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國內(nèi)傳感器技術(shù)與世界水平有何差距

    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*的具有發(fā)展前途的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)。在國內(nèi)有自動化方面的專家指出,傳感器技術(shù)直接關(guān)系到我國自動化產(chǎn)業(yè)的發(fā)展形勢,認(rèn)為“傳感器技術(shù)強(qiáng),則自動化產(chǎn)業(yè)強(qiáng)”。由此可見傳感器技術(shù)對自動化產(chǎn)業(yè)乃至整個工業(yè)建設(shè)的重要性。
  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*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)模化應(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。

    目前傳感器市場主要由美國、日本、德國的幾家公司主導(dǎo)。美國、日本、德國及中國合計占據(jù)傳感器*的72%,其中中國占比約11%。與*生產(chǎn)的超過2萬種產(chǎn)品品種相比,中國國內(nèi)僅能生產(chǎn)其中的約1/3,整體技術(shù)含量也較低,是目前急需改變的一個狀態(tài)。
  中國傳感器發(fā)展?fàn)顩r
  我國早在20世紀(jì)60年代就開始涉足傳感器制造業(yè)。我國在1972年組建成立壓阻傳感器研制生產(chǎn)單位;1974年,研制成功實(shí)用壓阻式壓力傳感器;1978年,誕生固態(tài)壓阻加速度傳感器;1982年,早開始硅微機(jī)械系統(tǒng)(MEMS)加工技術(shù)和SOI(絕緣體上硅)技術(shù)的研究。進(jìn)入20世紀(jì)90年代后,硅微機(jī)械加工技術(shù)的對壓力傳感器、微壓傳感器、呼吸機(jī)壓傳感器、多晶硅壓力傳感器、低成本TO-8封裝壓力傳感器等相繼問世并實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)。改革開放30年來,我國傳感器技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)取得了長足進(jìn)步,主要表現(xiàn)在:建立了傳感技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、微米/納米國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、國家傳感技術(shù)工程中心等研究開發(fā)基地;MEMS、MOEMS(微光機(jī)電系統(tǒng))等研究項(xiàng)目列入了國家技術(shù)發(fā)展重點(diǎn);在“九五”國家重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目中,傳感器技術(shù)研究取得了51個品種86個規(guī)格新產(chǎn)品的成績,初步建立了敏感元件與傳感器產(chǎn)業(yè)。
  目前,中國傳感器產(chǎn)業(yè)正處于由傳統(tǒng)型向新型傳感器發(fā)展的關(guān)鍵階段,它體現(xiàn)了新型傳感器向微型化、多功能化、數(shù)字化、智能化、系統(tǒng)化和網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展的總趨勢。
  傳感器技術(shù)歷經(jīng)了多年的發(fā)展,其技術(shù)的發(fā)展大體可分三代:
  第yi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。
  第二代是上70年代發(fā)展起來的固體型傳感器,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。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。
  第三代傳感器是以后剛剛發(fā)展起來的智能型傳感器,是微型計算機(jī)技術(shù)與檢測技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物,使傳感器具有一定的人工智能。
  中國傳感器發(fā)展與國外差距
  國內(nèi)傳感器廠商占據(jù)中低端市場從發(fā)展態(tài)勢看,國內(nèi)傳感器廠商有三種情況:
  一、民營或合資企業(yè)的產(chǎn)品占據(jù)了中低端市場,傳統(tǒng)技術(shù)和裝備手段可以滿足絕大多數(shù)產(chǎn)品的制造要求,市場發(fā)展?fàn)顟B(tài)良好。除個別廠家在個別品種方面將國外生產(chǎn)的芯片拿到國內(nèi)封裝出相關(guān)產(chǎn)品、占據(jù)市場較大份額外,其他產(chǎn)品均是國外廠商在壟斷。
  二、隨著物聯(lián)網(wǎng)等新興產(chǎn)業(yè)的興起,傳感器產(chǎn)業(yè)成為世界各國在技術(shù)發(fā)展中爭奪的一個重要領(lǐng)域。近年來我國傳感器產(chǎn)業(yè)快速增長,應(yīng)用模式也日漸成熟。但由于產(chǎn)業(yè)檔次偏低、技術(shù)創(chuàng)新能力較差,國內(nèi)傳感器產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)低端過剩、中被國外壟斷的市場格局。傳感器技術(shù)發(fā)展滯后已掣肘國內(nèi)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的順利推進(jìn)。
  目前從材料、器件、系統(tǒng)到網(wǎng)絡(luò)我國已形成較為完整的傳感器產(chǎn)業(yè)鏈。在網(wǎng)絡(luò)接口、傳感器與網(wǎng)絡(luò)通信融合、物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)等方面取得較大進(jìn)展。但產(chǎn)業(yè)檔次偏低、企業(yè)規(guī)模小、技術(shù)創(chuàng)新能力差,很多企業(yè)只是引進(jìn)國外元件進(jìn)行加工,同質(zhì)化嚴(yán)重。而生產(chǎn)裝備落后、工藝不穩(wěn)定等造成產(chǎn)品指標(biāo)分散、穩(wěn)定性差。模仿產(chǎn)品在敏捷度方面也不盡如人意。在相對研發(fā)突出的領(lǐng)域,卻忽略了工業(yè)化基礎(chǔ)性開發(fā),商品化開發(fā)嚴(yán)重滯后。
  目前我國傳感器產(chǎn)品約6000種左右,而國外已達(dá)20000多個,遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了國內(nèi)市場需求。中傳感器進(jìn)口占比達(dá)80%,傳感器芯片進(jìn)口更是達(dá)90%,國產(chǎn)化缺口巨大。其中數(shù)字化、智能化、微型化等技術(shù)產(chǎn)品嚴(yán)重短缺。國家重大裝備所需產(chǎn)品主要依賴進(jìn)口。而涉及重大工程所需的傳感器及智能化儀器儀表,國外對我國往往采取限制。外資企業(yè)產(chǎn)品占據(jù)國內(nèi)市場絕大多數(shù)的*,并將會在今后很長一段時間內(nèi)持續(xù)把持市場,這種勢頭在短期內(nèi)不會得到根本轉(zhuǎn)變。
  三、國有企業(yè)發(fā)展處于平穩(wěn)增長狀態(tài),總體上跟不上國外技術(shù)發(fā)展的步伐,除少數(shù)廠家外,總體差距有擴(kuò)大的趨勢。這是因?yàn)閭鞲衅骷夹g(shù)發(fā)展快,工藝和制造設(shè)備更新快,許多新設(shè)備國內(nèi)廠商無法制造等原因造成的。并且設(shè)備的單臺價格少則幾十萬美元,多則數(shù)百萬美元,絕大多數(shù)廠家靠自身積累很難購買新型設(shè)備,致使在許多新技術(shù)、新工藝方面無法跟上國外企業(yè)飛速發(fā)展的步伐。

來源于:自動化儀表網(wǎng)

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