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    從三大應用領域看傳感器未來發展趨勢

    瀏覽次數: 日期:2016-10-18
      傳感器是一種應用非常廣泛的檢測裝置,如工業自動化、農業現代化、航天技術、軍事工程、機器人技術、環境監測、安全保衛、醫療診斷、交通運輸、家用電器等,它能感受到被測量的信息,并能將感受到的信息,按一定規律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出,以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。
     
      隨著微型化、數字化、智能化、多功能化、系統化、網絡化的要求,傳感器也向著小、快、靈等方向發展,我愛方案網預測未來傳感器在下面這三大領域將會大放異彩。
     
      據國內領先的智能產品開發外包服務平臺快包大數據顯示,傳感器類任務占2016年快包上半年開發需求比例為8%,其中基于可穿戴、智能醫療、工業控制三大領域的應用開發需求占整個傳感器開發達80%,未來三大領域對傳感器的需求量將會很大。
     
      一、可穿戴式應用領域
     
      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。以谷歌眼鏡為代表的可穿戴設備是最受關注的硬件創新。谷歌眼鏡內置多達10余種的傳感器,包括陀螺儀傳感器、加速度傳感器、磁力傳感器、線性加速傳感器等,實現了一些傳統終端無法實現的功能,如使用者僅需眨一眨眼睛就可完成拍照。當前,可穿戴設備的應用領域正從外置的手表、眼鏡、鞋子等向更廣闊的領域擴展,如電子肌膚等。日前,東京大學已開發出一種可以貼在肌膚上的柔性可穿戴式傳感器。該傳感器為薄膜狀,單位面積重量只有3g/m2,是普通紙張的1/27左右,厚度也只有2微米。
     
      二、智能醫療應用領域
     
      國內外眾多醫療研究機構,包括國際著名的醫療行業巨頭在傳感器技術應用于醫療領域方面已取得重要進展。如羅姆公司目前正在開發一種使用近紅外光(NIR)的圖像傳感器,其原理是照射近紅外光LED后,使用專用攝像元件拍攝反射光,通過改變近紅外光的波長獲取圖像,然后通過圖像處理使血管等更加鮮明地呈現出來。一些研究機構在能夠嵌入或吞入體內的材料制造傳感器方面已取得進展。如美國佐治亞理工學院正在開發具備壓力傳感器和無線通信電路等的體內嵌入式傳感器,該器件由導電金屬和絕緣薄膜構成,能夠根據構成的共振電路的頻率變化檢測出壓力的變化,發揮完作用之后就會溶解于體液中。
     
      三、工業控制應用領域
     
      2012年,GE公司在《工業互聯網:突破智慧與機器的界限》報告中提出,通過智能傳感器將人機連接,并結合軟件和大數據分析,可以突破物理和材料科學的限制,并將改變世界的運行方式。報告同時指出,美國通過部署工業互聯網,各行業可實現1%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,用于監測生產時的溫度、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。超聲波氣象站集合了7個傳感器,為工業生產提供了一流的天氣監測信息,為預防一些災害事件提供可靠信息,從而提高效率,降低和總的成本。
     
      傳感器發展趨勢
     
      目前,我國傳感器的生產企業主要集中在長三角地區,并逐漸形成以北京、上海、南京、深圳、沈陽和西安等中心城市為主的區域空間布局。隨著物聯網、移動互聯網等新興產業的快速發展,傳感器產業也迎來了巨大的發展契機。近年來,國內傳感器市場持續快速增長,年均增長速度超過20%。2015年以來,在智能化電子產品不斷涌現,物聯網智能終端與整機產品制造市場穩定發展的帶動下,傳感器產品國產化需求不斷增大,為國內企業帶來巨大的發展空間,自主MEMS傳感器產品的研發及產業化成為產業發展的主要方向。
     
      受物聯網快速發展的帶動,傳感器市場規模也呈現快速發展的態勢,快包預測,未來5年中國傳感器市場的年復合增長率將達到30%左右,傳感器的發展也會受下面幾大因素的影響。
     
      傳感器市場影響因素
     
      一、市場帶動
     
      隨著物聯網、移動互聯網等新興產業的快速發展,傳感器產業也迎來了巨大的發展契機。信息化和智能化的推進為傳感器產業帶來巨大的市場,在智能農業、智能工業、智能交通、建筑節能、智能環保、智能電網、健康醫療、智能穿戴等領域,傳感器都有著廣闊的應用空間。
     
      二、技術拉動
     
      近年來,國內外從事傳感器技術研發的機構和投入都不斷增多,傳感器技術也取得了突飛猛進的發展。隨著先進傳感器、新型傳感器、低成本、高性能傳感器的不斷研發成功,傳感器應用的成本將不斷降低,應用效果將不斷提升,從而拉動傳感器產業的持續發展。
     
