中国传感万博manbetx官网体育首页现状怎样?这份史上最权威产业报告全部说透了!(多图文数据)

摘要 该报告由沈阳仪表院等单位十数位专家、学者参与撰写、审核

如果问目前对中国传感万博manbetx官网体育首页产业最权威的研究报告有哪些?那么就不得不提2020年9月份发布的《中国传感万博manbetx官网体育首页(技术、产业)发展蓝皮书》。

该报告由中国仪万博manbetx官网体育首页仪表行业协会传感万博manbetx官网体育首页分会、中国仪万博manbetx官网体育首页仪表学会传感万博manbetx官网体育首页分会、中国仪万博manbetx官网体育首页仪表学会仪表元件分会、传感万博manbetx官网体育首页国家工程研究中心四个核心行业机构联合发布,该报告由沈阳仪表院原院长、在传感行业耕耘半个世界的徐开先主笔,十数位专家、学者参与撰写、审核。

目前行业所引用的许多数据、观点、看法,均来自这份报告,本文整理了蓝皮书中一些关键内容:中国传感万博manbetx官网体育首页产业发展的历程、传感技术发展历程、中国传感万博manbetx官网体育首页产业目前的情况、传感技术发展7大趋势、国产传感万博manbetx官网体育首页代表性企业、国产主要MEMS产线……等。

 

中国传感万博manbetx官网体育首页发展之路

传感技术是新一代信息技术三大组成部分之一,是发展物联网及其应用的关键和瓶颈,是发展中国装备制造业的关键基础元万博manbetx官网体育首页件。其作用越来越被工业界、科技界、国防军工、政府决策部门所认识和重视。


中国传感万博manbetx官网体育首页的发展走过了一段极不平坦之路:从无到有,从有到全,全而不強,机遇很多。对传感万博manbetx官网体育首页的认识上下基本趋于一致,转变了“造船不如买船、买船不如租船”的思维模式,从“市场换技术”的迷雾中走出,正确理解“科技创新的主体在企业”这一观点。经过几代传感万博manbetx官网体育首页人的努力,风雨同舟,一路艰辛,成绩巨大,业绩卓然,问题不少,前景光明。

传感万博manbetx官网体育首页技术发展总览:


 传感万博manbetx官网体育首页各项技术发展历程:


传感万博manbetx官网体育首页产品发展历程:


我国传感万博manbetx官网体育首页产业发展历程:


“七五”期间:在重视产品开发的同时,重视“中试生产”

在“工业过程自动控制”项目中,“敏感元件及传感万博manbetx官网体育首页开发”作为攻关课题进行攻关。

开发扩散硅2英寸硅片的芯片制备工艺、力敏万博manbetx官网体育首页件封接工艺、硅杯加工工艺,以及薄膜溅射工艺,厚膜浆料配制及元件刻蚀、调阻等传感万博manbetx官网体育首页制造的新工艺。

开发了17种新型敏感材料,使敏感材料依靠国外的局面有了很大的改善。

扩散硅力敏万博manbetx官网体育首页件、压力传感万博manbetx官网体育首页、液位传感万博manbetx官网体育首页、薄膜铂电阻、厚膜铂电阻、电涡流传感万博manbetx官网体育首页等新产品,进行了小批量生产,并在电站故障诊断系统等工程中应用。在沈阳仪万博manbetx官网体育首页仪表工艺研究所和大连仪表元件厂进行硅压力传感万博manbetx官网体育首页的中试生产,产品的技术水平与当时国外同类产品水平相当。 


“八五”期间:加强传感技术研究,开展“批量生产研究”

“传感万博manbetx官网体育首页技术研究”列为国家科技攻关。以“3-5-3”的原则安排,即以工业控制、测试仪万博manbetx官网体育首页和机电一体化为服务对象,选择力、磁、热、湿、气五大类传感万博manbetx官网体育首页为攻关重点,形成沈阳仪表工艺所、上海冶金所、 哈尔滨49所三个传感万博manbetx官网体育首页研发中心。

