳感器產(chǎn)品:線性和旋轉(zhuǎn)傳感器、陶瓷和不銹鋼壓力傳感器、金屬箔傳感器等。
瑞士凱勒測量技術(shù)有限公司是世界zhu名的擴散硅壓阻式壓力傳感器制造商,具有強大的研發(fā)能力和完整的產(chǎn)品系列,從低成本的工業(yè)型到高jing度型,以滿足實驗室要求。產(chǎn)品廣泛用于航空、船舶、火車、汽車等領(lǐng)域。壓力測量系統(tǒng)、工程機械、石油、石化、電廠、環(huán)保、冶金、空調(diào)等領(lǐng)域。
主要傳感器產(chǎn)品:擴散硅壓力傳感器、變送器、陶瓷電容式壓力傳感器、變送器、擴散硅陶瓷電容式液位傳感器、變送器、數(shù)字壓力表、壓力校準(zhǔn)器等。
EH公司成立于1953年,總部設(shè)在瑞士雷納奇。在德國、瑞士、法國、美國、日本等世界工業(yè)國家建立了大規(guī)模的生產(chǎn)中心。公司擁有70家獨立子公司,分布在世界各地,公司的質(zhì)量管理和完善的質(zhì)量保證體系已達(dá)到ISO9001國際標(biāo)準(zhǔn)。
在過去的幾十年里,寶夢集團作為國際超過的傳感器供應(yīng)商贏得了世界聲譽。長期以來,它一直為工廠和工藝自動化應(yīng)用提供創(chuàng)新的高質(zhì)量傳感器產(chǎn)品,具有豐富的基于各種傳感器技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品組合。
主要傳感器產(chǎn)品:光電傳感器、電感傳感器、電容傳感器、超聲波傳感器、力/應(yīng)變/壓力傳感器、磁傳感器等。
MEMSENS是一家專注從事壓力傳感器和壓力變送器的開發(fā)和制造的瑞士公司。目前,公司已向市場推出兩種產(chǎn)品:OEM壓力傳感器和壓力變送器。技術(shù)服務(wù),主要服務(wù)內(nèi)容是提供傳感器技術(shù)開發(fā)和咨詢。公司位于瑞士微電子和微加工技術(shù)中心。它周圍有歐洲和世界的大學(xué)和研究機構(gòu),并與它們有著密切的聯(lián)系和合作。
公司從事陶瓷厚膜技術(shù)工程師多年。1989年,微特公司成立了傳感器部,具有獨立開發(fā)陶瓷壓力傳感器的能力。自上世紀(jì)90年代中期以來,微特公司成立了歐洲集團公司,專注于技術(shù)生產(chǎn)。螞蟻在德國、法國和意大利都有分支機構(gòu)。Microtel是國際微電子和封裝學(xué)會的成員,并參與歐洲研究和發(fā)展計劃。
數(shù)據(jù)邏輯自動化部門是世界工業(yè)領(lǐng)域自動識別系統(tǒng)的主要制造商之一。為客戶提供更全面的自動化解決方案,包括工業(yè)傳感器、工業(yè)安全防護、自動條碼掃描系統(tǒng)、機器視覺系統(tǒng)、RFID技術(shù)解決方案等。其zhu名的T.、TL80、TL10、S60-W、S50-W等彩色標(biāo)簽傳感器系列產(chǎn)品在世界彩色標(biāo)簽傳感器行業(yè)中占有超過地位。阿貝爾傳感器市場。
主要傳感器產(chǎn)品:彩色標(biāo)簽傳感器、微型傳感器、管狀傳感器、反射熒光傳感器、彩色傳感器、微型傳感器、光纖顏色傳感器等。
Gefran集團總部位于意大利,在世界擁有六家制造工廠,在生產(chǎn)和應(yīng)用熔體壓力傳感器方面具有一定的優(yōu)勢。
主要傳感器產(chǎn)品:線性位移傳感器、張力傳感器、熔體壓力傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器、相對濕度傳感器等。
日本是傳感器技術(shù)的重要國家之一。日本商人聲稱控制傳感器技術(shù)主導(dǎo)的新時代。日本非常重視與傳感器技術(shù)的開發(fā)利用和被列為國家重點發(fā)展的六大重心技術(shù)有70個關(guān)鍵的科學(xué)研究。項目由日本在上世紀(jì)90年代制定的科學(xué)與技術(shù)系,18種是傳感器技術(shù)密切相關(guān),日本強調(diào)的是實用性和商業(yè)化推廣并改進,第yi,從引進、消化、模仿到自我完善和創(chuàng)新設(shè)計。前者花費更多,而后者花費更少,速度更快。在研發(fā)方面,約有800個廠家生產(chǎn),在日本開發(fā)的傳感器。
橫河電氣是世界的測量、工業(yè)自動化控制和信息系統(tǒng)的ling導(dǎo)者。自1915年成立以來,它一直致力于為用戶提供先進的專注技術(shù),以支持客戶進行商業(yè)效率改革。測量儀器部門是其測量的重心。ng技術(shù),具有高穩(wěn)定性、高可靠性的產(chǎn)品和始終超過的測量技術(shù),與安藤電氣公司合并,進一步拓展了通信測量儀器的生產(chǎn)領(lǐng)域,在信息處理領(lǐng)域也充分發(fā)展了jian端技術(shù)。目前,醫(yī)學(xué)影像信息系統(tǒng)已經(jīng)在許多醫(yī)院得到應(yīng)用,為支持醫(yī)療、醫(yī)療領(lǐng)域的信息化做出了貢獻(xiàn)。
歐姆龍集團擁有數(shù)十個產(chǎn)品,涉及工業(yè)自動化控制系統(tǒng)、電子元器件、汽車電子、社會系統(tǒng)和衛(wèi)生醫(yī)療設(shè)備等領(lǐng)域,是世界zhu名的自動化控制和電子設(shè)備制造商。它擁有世界超過的重心傳感和控制技術(shù)。
富士電氣集團通過創(chuàng)造經(jīng)濟效益,使企業(yè)集團價值很大化,以對社會、股東和投資者的貢獻(xiàn)為經(jīng)營基本原則,為了實現(xiàn)這一目標(biāo),從10月份開始實行全業(yè)務(wù)分割為子公司的純控股公司制。2022年,通過專注公司的自籌資金和快速運作,形成了行業(yè)內(nèi)實力很強的專注公司。公司的硅電容式傳感器和變換器具有獨特的技術(shù)解決方案,特別是在靜壓保護領(lǐng)域。
隨著工業(yè)自動化的快速發(fā)展,KEYENCE作為傳感器和測量儀器的主要供應(yīng)商,不斷開發(fā)和制造更新更可靠的產(chǎn)品,以滿足各種制造業(yè)的需要。在其行業(yè)中處于超過地位。
主要傳感器產(chǎn)品:光纖傳感器、光電傳感器、數(shù)字激光傳感器、接觸傳感器、RGB顏色傳感器、接近傳感器、壓力傳感器等。
本公司成立于1933年,是一家專注從事儀器儀表電子生產(chǎn)和銷售的公司。為了保持在世界市場的競爭優(yōu)勢,不斷提高技術(shù),研發(fā)部門一直采
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