      三、政策推動
     
      近年來,工業和信息化部先后出臺了《物聯網“十二五”發展規劃》等相關政策,并在積極研究出臺支持傳感器產業發展的相關政策,未來傳感器產業將會面臨更為寬松的政策環境。在國家政策的扶持下,傳感器產業將會迎來快速發展時期。
     
      四、整合促進
     
      隨著市場競爭的加劇,傳感器產業并購整合不斷增多,國外大型傳感器企業已經通過并購形成了各自的技術優勢,國內傳感器企業的并購重組、做大做強也已開始,如歌爾聲學、航天電子、東風科技等企業不斷通過并購增強競爭力。未來,國內傳感器領軍企業的形成將大大增強產業競爭力,促進產業健康發展。
     
      傳感器的市場前景
     
      近年來,傳感器正處于傳統型向新型傳感器轉型的發展階段,傳感器產業作為國內外公認的具有發展前途的高技術產業,以其技術含量高、經濟效益好、滲透能力強、市場前景廣等特點為世人矚目。2007-2014年我國傳感器行業得到較好的發展,行業工業總產值總體呈上升趨勢,在GDP中的占比維持在0.10%-0.15%之間。
     
      在發展高科技,實現產業化、大力加強傳感器的開發和在國民經濟中的普遍應用等一系列政策導向和支持下,在蓬勃發展的中國電子信息產業市場的推動下,傳感器已形成了一定的產業基礎,并在技術創新、自主研發、成果轉化和競爭能力等方面有了長足進展。一批基于MEMS(微機電系統)技術的新型傳感器正在進入市場。傳感器設計技術、材料控制技術、生產技術、可靠性技術和測試技術不斷發展成熟,量產能力逐步提高。力學量傳感器、氣體傳感器、溫度傳感器、光學傳感器、電壓敏傳感器等傳統傳感器,不僅在國內市場份額逐步增長,同時還有部分出口。
     
      在國家大力加強傳感器的開發和應用的一系列政策引導和支持下,我國傳感器行業面臨良好的發展前景,未來成長空間可期。
     
      一、優化傳感器市場發展環境
     
      積極構建物聯網及傳感器發展生態環境,依托互聯網的平臺服務以及移動互聯網,積極融合產業鏈各環節,引導消費者參與,拉近產品與市場的距離。
     
      二、政府加大相關保障設施建設
     
      以智慧城市建設推動公共基礎設施和服務系統應用落地,有效地聚集資金、人力以及社會各類資源發揮產業帶動效應;以重點領域為突破口,瞄準市場需求廣、領域帶動效果明顯的慣性傳感器、環境傳感器等產品進行重點投入,鼓勵企業并購重組,加快進軍高端傳感器市場;加快建立并落實信息安全保障體制,加強信息保護技術研發,建立安全風險等級評估體系。
     
      三、進一步完善傳感器商業模式
     
      推廣成熟應用模式,建立商業模式創新體系,營造商業模式交流環境,拓展物聯網增值服務,培育新興商業模式。
     
      四、開發和研究新型傳感器
     
      MEMS傳感器是采用微電子和微機械加工技術制造出來的新型傳感器。與傳統的傳感器相比,它具有體積小、重量輕、成本低、功耗低、可靠性高、適于批量化生產、易于集成和實現智能化的特點。同時,在微米量級的特征尺寸,使得它可以完成某些傳統機械傳感器所不能實現的功能。
     
      1、發展高性能、低成本、低功耗傳感器技術
     
      傳感器將向著高性能、低成本、低功耗技術水平方向發展。關鍵技術包括新材料新功能傳感器、單芯片集成傳感器和微處理系統的MEMS芯片、支持微處理器信息處理和存儲的智能化傳感器、適應各類特殊環境的高精度傳感器等技術。
     
      2、不斷優化各環節的關鍵傳感網技術
     
      傳感網技術關鍵是要突破傳感器節點SoC芯片技術、組網通信和協同處理技術、低功耗低成本嵌入式微處理器和微操作系統技術、傳感網網關技術、傳感器網絡中間件技術、傳感網與移動通信網融合技術等,開發能適應極端環境的傳感器節點設備等。
     
      總結:傳感器作為整個物聯網的末端,潛在需求量最大,國內傳感器行業對進口的巨大依賴已成為我國發展物聯網的瓶頸,只有國內企業實現傳感器的國產化才能提升整個產業的整體實力,才能實現加快物聯網產業的飛速發展。我國物聯網及傳感器產業規模持續擴大,2015年,我國物聯網整體市場規模約達到7500億元,同時傳感器市場規模達到約1200億元。傳感器行業的發展已經進入了一個新的時代,網絡傳感器、生物傳感器、納米傳感器等更尖端的傳感器已進入國內市場,進入我們的生活。當前技術水平下的傳感器系統正向著微小型化、智能化、多功能化和網絡化的方向發展。今后,隨著CAD技術、MEMS技術、信息理論及數據分析算法的繼續向前發展,未來的傳感器系統必將變得更加微型化、綜合化、多功能化、智能化和系統化。

    所屬類別: 行業資訊

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