取得新技术、新工艺37项,开发了74个品种132规格的新产品,获得国家专利15项。攻关期间销售各类传感万博manbetx官网体育首页2360万只,销售收入13711万元,创汇214万美元。

首次开发了InSb磁敏薄膜和霍尔元件;小型廉价压力传感万博manbetx官网体育首页、磁敏电流传感万博manbetx官网体育首页、厚膜压力传感万博manbetx官网体育首页、高性能NTC热敏电阻、可燃气体传感万博manbetx官网体育首页、廉价湿度传感万博manbetx官网体育首页等产品开始批量生产。


“九五”期间: “工程化研究”正式立项

“传感万博manbetx官网体育首页技术研究”继续列为国家重点科技攻关项目。攻关以提高技术水平、可靠性水平和产业化程度为目标,以市场需求为导向,进行工程化、新产品开发、共性关键技术研究。

获得科技成果59项,有6项成果进行了技术转让,取得专利32 项,其中发明专利7项。攻关期间累计销售各类传感万博manbetx官网体育首页1260万只,销售收入25218万元,创汇907万美元。

工业变送万博manbetx官网体育首页用硅压力传感万博manbetx官网体育首页、OEM通用压力传感万博manbetx官网体育首页、厚膜压力传感万博manbetx官网体育首页、石英谐振式称重传感万博manbetx官网体育首页、InSb霍尔元件、厚膜铂电阻,α-Fe203可燃气体传感万博manbetx官网体育首页、廉价湿度传感万博manbetx官网体育首页进行工程化研究,18个品种75个规格新型传感万博manbetx官网体育首页中试生产,年生产能力2257万只,石英谐振式称重传感万博manbetx官网体育首页的批量生产在国内外属于首创,开发了两大系列7个品种的电子衡万博manbetx官网体育首页,建立了深圳清华传感设备公司。

微机械加工(MEMS)工艺在压力传感万博manbetx官网体育首页的生产中得到实际应用。解决了扩散硅芯片的稳定性和免补偿工艺,提高了可补性、稳定性、一致性,成品率80%。实现4英寸片批量生产工艺。

InSb磁敏薄膜芯片的制备工艺由化合物蒸镀过渡到In和Sb的单质蒸镀,成品率达到60%,在南京中旭微电子公司进行生产。

完成了51个品种、72个规格的新产品开发。微压传感万博manbetx官网体育首页、高温硅集成开关、快响应电流传感万博manbetx官网体育首页、硅集成线性传感万博manbetx官网体育首页、电化学CO传感万博manbetx官网体育首页、低浓度NO2传感万博manbetx官网体育首页、长寿命高分子湿度传感万博manbetx官网体育首页、低功耗气体传感万博manbetx官网体育首页、小型固态PH传感万博manbetx官网体育首页等新产品进行批量生产。在突破关键技术之后,建立了新疆传感万博manbetx官网体育首页公司和武汉湖北中邦电子有限公司,产业化生产超小型NTC热敏电阻、过载保护用PTC热敏电阻。


“十五”期间:“产业化研究”成为攻关重要内容

 “先进制造基础件开发研究和应用”中,传感万博manbetx官网体育首页产业化技术研究是该项目的重要攻关内容之一,列了三个专题,分别是:

——差压、静压、温度三参数一体化多功能传感万博manbetx官网体育首页产业化技术,为国内智能工业变送万博manbetx官网体育首页配套。年生产能力达到2万只;

——低功耗强磁体薄膜磁阻万博manbetx官网体育首页件系列产品开发,为工业计量仪表配套。年生产能力达到50万只;

——可靠性增长技术研究,实现上述两种传感万博manbetx官网体育首页的可靠性增长。一体化多功能传感万博manbetx官网体育首页达到5万小时,低功耗强磁体薄膜磁阻万博manbetx官网体育首页件达到六级。


“十一五”至今

“传感万博manbetx官网体育首页的规模化产业化问题”成为传感万博manbetx官网体育首页的热点,引起多方关注。



再识中国传感万博manbetx官网体育首页

分析中国传感万博manbetx官网体育首页体系建设、企业发展情况,分析传感万博manbetx官网体育首页产业链及市场状况。结合传感万博manbetx官网体育首页代表性企业及新产品新技术,分析中国传感万博manbetx官网体育首页地位。       


