『 導讀：近年，傳感器技術新原理
、新材料和技術的研究更加深入、廣泛，新品種
、新結構、新應用不斷湧現。其中，“五化”成為發展重要趨勢。一是智能化，兩種發展軌跡齊頭並進。二是可移動化

，無線傳感網技術應用加快。三是微型化，MEMSchuanganqiyanfayijuntuqi。。sishijichenghua，duogongnengyitihuachuanganqishoudaoguangfanguanzhu。wushiduoyanghua，xincailiaojishudetupojiakuaileduozhongxinxingchuanganqideyongxian。』

   傳感器融合了材料科學

、納米技術、微電子等領域的前沿技術，是新一代信息技術、高端製造裝備、新能源汽車等戰略新興產業的先導和基礎，也是智能交通、智能樓宇、智慧醫療、智慧基礎設施等物聯網應用的關鍵技術

，具有技術含量高
、經濟效益好、輻射和帶動力強等特點。

　　“五化”成為傳感器技術發展的重要趨勢

　　近年來，傳感器技術新原理、新材料和新技術的研究更加深入、廣泛，新品種、新結構、新應用不斷湧現。其中，“五化”成為其發展的重要趨勢。

　　一是智能化，兩種發展軌跡齊頭並進。一個方向是多種傳感功能與數據處理、存儲、雙向通信等的集成，可全部或部分實現信號探測、變換處理、邏輯判斷
、功能計算、雙向通訊，以及內部自檢
、自校、自補償

、自診斷等功能，具有低成本、高精度的信息采集
、可數據存儲和通信
、編程自動化和功能多樣化等特點。如美國淩力爾特（Linear Technology）公司的智能傳感器安裝了ARM架構的32位處理器。另一個方向是軟傳感技術，即智能傳感器與人工智能相結合，目前已出現各種基於模糊推理、人工神經網絡
、專家係統等人工智能技術的高度智能傳感器，並已經在智能家居等方麵得到利用。如NEC開發出了對大量的傳感器監控實施簡化的新方法“不變量分析技術”
，並已於今年麵向基礎設施係統投入使用。

　　二是可移動化，無線傳感網技術應用加快。無線傳感網技術的關鍵是克服節點資源限製（能源供應、計算及通信能力、存儲空間等），並滿足傳感器網絡擴展性、容錯性等要求。該技術被美國麻省理工學院（MIT）的《技術評論》雜誌評為對人類未來生活產生深遠影響的十大新興技術之首。目前研發重點主要在路由協議的設計、定位技術、時間同步技術、數據融合技術
、嵌入式操作係統技術、網絡安全技術、能量采集技術等方麵。迄今
，一些發達國家及城市在智能家居
、精準農業
、林業監測、軍事、智能建築、智能交通等領域對技術進行了應用。如
，從MIT獨立出來的Voltree Power LLC公司受美國農業部的委托，在加利福尼亞州的山林等處設置溫度傳感器
，構建了傳感器網絡，旨在檢測森林火情

，減少火災損失。

　　三是微型化
，MEMS傳感器研發異軍突起。隨著集成微電子機械加工技術的日趨成熟，MEMS傳感器將半導體加工工藝（如氧化、光刻
、擴散、沉積和蝕刻等）引入傳感器的生產製造
，實現了規模化生產
，並為傳感器微型化發展提供了重要的技術支撐。近年來，日本
、美國
、歐盟等在半導體器件、微係統及微觀結構、速度測量、微係統加工方法/設備、麥克風/揚聲器

、水平/測距/陀螺儀、光刻製版工藝和材料性質的測定/分析等技術領域取得了重要進展。目前，MEMS傳感器技術研發主要在以下幾個方向：（1）微型化的同時降低功耗；（2）提高精度；（3）實現MEMS傳感器的集成化及智慧化；（4）開發與光學
、生物學等技術領域交叉融合的新型傳感器，如MOMES傳感器（與微光學結合）、生物化學傳感器（與生物技術、電化學結合）以及納米傳感器（與納米技術結合）。

