什么是傳感器技術(shù)
隨著社會的進步，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,，特別是近20年來,，電子技術(shù)日新月異，計算機的普及和應(yīng)用把人類帶到了信息時代,，各種電器設(shè)備充滿了人們生產(chǎn)和生活的各個領(lǐng)域,，相當(dāng)大一部分的電器設(shè)備都應(yīng)用到了傳感器件,，傳感器技術(shù)是現(xiàn)代信息技術(shù)中主要技術(shù)之一,，在國民經(jīng)濟建設(shè)中占據(jù)有極其重要的地位。
人是通過視覺,、嗅覺,、聽覺及觸覺等感官來感知外界的信息，感知的信息輸入大腦進行分析判斷（即人的思維）和處理,，再指揮人作出相應(yīng)的動作,，這是人類認識世界和改造世界具有的zui基本的本能。但是通過人的五官感知外界的信息非常有限,，例如,，人總不能利用觸覺來感知超過幾十甚至上千度的溫度吧,，而且也不可能辨別溫度的微小變化，這就需要電子設(shè)備的幫助,。同樣,，利用電子儀器特別象計算機控制的自動化裝置來代替人的勞動，那么計算機類似于人的大腦,，而僅有大腦而沒有感知外界信息的“五官”顯然是不足夠的,，中央處理系統(tǒng)也還需要它們的“五官”——即傳感器。
人的五管是功能非常復(fù)雜,、靈敏的“傳感器”,，例如人的觸覺是相當(dāng)靈敏的，它可以感知外界物體的溫度,、硬度,、輕重及外力的大小，還可以具有電子設(shè)備所不具備的“手感”,，例如棉織物的手感,，液體的粘稠感等。然而人的五官感覺大多只能對外界的信息作“定性”感知,，而不能作定量感知,。而且有許多物理量人的五官是感覺不到的，例如對磁性就不能感知,。視覺可以感知可見光部分,，對于頻域更加寬的非可見光譜則無法感覺得到，象紅外線和紫外線光譜,，人類卻是“視而不見”,。借助溫度傳感器很容易感知到幾百度到幾千度的溫度，而且要做到1℃的分辨率輕而易舉,。同樣借助紅外和紫外線傳感器,，便可感知到這些不可見光，所以人類才制造出了具有廣泛用途的紅外夜視儀和X光診斷設(shè)備,，這些技術(shù)在軍事,、國防及醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域有著極其重要的作用。
在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域,，工廠的自動流水生產(chǎn)線,，全自動加工設(shè)備，許多智能化的檢測儀器設(shè)備,，都大量地采用了各種各樣的傳感器,，它們在合理化地進行生產(chǎn)，減輕人們的勞動強度，避免有害的作業(yè)發(fā)揮了巨大的作用,。在家用電器領(lǐng)域,，象全自動洗衣機、電飯褒和微波爐都離不開傳感器,。醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域,，電子脈博儀、體溫計,、醫(yī)用呼吸機,、超聲波診斷儀、斷層掃描（CT）及核磁共振診斷設(shè)備,，都大量地使用了各種各樣的傳感技術(shù),。這些對改善人們的生活水平，提高生活質(zhì)量和健康水平起到了重要的作用,。在軍事國防領(lǐng)域,，各種偵測設(shè)備，紅外夜視探測,，雷達跟蹤,、武器的制導(dǎo)，沒有傳感器是難以實現(xiàn)的,。在航空航天領(lǐng)域,，空中管制、導(dǎo)航,、飛機的飛行管理和自動駕駛,，儀表著陸盲降系統(tǒng)，都需要傳感器,。人造衛(wèi)星的遙感遙測都與傳感器緊密相關(guān),。沒有傳感器，要實現(xiàn)這樣的功能那是不可能的,。
此外,，在礦產(chǎn)資源、海洋開發(fā),、生命科學(xué),、生物工程等領(lǐng)域傳感器都有著廣泛的用途，傳感器技術(shù)已受到各國的高度重視,，并已發(fā)展成為一種專門的技術(shù)學(xué)科,。