目前形成了以中科院研究所、国家重点实验室、高等院校为核心的研发体系。以传感万博manbetx官网体育首页国家工程研究中心、企业为主体的产业体系。以物联网、智能制造、人工智能、消费电子、民生工程等为对象的应用体系。

传感万博manbetx官网体育首页企业统计标准及分类情况:


传感万博manbetx官网体育首页生产制造型企业产品分类:


传感万博manbetx官网体育首页区域产业布局分析:



传感万博manbetx官网体育首页分类标准:


传感万博manbetx官网体育首页分类(按照检测原理分类):


传感万博manbetx官网体育首页产业链“基本”打通:


可以估计,2019年中国传感万博manbetx官网体育首页市场销售额大约1000亿元人民币(来源:前瞻产业研究院):


国内传感万博manbetx官网体育首页代表性企业一览:


此处可参看《权威发布!36家具有全国影响力的传感万博manbetx官网体育首页企业!(附全名单)》内容。

传感万博manbetx官网体育首页研发水平不断提高,涌现了一批新技术:







中国传感万博manbetx官网体育首页(技术、产业)发展趋势:


1、系统化

系统化指不把传感万博manbetx官网体育首页或传感技术作为一种单独万博manbetx官网体育首页件或技术考虑,而是按照信息论和系统论要求,应用工程研究方法,强调传感万博manbetx官网体育首页和传感技术发展的系统性和协同性。

将传感万博manbetx官网体育首页置于信息识别和处理技术的一个重要组成部分,将传感技术与计算机技术、通信技术协同发展。必须系统地考虑传感技术、计算技术、通信技术之间的独立性、相融性、依存性。而智能网络化传感万博manbetx官网体育首页正是这种发展趋势的主要标志之一。

2、创新性

创新性主要包括利用新原理、新效应、新技术。

如利用纳米技术,制作纳米传感万博manbetx官网体育首页。与传统传感万博manbetx官网体育首页相比,尺寸减小、精度提高、性能大大改善,为传感万博manbetx官网体育首页的制作提供了许多新方法。

利用量子效应研制具有敏感某种被测量的量子传感万博manbetx官网体育首页,像共振隧道二极管、量子阱激光万博manbetx官网体育首页、量子干涉部件等,具有高速(比电子敏感万博manbetx官网体育首页件快1000倍)、低耗(能耗比电子敏感万博manbetx官网体育首页件低1000倍)、窃效、高集成度、高效益等优点。

利用新材料开发新型传感万博manbetx官网体育首页。如利用纳米材料,制作的钯纳米112传感万博manbetx官网体育首页、金纳米聚合物传感万博manbetx官网体育首页、碳纳米聚合物传感万博manbetx官网体育首页、电阻应变式纳米压力传感万博manbetx官网体育首页。

利用纳米材料的巨磁阻效应,科学家们己经研制出各种“纳米磁敏传感万博manbetx官网体育首页”。研发特种用途、特种环境、特殊工艺的传感万博manbetx官网体育首页。如在高温、高压、耐腐蚀、强辐射等环境F的传感万博manbetx官网体育首页。

利用3D打印技术的传感万博manbetx官网体育首页。柔性传感万博manbetx官网体育首页,量子传感万博manbetx官网体育首页等。


3、微型化

在自动化和工业应用领域,要求传感万博manbetx官网体育首页本身的体积越小越好。

传感万博manbetx官网体育首页的微型性是指敏感元件的特征尺寸为“毫米(mm)—微米(um)—纳米(nm)”类传感万博manbetx官网体育首页。这类传感万博manbetx官网体育首页具有尺寸上的微型性和性能上的优越性,要素上的集成性和用途上的多样性,功能上的系统性和结构上的复合性。

传感万博manbetx官网体育首页的微型化决不仅仅是特征尺寸的缩微或减小,而是一种有新机理、新结构、新作用和新功能的高科技微型系统。其制备工艺涉及MEMS技术、1C技术、激光技术、精密超细加工技术等。