　　四是集成化，多功能一體化傳感器受到廣泛關注。傳感器集成化包括兩類：一種是同類型多個傳感器的集成，即同一功能的多個傳感元件用集成工藝在同一平麵上排列
，組成線性傳感器（如CCD圖像傳感器）。另一種是多功能一體化，如幾種不同的敏感元器件製作在同一矽片上
，製成集成化多功能傳感器，集成度高、體(ti)積(ji)小(xiao)，容(rong)易(yi)實(shi)現(xian)補(bu)償(chang)和(he)校(xiao)正(zheng)
，是(shi)當(dang)前(qian)傳(chuan)感(gan)器(qi)集(ji)成(cheng)化(hua)發(fa)展(zhan)的(de)主(zhu)要(yao)方(fang)向(xiang)。如(ru)意(yi)法(fa)半(ban)導(dao)體(ti)提(ti)出(chu)把(ba)組(zu)合(he)了(le)多(duo)個(ge)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)模(mo)塊(kuai)作(zuo)為(wei)傳(chuan)感(gan)器(qi)中(zhong)樞(shu)來(lai)提(ti)高(gao)產(chan)品(pin)功(gong)能(neng)；東芝公司已開發出晶圓級別的組合傳感器

，並於今年3月發布能夠同時檢測脈搏

、心電、體溫及身體活動等4種生命體征信息
，並將數據無線發送至智能手機或平板電腦等的傳感器模塊“Silmee”。

　　五是多樣化，新材料技術的突破加快了多種新型傳感器的湧現。新型敏感材料是傳感器的技術基礎，材料技術研發是提升性能、降低成本和技術升級的重要手段。除了傳統的半導體材料
、光導纖維等
，有機敏感材料、陶瓷材料、超導
、納米和生物材料等成為研發熱點，生物傳感器、光纖傳感器、氣敏傳感器、數字傳感器等新型傳感器加快湧現。如光纖傳感器是利用光纖本身的敏感功能或利用光纖傳輸光波的傳感器
，有靈敏度高、抗電磁幹擾能力強
、耐腐蝕
、絕緣性好、體積小、耗電少等特點，目前已應用的光纖傳感器可測量的物理量達70多種，發展前景廣闊
；氣敏傳感器能將被測氣體濃度轉換為與其成一定關係的電量輸出，具有穩定性好、重複性好、動態特性好、響應迅速、使用維護方便等特點，應用領域非常廣泛。另據BCC Research公司指出，生物傳感器和化學傳感器有望成為增長最快的傳感器細分領域
，預計2014至2019年的年均複合增長率可達9.7%。

　　未來值得關注的四大領域

　　隨著材料科學、納米技術、微電子等領域前沿技術的突破以及經濟社會發展的需求，四大領域可能成為傳感器技術未來發展的重點。

　　一是可穿戴式應用。據美國ABI調查公司預測


，2017年可穿戴式傳感器的數量將會達到1.6億。以穀歌眼鏡為代表的可穿戴設備是最受關注的硬件創新。穀歌眼鏡內置多達10餘種的傳感器，包括陀螺儀傳感器、加速度傳感器、磁力傳感器、線(xian)性(xing)加(jia)速(su)傳(chuan)感(gan)器(qi)等(deng)
，實(shi)現(xian)了(le)一(yi)些(xie)傳(chuan)統(tong)終(zhong)端(duan)無(wu)法(fa)實(shi)現(xian)的(de)功(gong)能(neng)，如(ru)使(shi)用(yong)者(zhe)僅(jin)需(xu)眨(zha)一(yi)眨(zha)眼(yan)睛(jing)就(jiu)可(ke)完(wan)成(cheng)拍(pai)照(zhao)。當(dang)前(qian)，可(ke)穿(chuan)戴(dai)設(she)備(bei)的(de)應(ying)用(yong)領(ling)域(yu)正(zheng)從(cong)外(wai)置(zhi)的(de)手(shou)表(biao)、眼鏡、xiezidengxianggengguangkuodelingyukuozhan