傳感器是攝取信息的關(guān)鍵器件,，它與通信技術(shù)和計算機技術(shù)構(gòu)成了信息技術(shù)的三大支柱,，是現(xiàn)代信息系統(tǒng)和各種裝備*的信息采集手段，也是采用微電子技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的重要方法,，對提高經(jīng)濟效益,、科學(xué)研究與生產(chǎn)技術(shù)的水平有著舉足輕重的作用,。傳感器技術(shù)水平高低不但直接影響信息技術(shù)水平，而且還影響信息技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用,。目前,，傳感器技術(shù)已滲透到科學(xué)和國民經(jīng)濟的各個領(lǐng)域，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn),、科學(xué)研究及改善人民生活等方面,，起著越來越大的作用。許多科學(xué)和新興技術(shù)更是需要新型傳感器技術(shù)來裝備,，計算機的推廣應(yīng)用,，離不開傳感器，新型傳感器與計算機相結(jié)合,，不但使計算機的應(yīng)用進入了嶄新時代,，也為傳感器技術(shù)展現(xiàn)了一個更加廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域和發(fā)展前景。
傳感器產(chǎn)業(yè)市場分析
傳感器技術(shù)是現(xiàn)代科技的前沿技術(shù),，是現(xiàn)代信息技術(shù)的三大支柱之一,，其水平高低是衡量一個國家科技發(fā)展水平的重要標(biāo)志之一。傳感器產(chǎn)業(yè)也是國內(nèi)外*的具有發(fā)展前途的高技術(shù)產(chǎn)業(yè),，它以其技術(shù)含量高,、經(jīng)濟效益好、滲透能力強,、市場前景廣等特點為世人矚目,。
改革開放20多年來，我國的傳感器技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)取得了長足進步,，主要表現(xiàn)在：一是建立了“傳感技術(shù)國家重點實驗室”,、“微米/納米國家重點實驗室”、“國家傳感技術(shù)工程中心”等研究開發(fā)基地,；二是MEMS,、MOEMS等研究項目列入了國家高新技術(shù)發(fā)展重點；三是在“九五”國家重點科技攻關(guān)項目中,，傳感器技術(shù)研究取得了51個品種86個規(guī)格的新產(chǎn)品,；四是初步建立了敏感元件與傳感器產(chǎn)業(yè)，2000年總產(chǎn)量超過13億只,，品種規(guī)格已有近6000種,，并已在國民經(jīng)濟各部門和國防建設(shè)中得到一定應(yīng)用；五是全國已有1688家企事業(yè)單位從事傳感器的研制,、生產(chǎn)和應(yīng)用,，其中從事MEMS研制生產(chǎn)的已有50多家。目前全行業(yè)正在執(zhí)行“十五”計劃，MEMS等5項新型傳感器已列入研究開發(fā)的重點,。
2004年上半年,，產(chǎn)品產(chǎn)銷量繼續(xù)增長，預(yù)計到“十五”期末,，敏感元器件與傳感器年總產(chǎn)量可望達到20億只,，銷售總額將達約120億元，從而初步形成儀器儀表行業(yè)中的經(jīng)濟增長點,。
特點：兩依附,，兩密集，兩分散
傳感器技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)的特點是：基礎(chǔ),、應(yīng)用兩頭依附,；技術(shù)、投資兩個密集,；產(chǎn)品,、產(chǎn)業(yè)兩大分散。
基礎(chǔ),、應(yīng)用兩頭依附
基礎(chǔ)依附是指傳感器技術(shù)的發(fā)展依附于敏感機理,、敏感材料、工藝設(shè)備和計測技術(shù)這四塊基石,。敏感機理千差萬別,，敏感材料多種多樣，工藝設(shè)備各不相同,，計測技術(shù)大相徑庭,，沒有上述四塊基石的支持，傳感器技術(shù)難以為繼,。
