論傳感技術的發展、困境與突破

傳感器行業四大特點

　　目前傳感器行業有四大特點。

　　1)技術密集。我們哪一個傳感器行業都會有很多高水平的工程技術人員、碩士、博士，尤其是跨門類的人才眾多，包括材料、化學、物理、結構設計等人才，而只有將各個專業的人才結合起來，才能真正做好傳感器。

　　2)資金密集。這里的資金密集不是我們傳統意義上說的一定要投資幾個億，甚至十幾個億;也不像一些人說的，傳感器投資一二千萬也可以做。這里的資金密集是相對產業規模而言的，例如，做消費電子產品智能硬件或者做空氣凈化機，有1000萬元資產就可以出產品，甚至已經可以上市。而做傳感器時，需要考慮買設備、研發需要的資金和它產生的效果。

　　3)研發及生產周期長。與其它產業相比，資金需求強度更大，研發及生產周期長，從有一個技術原型到研發出樣品，樣品拿給客戶試用，客戶試用了以后再反饋，反饋以后再改進，用戶再試用，沒有三年、五年很難讓客戶認同你的產品。尤其是產品拿認證，半年很快，一年、兩年也很正常，傳感器從創業投資到最終出產品批量銷售，五年、八年很正常。

　　4)應用信息匱乏。從一個好的創意到用戶使用效果產業鏈太長，其中包括從一個器件做成產品，再到集成當中，用戶反映的效果、用戶的意見一層層反饋，最終到芯片廠家后，用戶原始的反饋信息衰減了很多。因而，芯片廠家不可能得到真實的應用信息。傳感器行業有一個特點是芯片廠商不知道自己的產品到用戶手中真正的用戶體驗如何，只知道自己產品的參數和性能，而這些又不能體現用戶具體使用情況，因而可以說是假的。另外，用戶也不知道傳感器研制出會是怎樣的使用效果。

煒盛氣體傳感器占據國內市場70%

　　煒盛是以氣體傳感器起家，隨后擴展到像一些壓力、流量等其他類型的傳感器，目前氣體傳感器仍然占據公司80%左右的銷售額。劉建鋼工程師稱，關于傳感器壽命，我們有連續工作十年的長期數據，觀測樣品至今仍正常工作。關于產品精度，我們擁有國內專業級氣體檢測實驗室。關于產品標準，我們參與了國標GB15322《可燃氣體探測器》、行標《電化學氣體傳感器》《載體催化元件》《熱式質量流量傳感器》等標準的起草修訂。

　　現在煒盛傳感器產品的應用領域比較多，其中氣體傳感器銷量占據國內市場70%左右。煒盛的氣體傳感器分紅外氣體傳感器、電化學氣體傳感器、平面半導體氣體傳感器、載體催化元件、半導體氣體傳感器、熱傳導氣體傳感器、固體電解質氣體傳感器、熱線型氣體傳感器、MEMS氣體傳感器等種類比較多，能測三百余種氣體，擁有80多項氣體傳感器及相關領域的專利與非專利核心技術。

紅外傳感器將在未來大有所為

　　市場發展火熱，國產傳感器缺高端產品

　　整個傳感器市場現在對傳感器產品的需求量非常大，以智能家居行業為例，今年是中國智能家居的元年，包括海爾、海信、美的等很多家電企業都介入到了智能家具領域。另外，房產方面也有介入，叫全屋智能系統。因此，整個產業需求量出現爆發式的增長。而國內很多傳感器廠家此時介入可以說是趕上了最好的發展時間。

　　就國內傳感器市場現狀來看，中國傳感器種類眾多，但是中高端產品仍然比較欠缺。麥樂克也著重加強了這一塊的研發與投入，以提供智能化的、高精度的傳感產品。

紅外傳感的優勢

　　紅外傳感有兩大優勢——非接觸和遠距離。紅外傳感器最早用于軍事、航天中，例如在衛星上的應用，由于紅外線傳輸距離遠，在大氣中紅外線可以傳輸到幾千公里以外。而紅外傳感器一直未能普及到民用領域，主要是因為成本較高。現在麥樂克正在努力把它的成本降低，從而實現在民用領域的推廣。

　　由于紅外傳感的非接觸性，使得它相對于其他傳感器具有更多優勢。例如二氧化碳由于不易與其它物質產生反應，因而無法用電化學類傳感器進行測量，只能用紅外傳感器測。

　　另外，標定對于紅外傳感很重要，因為只有確定氣體濃度，才能生產出精準的紅外傳感模塊。麥樂克與德國合作開發出一臺紅外氣體標定設備，該設備在國內是第一臺能夠自動標定出氣體濃度的設備。

麥樂克戰略及未來方向

　　麥樂克現在的傳感器產品主要為三個方面：紅外傳感、空氣質量和溫濕度傳感器。人工智能作為當下發展趨勢。麥樂克已經在布局人工智能與傳感技術的結合，第一步做的是“傳感模塊+通訊模塊”的二合一解決方案。預計今年年底將會推出有自學習的人工智能傳感模塊。

MEMS壓力傳感器封裝仍是短板

　　一個好的芯片只有擁有好的封裝才算擁有“不死之身”。就作用而言，封裝主要解決以下幾個問題：

　　1)腐蝕和導電性介質的兼容問題;

　　2)高溫介質;

　　3)振動，包括尖峰壓力/爆破壓力、大電壓沖擊、封裝應力等。

　　目前，針對MEMS傳感器主要有三種主流的封裝方案，即MEMS+硅凝膠、擴散硅-不銹鋼充油和倒裝焊。

　　MEMS芯片設計都需要考慮封裝，甚至針對封裝進行特殊優化。圖1給出了幾個較好的針對封裝進行特殊優化設計的MEMS芯片方案。其中，上面采用了玻璃倉加硅模的方案，特點是電阻處于真空中，抗環境干擾能力強，穩定性好;下面是三家主流廠商TSV和TGV倒裝焊結構，特點是沒有Wire bond、抗振動沖擊，同時，有些技術方案中應用了SiO2介質隔離，從而能夠適應高溫環境。

空調暖風制冷領域

　　盾安環境作為空調配件及智能配件領域龍頭企業，其部分閥件產品在世界市場占有率高達50%~60%。空調暖風制冷領域(Heating Ventilation Air Conditioning，HVAC)是盾安的主要發展領域之一，包括家用領域和商用領域。目前，由于商用領域對傳感器的要求較高，例如中央空調。作為公共安全設施，因其高標準，該領域的大部分市場被美國和日本公司長期占據，如今，盾安傳感科技在這一領域填補了國內的空白。

　　參考文獻：

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　　[3]王瑩,王金旺.智能感知的市場與發展[J].2016(10):13-19.

　　[4]王瑩.壓力傳感器及信號調理芯片的技術市場及工程實踐[J].2016(11):7-16.

　　[5]王金旺.磁傳感器的技術市場及應用[J].2016(11):17-18.

　　本文來源于《電子產品世界》2017年第10期第18頁，歡迎您寫論文時引用，并注明出處。