，rudianzijifudeng。riqian，dongjingdaxueyikaifachuyizhongkeyitiezaijifushangderouxingkechuandaishichuanganqi。gaichuanganqiweibomozhuang，danweimianjizhongliangzhiyou3g/m2
，是普通紙張的1/27左右，厚度也隻有2微米。

　　二是無人駕駛。美國IHS公(gong)司(si)指(zhi)出(chu)，推(tui)進(jin)無(wu)人(ren)駕(jia)駛(shi)發(fa)展(zhan)的(de)傳(chuan)感(gan)器(qi)技(ji)術(shu)應(ying)用(yong)正(zheng)在(zai)加(jia)快(kuai)突(tu)破(po)。在(zai)該(gai)領(ling)域(yu)，穀(gu)歌(ge)公(gong)司(si)的(de)無(wu)人(ren)駕(jia)駛(shi)車(che)輛(liang)項(xiang)目(mu)開(kai)發(fa)取(qu)得(de)了(le)重(zhong)要(yao)成(cheng)果(guo)
，通(tong)過(guo)車(che)內(nei)安(an)裝(zhuang)的(de)照(zhao)相(xiang)機(ji)、雷達傳感器和激光測距儀
，以每秒20次ci的de間jian隔ge，生sheng成cheng汽qi車che周zhou邊bian區qu域yu的de實shi時shi路lu況kuang信xin息xi，並bing利li用yong人ren工gong智zhi能neng軟ruan件jian進jin行xing分fen析xi
，預yu測ce相xiang關guan路lu況kuang未wei來lai動dong向xiang，同tong時shi結jie合he穀gu歌ge地di圖tu來lai進jin行xing道dao路lu導dao航hang。穀gu歌ge無wu人ren駕jia駛shi汽qi車che已yi經jing在zai內nei華hua達da、佛羅裏達和加利福尼亞州獲得上路行使權。奧迪
、奔馳、寶馬和福特等全球汽車巨頭均已展開無人駕駛技術研發，有的車型已接近量產。

　　三(san)是(shi)醫(yi)護(hu)和(he)健(jian)康(kang)監(jian)測(ce)。國(guo)內(nei)外(wai)眾(zhong)多(duo)醫(yi)療(liao)研(yan)究(jiu)機(ji)構(gou)，包(bao)括(kuo)國(guo)際(ji)著(zhu)名(ming)的(de)醫(yi)療(liao)行(xing)業(ye)巨(ju)頭(tou)在(zai)傳(chuan)感(gan)器(qi)技(ji)術(shu)應(ying)用(yong)於(yu)醫(yi)療(liao)領(ling)域(yu)方(fang)麵(mian)已(yi)取(qu)得(de)重(zhong)要(yao)進(jin)展(zhan)。如(ru)羅(luo)姆(mu)公(gong)司(si)目(mu)前(qian)正(zheng)在(zai)開(kai)發(fa)一(yi)種(zhong)使(shi)用(yong)近(jin)紅(hong)外(wai)光(guang)（NIR）的圖像傳感器，其原理是照射近紅外光LED後hou
，使shi用yong專zhuan用yong攝she像xiang元yuan件jian拍pai攝she反fan射she光guang，通tong過guo改gai變bian近jin紅hong外wai光guang的de波bo長chang獲huo取qu圖tu像xiang
，然ran後hou通tong過guo圖tu像xiang處chu理li使shi血xue管guan等deng更geng加jia鮮xian明ming地di呈cheng現xian出chu來lai。一yi些xie研yan究jiu機ji構gou在zai能neng夠gou嵌qian入ru或huo吞tun入ru體ti內nei的de材cai料liao製zhi造zao傳chuan感gan器qi方fang麵mian已yi取qu得de進jin展zhan。如ru美mei國guo佐zuo治zhi亞ya理li工gong學xue院yuan正zheng在zai開kai發fa具ju備bei壓ya力li傳chuan感gan器qi和he無wu線xian通tong信xin電dian路lu等deng的de體ti內nei嵌qian入ru式shi傳chuan感gan器qi
，該gai器qi件jian由you導dao電dian金jin屬shu和he絕jue緣yuan薄bo膜mo構gou成cheng，能neng夠gou根gen據ju構gou成cheng的de共gong振zhen電dian路lu的de頻pin率lv變bian化hua檢jian測ce出chu壓ya力li的de變bian化hua，發fa揮hui完wan作zuo用yong之zhi後hou就jiu會hui溶rong解jie於yu體ti液ye中zhong。