應(yīng)用依附是指傳感器技術(shù)基本上屬于應(yīng)用技術(shù),，其開發(fā)多依賴于制成檢測裝置和自動控制系統(tǒng)加以應(yīng)用，才能真正體現(xiàn)出它的高附加效益并形成現(xiàn)實市場,。也即發(fā)展傳感器技術(shù)要以市場為導(dǎo)向,，實行需求牽引。
技術(shù),、投資兩個密集
技術(shù)密集是指傳感器在研制和制造過程中技術(shù)的多樣性,、邊緣性、綜合性和技藝性,。它是多種高技術(shù)的集合產(chǎn)物,。由于技術(shù)密集也自然要求人才密集。投資密集是指研究開發(fā)和生產(chǎn)某一種傳感器產(chǎn)品要求一定的投資強度,，尤其是在工程化研究以及建立規(guī)模經(jīng)濟生產(chǎn)線時,，更要求較大的投資,。
產(chǎn)品、產(chǎn)業(yè)兩大分散
產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的兩大分散是指傳感器產(chǎn)品門類品種繁多（共10大類,、42小類近6000個品種），其應(yīng)用滲透到各個產(chǎn)業(yè)部門,，它的發(fā)展既有各產(chǎn)業(yè)發(fā)展的推動力,，又強烈地依賴于各產(chǎn)業(yè)的支撐作用。只有按照市場需求,，不斷調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品結(jié)構(gòu),，才能實現(xiàn)傳感器產(chǎn)業(yè)的全面、協(xié)調(diào),、持續(xù)發(fā)展,。
面臨新挑戰(zhàn)和新機遇
傳感器產(chǎn)業(yè)面臨的挑戰(zhàn)來源于人類社會迫切要求改變信息攝取的落后現(xiàn)狀。傳感技術(shù)的落后已成為影響自動化業(yè)發(fā)展的瓶頸,。
我國眾多自動化方面的專家呼吁：目前復(fù)雜系統(tǒng)越來越復(fù)雜,，自動化已經(jīng)陷入低谷，其主要原因之一是傳感技術(shù)的落后,，一方面表現(xiàn)為傳感器在感知信息方面的落后,；另一方面也表現(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。
另外,，分析儀器產(chǎn)業(yè)迫切需要新型傳感器,。分析儀器是我國科技、經(jīng)濟和社會持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ),，無論在工業(yè)過程控制,、設(shè)施農(nóng)業(yè)、生物醫(yī)學(xué),、環(huán)境控制,、食品安全乃至航空航天、*等領(lǐng)域,，均迫切需要各類新型傳感器作為信息攝取源的小型化,、化、簡用化,、家庭化（甚至個人化）的新一代分析儀器,，實現(xiàn)更靈敏、更準(zhǔn)確,、更快速,、更可靠地實時檢測，以迅速改變我國分析儀器的落后狀況,。
而技術(shù)推動是加速傳感器技術(shù)發(fā)展的保證和機遇,。幾十年來,，以微電子技術(shù)為基礎(chǔ)，促進了傳感器技術(shù)的發(fā)展,。未來10～20年,，傳統(tǒng)硅技術(shù)將進入成熟期（預(yù)測為2014年～2017年）。屆時,，φ300mm硅晶片將大量用于生產(chǎn),，使得硅的低成本制造技術(shù)和硅的應(yīng)用技術(shù)將得到的發(fā)展，這無疑將為研制生產(chǎn)微型傳感器,、智能傳感器等新型傳感器提供技術(shù)保障,。從總體發(fā)展看，傳統(tǒng)硅技術(shù)將一直延續(xù)到2047年（即晶體管發(fā)明100周年）才趨于飽和（即達到芯片特征尺寸的極限）和衰退,。而當(dāng)前微電子技術(shù)仍將依循“等縮比原理”和“摩爾定律”兩條基礎(chǔ)規(guī)律走下去,，在盡力逼近傳統(tǒng)硅技術(shù)極限中，不斷擴展硅的跨學(xué)科橫向應(yīng)用（如MEMS等）和突破“非穩(wěn)態(tài)物理器件”（量子,、分子器件）,，而上述微電子技術(shù)發(fā)展中的兩大方向正是當(dāng)前乃至未來20年傳感器技術(shù)的主要發(fā)展方向。
