物聯網時代傳感器未來的發展方向

　　“物聯天下，傳感先行”。近年來隨著物聯網、智能手機、汽車電子、醫療電子等產業的快速發展，對陀螺儀、加速度傳感器、MEMS麥克風等傳感器件的需求不斷增加，傳感器產業進入快速發展階段。傳感器市場的需求方向是什么?未來的技術走向如何?中國傳感器產業的優劣勢何在?應如何健康發展?日前，在由中國電子元件行業協會敏感元器件與傳感器分會、德國傳感器協會AMA等單位聯合主辦的2013杭州(國際)物聯網傳感技術高峰論壇上，各方專家就上述問題進行了深入探討。

　　智能識別、廣泛互聯物聯網成主要應用

　　物聯網、智慧城市將是傳感器最主要的應用市場之一，其應用將滲透于未來生活的各個層面。

　　2013年初，國務院發布了《關于推進物聯網有序健康發展的指導意見》，明確提出推進物聯網與新一代移動通信、云計算、下一代互聯網、衛星通信等技術的融合發展，使之成為產業轉型升級和技術創新的突破口。無論物聯網還是智慧城市健康發展，均需要具備4大特征：全面透徹的感知、寬帶泛在的互聯、智能融合的應用以及以人為本的可持續創新。其中感知需求被列為首位，因為只有通過傳感技術，實現了對城市等相關各個層面的監測，才有可能實現后面的智能識別、廣泛互聯、全面調用、智能處理等。

　　對此，工業和信息化部電子元器件行業發展研究中心總工程師郭源生指出，物聯網、智慧城市將是傳感器最主要的應用市場之一，其應用將滲透于未來生活的各個層面，如對森林礦山電力設施的火災監控;對人、物體圖像的抽出、追蹤監控;在智能樓宇中對視頻、光纖、氣體、溫濕度的監控;在出入境管理系統中的生物識別與智能監控;其他還有諸如智慧醫療與健康服務類傳感器、智能家居中的各種傳感器、智能交通系統中以RFID為主兼用各種物理量的傳感器、能源使用量的檢測與控制類傳感器、環境類傳感器等。

　　標準工藝與先進封裝推動傳感技術提升

　　傳感器技術呈現出去單一功能化特征，朝著智能化、集成化的方向發展。

　　隨著物聯網、智慧城市等應用市場的快速發展，對傳感器產品在低功耗、可靠性、穩定性、低成本、小型化、微型化、復合型、標準化等技術和經濟指標方面提出了更高的要求。結合上述需求，傳感器企業也在積極展開技術研發，以滿足市場需求。

　　“MEMS的優勢在于批量化的制造技術，成本低、便于集成、功耗低;但與此同時，MEMS傳感器也存在體積過小目前只能采用準三維技術加工，加工精度相對較低的問題。因此，進一步發展傳感技術，滿足市場需求時，應當注意采取措施揚長避短。比如針對傳感器難以實現通用的標準工藝問題，已有企業在著手開發特定領域的工藝標準，如MUMPs等;針對傳感器環境界面千差萬別，器件含可動結構、封裝難度大、成本高的問題，已有企業在開發圓片級封裝技術。通過圓片級封裝可有效降低后續封裝與組裝的難度，目前圓片級封裝已獲得廣泛應用，很多Foundry均已推出WLP服務。此外，由于MEMS器件的密度低、工作頻率較低、可容忍一定的串聯電阻，對TSV的要求反而低于IC，因此目前TSV技術也已獲得一定應用。”中國科學院上海微系統與信息技術研究所研究員、博士生導師楊恒介紹。

　　總結MEMS傳感器的技術趨勢，楊恒指出，相比于傳統技術，傳感器技術呈現出去單一功能化特征，朝著智能化、集成化方向發展。此外，數字化、網絡化、低成本、標準化也成為傳感器產品發展的總體趨勢。

　　政府企業攜手解決傳感產業小散難題

　　特別應加強傳感器的可靠性設計，解決國內產品可靠性不高的難題。

　　鑒于傳感器的廣泛市場應用，已經成為極為重要的電子器件，加大力度推進發展勢在必行。此前，工業和信息化部便聯合科學技術部、財政部和國家標準化管理委員會發布了《加快推進傳感器及智能化儀器儀表產業發展行動計劃》，提出2013～2025年總體發展目標：傳感器整體水平跨入世界先進行列，產業形態實現由“生產型制造”向“服務型制造”的轉變，涉及國防及重點產業安全、重大工程所需的傳感器及智能化儀器儀表實現自主制造和自主可控，高端產品和服務市場占有率提高到50%以上。

　　不過，中國儀器儀表行業協會傳感器分會名譽理事長徐開先表示，目前國產傳感器仍存在穩定性、可靠性和一致性差，關鍵共性基礎技術研究長期缺失;產業化問題未能得到很好解決，難以實現批量生產;經營模式、市場機制不活，市場推廣應用難度大，難以發揮資源、人才優勢等問題。

　　而要解決上述問題，徐開先指出，一方面需要從國家政府層面協調處理：統籌我國傳感器產業布局;注重與國家重大專項與重點工程銜接;加強政府各部門之間的溝通協商;推動“官產學研用”協同創新;發揮企業主體地位作用;助推行業結構調整，形成龍頭企業及“小而精、精而專、專而強”產業發展模式;加強標準、檢測、裝備平臺建設，鼓勵采用國產傳感器。

　　另一方面對傳感器設計制造部門來說，應從產品、應用市場、營銷模式、基礎設施、專業人才協調等諸多方面綜合考慮，特別應加強傳感器的可靠性設計，解決國內產品可靠性不高的難題。首先應確定可靠性指標，可與產品功能、性能指標一起確定。其次是建立可靠性模型、可靠性分配、可靠性分析、可靠性預測、可靠性設計評審，進行試制產品可靠性試驗，逐步設計改進。