傳感器行業發展概況

 

傳chuan感gan器qi是shi一yi種zhong檢jian測ce裝zhuang置zhi，能neng感gan受shou到dao被bei測ce量liang的de信xin息xi，並bing能neng將jiang感gan受shou到dao的de信xin息xi按an一yi定ding規gui律lv變bian換huan成cheng為wei電dian信xin號hao或huo其qi他ta所suo需xu形xing式shi的de信xin息xi輸shu出chu，以yi滿man足zu信xin息xi的de傳chuan輸shu、處理
、存儲
、顯示、記錄和控製等要求。所以，傳感器不僅是人類感知外界的核心元件，也是萬物互相感知的核心元件。

 

2009-2015年全球傳感器市場規模及增速(單位:億美元)

資料來源：2016-2020年中國傳感器行業深度調研及投資前景預測報告

 

目前，從全球總體情況看
，美國、日本等少數經濟發達國家占據了傳感器市場70%以上份額
，發展中國家所占份額相對較少。其中，市場規模最大的3個國家分別是美國、日本和德國，分別占據了傳感器整體市場份額的29.0%

、19.5%、11.3%。未來，隨著中國、印度

、巴西等發展中國家經濟的持續增長，對傳感器的需求也將大幅增加；但發達國家在傳感器領域具有技術和品牌等優勢會得到明顯的改變。

 

2015年全球傳感器市場分布（單位：%）

資料來源：2016-2020年中國傳感器行業深度調研及投資前景預測報告

 

據統計，目前我國已有1700餘家企事業單位從事傳感器的研製、生(sheng)產(chan)和(he)應(ying)用(yong)
，產(chan)業(ye)門(men)類(lei)基(ji)本(ben)，這(zhe)種(zhong)優(you)勢(shi)在(zai)未(wei)來(lai)幾(ji)年(nian)內(nei)仍(reng)將(jiang)保(bao)持(chi)。因(yin)此(ci)，全(quan)球(qiu)傳(chuan)感(gan)器(qi)市(shi)場(chang)分(fen)布(bu)狀(zhuang)況(kuang)並(bing)不(bu)齊(qi)全(quan)，敏(min)感(gan)元(yuan)件(jian)和(he)傳(chuan)感(gan)器(qi)年(nian)總(zong)產(chan)量(liang)已(yi)超(chao)過(guo)20億隻，傳感器產品達到10大類42小類、6000多個品種。近幾年國內傳感器市場一直持續增長，2015年產值接近1000億元人民幣。

 

2009-2015年中國傳感器市場規模(單位:億元)

資料來源：2016-2020年中國傳感器行業深度調研及投資前景預測報告

 

我國傳感器產業已由仿製、引進逐步走向自主設計、創chuang新xin發fa展zhan階jie段duan。從cong企qi業ye發fa展zhan看kan，國guo內nei傳chuan感gan器qi及ji芯xin片pian廠chang商shang成cheng長chang很hen快kuai
，基ji本ben掌zhang握wo了le中zhong低di端duan傳chuan感gan器qi研yan發fa的de技ji術shu，並bing向xiang高gao端duan領ling域yu拓tuo展zhan，產chan生sheng了le包bao括kuo華hua工gong科ke技ji、大立科技、歌爾聲學
、瑞聲聲學等一批傳感器龍頭企業，特別是在聲波傳感器等領域有所突破，已開始在中高端傳感器上取得一定進展。

 

從地區分布看，我國傳感器的生產企業主要集中在長三角地區， 並逐漸形成以北京
、上海

、南京、深圳、沈陽和西安等中心城市為主的區域空間布局。其中，主要傳感器企業有接近50%比例分布在長三角地區
，其他依次為珠三角
、京津地區、中部地區及東北地區等。此外，伴隨著物聯網的興起
，傳感器產業在其他區域如陝西、四川和山東等地發展很快。

 

從研發重點看
，國內傳感器技術發展與創新的重點在材料、結構和性能改進 3 個方麵：敏感材料從液態向半固態、固態方向發展；結構向小型化
、集成化、模塊化、智能化方向發展
；性能向檢測量程寬
、檢測精度高

、抗幹擾能力強、性能穩定
、長壽命方向發展。

 

納米傳感器技術的機遇

 

2016年6月世界經濟論壇在天津夏季達沃斯年會上發布“2016年度十大新興技術”
，納米傳感器和納米級別物聯網被列在了第一位。本屆理事會在遴選榜單時非常看重的一個標準是：某項技術的發展是否以2016年為重要轉折點
，由此看來納米傳感器技術已經具備了投入市場的可操作性，也許馬上就會走進我們的生活。

 

納米傳感器是一種用於醫療保健、軍事等領域的納米生物和化學傳感器。與傳統的傳感器相比，納米傳感器尺寸減小、精jing度du提ti高gao，性xing能neng大da大da改gai善shan，更geng重zhong要yao的de是shi利li用yong納na米mi技ji術shu製zhi作zuo傳chuan感gan器qi，是shi站zhan在zai原yuan子zi尺chi度du上shang，從cong而er極ji大da地di豐feng富fu了le傳chuan感gan器qi的de理li論lun，推tui動dong了le傳chuan感gan器qi的de製zhi作zuo水shui平ping，拓tuo寬kuan了le傳chuan感gan器qi的de應ying用yong領ling域yu。