同時,，多學(xué)科,、多種高新技術(shù)的交叉融合，推動了新一代傳感器的誕生與發(fā)展,。例如：當(dāng)前我國正在重點開發(fā)的MEMS（微電子與微機械的結(jié)合）,、MOMES（MEMS與微光學(xué)的結(jié)合）、智能傳感器（MEMS與CPU,、信息控制技術(shù)的結(jié)合）,、生物化學(xué)傳感器（MEMS與生物技術(shù)、電化學(xué)的結(jié)合）等以及今后將大力開發(fā)的網(wǎng)絡(luò)化傳感器（MEMS網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的結(jié)合）,、納米傳感器（納米技術(shù)與傳感技術(shù)的結(jié)合）均是多學(xué)科,、多種學(xué)科技術(shù)交叉融合的新一代傳感器。
呈現(xiàn)八大發(fā)展趨勢
一,、傳感器產(chǎn)業(yè)化發(fā)展模式：要加速形成從傳感器研究開發(fā)到大生產(chǎn)一條龍的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展模式,，走自主創(chuàng)新和合作相結(jié)合的跨越式發(fā)展道路，使我國成為世界傳感器的生產(chǎn)大國,。
二,、傳感器產(chǎn)品結(jié)構(gòu)向全面、協(xié)調(diào),、持續(xù)發(fā)展,。產(chǎn)品品種要向高技術(shù)、高附加值傾斜,，尤其要填補“空白”品種,。
三,、企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模（年生產(chǎn)能力）向規(guī)模經(jīng)濟或適宜規(guī)模經(jīng)濟發(fā)展。量大面廣的通用傳感器的生產(chǎn)規(guī)模將以年億只計,，一些中檔傳感器的生產(chǎn)規(guī)模將以年產(chǎn)1000萬只（含以上）計,；而一些傳感器和傳感器的生產(chǎn)規(guī)模將以年產(chǎn)幾十萬只～幾百萬只計。
四,、生產(chǎn)格局向?qū)I(yè)化發(fā)展,。專業(yè)化生產(chǎn)的內(nèi)涵為：1.生產(chǎn)傳感器門類少而精；2.專門生產(chǎn)某一應(yīng)用領(lǐng)域需要的某一類傳感器系列產(chǎn)品,，以獲得較高的*,；3.各傳感器企業(yè)的專業(yè)化合作生產(chǎn),。
五,、傳感器大生產(chǎn)技術(shù)向自動化發(fā)展。傳感器的門類,、品種繁多,，所用的敏感材料各異，決定了傳感器制造技術(shù)的多樣性和復(fù)雜性,。綜觀當(dāng)前傳感器工藝線的概況,，多數(shù)工藝已實現(xiàn)單機自動化，但距離生產(chǎn)過程全自動化尚存在諸多困難,，有待今后廣泛采用CAD,、CAM及先進的自動化裝備和工業(yè)機器人，予以突破,。
六,、企業(yè)的重點技術(shù)改造應(yīng)加強從依賴引進技術(shù)向引進技術(shù)的消化吸收與自主創(chuàng)新的方向轉(zhuǎn)移。
七,、企業(yè)經(jīng)營要加快從國內(nèi)市場為主向國內(nèi)與國外兩個市場相結(jié)合的化方向跨越發(fā)展,。
八、企業(yè)結(jié)構(gòu)將向“大,、中,、小并舉”、“集團化,、專業(yè)化生產(chǎn)共存”的格局發(fā)展,。
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