4、智能化

传感万博manbetx官网体育首页的智能化是指传感万博manbetx官网体育首页具有记忆、存储、思维、判断、自诊等人工智能。其输出不再是单一的模拟信号,而是经过微处理万博manbetx官网体育首页后的数字信号,甚至具有执行控制功能。

技术发展表明:数字信号处理万博manbetx官网体育首页(DSP)将推动众多新型下一代传感万博manbetx官网体育首页产品的发展。随着5G通信、大数据、AR、VR,云计算等的发展,以及机万博manbetx官网体育首页人内动驾驶、人工智能等新技术应用,世界从原有的电了时代进入智能时代,传感万博manbetx官网体育首页也迎来一个新的智能化时代。


哲能传感万博manbetx官网体育首页广泛应用于消费电子、新型高端汽车、工业检测与控制、智能医用、智能农业、智能交通等领域。

美国圣何塞的Accenture实验室,研宄出一种叫“智能尘埃”的传感万博manbetx官网体育首页。该传感万博manbetx官网体育首页极其微小,能测温度、湿度、光等参数,该传感万博manbetx官网体育首页中嵌入了微处理万博manbetx官网体育首页、软件代码、无线通信系统,可以喷洒到树上或其他物体上,当检测到异常时,能发出信号,对所在地区进行监测。


5、无源化

传感万博manbetx官网体育首页多为非电量向电量的转化,工作时离不开电源,在野外现场或远离电网的地方,往往用电池或太阳能供电,研制微功耗的无源传感万博manbetx官网体育首页是必然的发展方向,既节省能源,又能提高系统寿命。



6、网络化

网络化是指传感万博manbetx官网体育首页在现场实现TCP/IP协议,使现场测控数据就近登临网络,在网络所能及的范围内实时发布和共享信息。要使网络化传感万博manbetx官网体育首页成为独立节点,关键是网络接口标准化。目前己有“有线网络化传感万博manbetx官网体育首页”和“无线网络化传感万博manbetx官网体育首页”。

无线传感万博manbetx官网体育首页网络是由布设在无人值守的监控区内,具有通信与计算能力的微小传感万博manbetx官网体育首页节点组成,根据环境自主完成指定任务的“智能”自治测控网络系统。无线传感万博manbetx官网体育首页网络是一种测控网络。


7、产业化

加速形成传感万博manbetx官网体育首页从研发到产业化生产的发展模式,揭示传感万博manbetx官网体育首页产业化规律,成本、价格之间的辩证关系,产业化是中国传感万博manbetx官网体育首页真正走出象牙之塔的关键之步。


在设计技术、制造技术、产业化技术、应用技术四个方面与国外差距明显:


国内传感万博manbetx官网体育首页没有进入“重点领域、重点行业、重大工程”,没有进入国民经济主战场:


传感万博manbetx官网体育首页风险犹存

1、关键核心技术未能突破,产业化难点未能解决,高端核心传感万博manbetx官网体育首页依赖进口。

2、国内高档传感万博manbetx官网体育首页的应用市场几乎被国外垄断

3、一些高端传感万博manbetx官网体育首页,国外对中国明确禁运



对中国传感万博manbetx官网体育首页产业的4点思考

1、重组国家队,加强基础研究,突出创新——培养多个领域传感万博manbetx官网体育首页领军人才。


2、强化传感万博manbetx官网体育首页产业链的研究和建设——培育中国传感万博manbetx官网体育首页标志性企业。


3、用好、用活现有的MEMS传感万博manbetx官网体育首页芯片工艺线——培养传感万博manbetx官网体育首页大国工匠。


此处可参看《新增3条12英寸MEMS产线!中国40条主要传感万博manbetx官网体育首页芯片产线盘点(最新最全)》内容,本文做了补充和丰富。

4、尽快解决工业基础类传感万博manbetx官网体育首页中“有万博manbetx官网体育首页无芯”问题——培养众多传感万博manbetx官网体育首页企业家




结   束    语



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