 

應用納米技術研究開發納米傳感器，有兩種情況：一是采用納米結構的材料（包括粉粒狀納米材料和薄膜狀的納米材料）製作傳感器；二是研究操作單個或多個納米原子有序排列成所需結構而製作傳感器。

 

 

第一種情況下，納米結構材料具有巨大的比表麵積和界麵

，對外部環境的變化十分敏感。溫度

、光、濕度和氣氛的變化均會引起表麵或界麵離子價態和電子輸出的迅速改變，而且響應快，靈敏度高。因此，利用納米固體的界麵效應、尺寸效應
、量子效應，可製成許多種類的傳感器。

 

另(ling)一(yi)種(zhong)情(qing)況(kuang)下(xia)

，科(ke)學(xue)家(jia)已(yi)經(jing)開(kai)始(shi)了(le)縮(suo)小(xiao)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)研(yan)究(jiu)
，希(xi)望(wang)能(neng)將(jiang)毫(hao)米(mi)或(huo)微(wei)米(mi)級(ji)別(bie)的(de)傳(chuan)感(gan)器(qi)縮(suo)小(xiao)到(dao)納(na)米(mi)級(ji)別(bie)
，這(zhe)樣(yang)就(jiu)可(ke)以(yi)使(shi)納(na)米(mi)傳(chuan)感(gan)器(qi)進(jin)入(ru)人(ren)體(ti)循(xun)環(huan)係(xi)統(tong)中(zhong)。這(zhe)項(xiang)關(guan)鍵(jian)研(yan)究(jiu)是(shi)傳(chuan)統(tong)物(wu)聯(lian)網(wang)向(xiang)納(na)米(mi)級(ji)物(wu)聯(lian)網(wang)邁(mai)進(jin)的(de)第(di)一(yi)步(bu)，一(yi)旦(dan)成(cheng)功(gong)，納(na)米(mi)級(ji)物(wu)聯(lian)網(wang)將(jiang)會(hui)對(dui)未(wei)來(lai)的(de)醫(yi)學(xue)和(he)醫(yi)藥(yao)製(zhi)造(zao)產(chan)生(sheng)巨(ju)大(da)影(ying)響(xiang)。

 

 

上海發展納米傳感器的思路

 

根據國家和上海市的“十三五”科技創新發展規劃
，一項重大任務是在“納米材料與傳感器”領域針對納米材料與結構能夠靈敏地傳感信息的特點，研究新型傳感技術，開發新型高性能納米傳感器及其係統
，使其具有高靈敏性、高選擇性、高穩定性，實現其低功耗、低成本、微型化和智能化的檢測和傳感器的創新與國產化。

 

上海當前應著重研究解決納米傳感材料的可控、宏hong量liang製zhi備bei，摻chan雜za和he化hua學xue修xiu飾shi功gong能neng化hua，基ji本ben物wu性xing探tan測ce和he調tiao控kong
，原yuan型xing器qi件jian構gou建jian等deng基ji礎chu問wen題ti。通tong過guo對dui納na米mi材cai料liao的de一yi係xi列lie重zhong要yao物wu性xing的de探tan測ce
，為wei新xin型xing超chao高gao性xing能neng納na米mi傳chuan感gan器qi的de設she計ji、組裝和應用提供重要的依據。

 

在(zai)器(qi)件(jian)製(zhi)備(bei)方(fang)麵(mian)，應(ying)掌(zhang)握(wo)高(gao)性(xing)能(neng)納(na)米(mi)傳(chuan)感(gan)器(qi)製(zhi)作(zuo)的(de)關(guan)鍵(jian)因(yin)素(su)
，探(tan)索(suo)新(xin)的(de)傳(chuan)感(gan)工(gong)藝(yi)技(ji)術(shu)和(he)微(wei)弱(ruo)傳(chuan)感(gan)信(xin)號(hao)提(ti)取(qu)與(yu)處(chu)理(li)技(ji)術(shu)。設(she)計(ji)及(ji)調(tiao)控(kong)納(na)米(mi)材(cai)料(liao)傳(chuan)感(gan)網(wang)絡(luo)微(wei)納(na)結(jie)構(gou)，充(chong)分(fen)發(fa)揮(hui)納(na)米(mi)材(cai)料(liao)特(te)性(xing)來(lai)進(jin)一(yi)步(bu)提(ti)高(gao)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)性(xing)能(neng)，有(you)效(xiao)提(ti)高(gao)其(qi)分(fen)辨(bian)率(lv)
、精度和穩定性，獲得微型化、智能化、低功耗等高性能納米傳感器。

 

在2020年前
，實現開發新型高性能納米傳感係統，集成化傳感器（如單傳感器陳列集成和多傳感器集成）和無線傳感網絡
，使其具有高靈敏性

、高選擇性和高穩定性，實現納米傳感器的創新與國產化。

 

作者簡介

 

張永旭，博士，主要從事納米材料和光電功能材料研究，2012年入選閔行區科技領軍人才
，發表多篇研究論文，獲6項發明專利授權，現任職於上海市納米科技與產業發展促進中心。

 

 

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