　　四是工業控製。2012年，GE公司在《工業互聯網：突破智慧與機器的界限》baogaozhongtichu，tongguozhinengchuanganqijiangrenjilianjie，bingjieheruanjianhedashujufenxi，keyitupowulihecailiaokexuedexianzhi
，bingjianggaibianshijiedeyunxingfangshi。baogaotongshizhichu，meiguotongguobushugongyehulianwang，gexingyekeshixian1%的效率提升，15年內能源行業將節省1%的燃料（約660億美元）。2013年1月，GE在紐約一家電池生產企業共安裝了1萬多個傳感器，用於監測生產時的溫度、能源消耗和氣壓等數據
，而工廠的管理人員可以通過iPad獲取這些數據，從而對生產進行監督。此外，荷蘭殼牌、富士電機等跨國公司也都在該領域采取了行動。

　　傳感器產業化發展的重要趨勢

　　近年來
，隨著技術研發的持續深入，成本的下降，性能和可靠性的提升
，在物聯網
、移動互聯網和高端裝備製造快速發展的推動下，傳感器的典型應用市場發展迅速。據BCCResearch公司分析指出，2014年全球傳感器市場規模預計達到795億美元

，2019年則有望達到1161億美元，複合年增長率可達7.9%。

　　亞太地區將成為最有潛力的市場。目前
，美國
、日本
、歐洲各國的傳感器技術先進、上(shang)下(xia)遊(you)產(chan)業(ye)配(pei)套(tao)成(cheng)熟(shu)，是(shi)中(zhong)高(gao)端(duan)傳(chuan)感(gan)器(qi)產(chan)品(pin)的(de)主(zhu)要(yao)生(sheng)產(chan)者(zhe)和(he)最(zui)大(da)的(de)應(ying)用(yong)市(shi)場(chang)。同(tong)時(shi)
，亞(ya)太(tai)地(di)區(qu)成(cheng)為(wei)最(zui)有(you)潛(qian)力(li)的(de)未(wei)來(lai)市(shi)場(chang)。英(ying)泰(tai)諾(nuo)谘(zi)詢(xun)公(gong)司(si)指(zhi)出(chu)，未(wei)來(lai)幾(ji)年(nian)亞(ya)太(tai)地(di)區(qu)市(shi)場(chang)份(fen)額(e)將(jiang)持(chi)續(xu)增(zeng)長(chang)，預(yu)計(ji)2016年將提高至38.1%
，北美和西歐市場份額將略有下降。

　　交通、信息通信成為市場增長最快的領域。據英泰諾谘詢公司預測，2016年全球汽車傳感器規模可達419.7億歐元
，占全球市場的22.8%；信息通信行業至2016年也可達421.6億歐元，占全球市場的22.9%，且有可能成為最大的單一應用市場。而醫療、環境監測、油氣管道
、智能電網等領域的創新應用將成為新熱點
，有望在未來創造更多的市場需求。

　　企業並購日趨活躍。美國

、德國和日本等國的傳感器大型企業技術研發基礎雄厚，各企業均形成了各自的技術優勢，整體市場的競爭格局已初步確立（附表）。需要指出的是，大公司通過兼並重組，掌控技術標準和專利
，在“高
、精、尖”傳感器和新型傳感器市場上逐步形成壟斷地位。在大企業的競爭壓力下
，中小企業則向“小（中）而精、小而專”的方向發展，開發專有技術，產品定位特定細分市場。據統計，2010年7月至2011年9月，傳感器行業中大規模並購交易多達20多次。如美國私募股權公司VeritasCapitalIII以5億美元現金收購珀金埃爾默公司的照明和檢測解決方案（IDS）業務；英國思百吉公司以4.75億美元收購美國歐米茄工程公司的溫度、測量設備製造業務。目前，越來越多的並購交易在新興市場國家出現。