论传感技术的发展、困境与突破

传感器行业四大特点

　　目前传感器行业有四大特点。

　　1)技术密集。我们哪一个传感器行业都会有很多高水平的工程技术人员、硕士、博士，尤其是跨门类的人才众多，包括材料、化学、物理、结构设计等人才，而只有将各个专业的人才结合起来，才能真正做好传感器。

　　2)资金密集。这里的资金密集不是我们传统意义上说的一定要投资几个亿，甚至十几个亿;也不像一些人说的，传感器投资一二千万也可以做。这里的资金密集是相对产业规模而言的，例如，做消费电子产品智能硬件或者做空气净化机，有1000万元资产就可以出产品，甚至已经可以上市。而做传感器时，需要考虑买设备、研发需要的资金和它产生的效果。

　　3)研发及生产周期长。与其它产业相比，资金需求强度更大，研发及生产周期长，从有一个技术原型到研发出样品，样品拿给客户试用，客户试用了以后再反馈，反馈以后再改进，用户再试用，没有三年、五年很难让客户认同你的产品。尤其是产品拿认证，半年很快，一年、两年也很正常，传感器从创业投资到最终出产品批量销售，五年、八年很正常。

　　4)应用信息匮乏。从一个好的创意到用户使用效果产业链太长，其中包括从一个器件做成产品，再到集成当中，用户反映的效果、用户的意见一层层反馈，最终到芯片厂家后，用户原始的反馈信息衰减了很多。因而，芯片厂家不可能得到真实的应用信息。传感器行业有一个特点是芯片厂商不知道自己的产品到用户手中真正的用户体验如何，只知道自己产品的参数和性能，而这些又不能体现用户具体使用情况，因而可以说是假的。另外，用户也不知道传感器研制出会是怎样的使用效果。

炜盛气体传感器占据国内市场70%

　　炜盛是以气体传感器起家，随后扩展到像一些压力、流量等其他类型的传感器，目前气体传感器仍然占据公司80%左右的销售额。刘建钢工程师称，关于传感器寿命，我们有连续工作十年的长期数据，观测样品至今仍正常工作。关于产品精度，我们拥有国内专业级气体检测实验室。关于产品标准，我们参与了国标GB15322《可燃气体探测器》、行标《电化学气体传感器》《载体催化元件》《热式质量流量传感器》等标准的起草修订。

　　现在炜盛传感器产品的应用领域比较多，其中气体传感器销量占据国内市场70%左右。炜盛的气体传感器分红外气体传感器、电化学气体传感器、平面半导体气体传感器、载体催化元件、半导体气体传感器、热传导气体传感器、固体电解质气体传感器、热线型气体传感器、MEMS气体传感器等种类比较多，能测三百余种气体，拥有80多项气体传感器及相关领域的专利与非专利核心技术。

红外传感器将在未来大有所为

　　市场发展火热，国产传感器缺高端产品

　　整个传感器市场现在对传感器产品的需求量非常大，以智能家居行业为例，今年是中国智能家居的元年，包括海尔、海信、美的等很多家电企业都介入到了智能家具领域。另外，房产方面也有介入，叫全屋智能系统。因此，整个产业需求量出现爆发式的增长。而国内很多传感器厂家此时介入可以说是赶上了最好的发展时间。

　　就国内传感器市场现状来看，中国传感器种类众多，但是中高端产品仍然比较欠缺。麦乐克也着重加强了这一块的研发与投入，以提供智能化的、高精度的传感产品。

红外传感的优势

　　红外传感有两大优势——非接触和远距离。红外传感器最早用于军事、航天中，例如在卫星上的应用，由于红外线传输距离远，在大气中红外线可以传输到几千公里以外。而红外传感器一直未能普及到民用领域，主要是因为成本较高。现在麦乐克正在努力把它的成本降低，从而实现在民用领域的推广。

　　由于红外传感的非接触性，使得它相对于其他传感器具有更多优势。例如二氧化碳由于不易与其它物质产生反应，因而无法用电化学类传感器进行测量，只能用红外传感器测。

　　另外，标定对于红外传感很重要，因为只有确定气体浓度，才能生产出精准的红外传感模块。麦乐克与德国合作开发出一台红外气体标定设备，该设备在国内是第一台能够自动标定出气体浓度的设备。

麦乐克战略及未来方向

　　麦乐克现在的传感器产品主要为三个方面：红外传感、空气质量和温湿度传感器。人工智能作为当下发展趋势。麦乐克已经在布局人工智能与传感技术的结合，第一步做的是“传感模块+通讯模块”的二合一解决方案。预计今年年底将会推出有自学习的人工智能传感模块。

MEMS压力传感器封装仍是短板

　　一个好的芯片只有拥有好的封装才算拥有“不死之身”。就作用而言，封装主要解决以下几个问题：

　　1)腐蚀和导电性介质的兼容问题;

　　2)高温介质;

　　3)振动，包括尖峰压力/爆破压力、大电压冲击、封装应力等。

　　目前，针对MEMS传感器主要有三种主流的封装方案，即MEMS+硅凝胶、扩散硅-不锈钢充油和倒装焊。

　　MEMS芯片设计都需要考虑封装，甚至针对封装进行特殊优化。图1给出了几个较好的针对封装进行特殊优化设计的MEMS芯片方案。其中，上面采用了玻璃仓加硅模的方案，特点是电阻处于真空中，抗环境干扰能力强，稳定性好;下面是三家主流厂商TSV和TGV倒装焊结构，特点是没有Wire bond、抗振动冲击，同时，有些技术方案中应用了SiO2介质隔离，从而能够适应高温环境。

空调暖风制冷领域

　　盾安环境作为空调配件及智能配件领域龙头企业，其部分阀件产品在世界市场占有率高达50%~60%。空调暖风制冷领域(Heating Ventilation Air Conditioning，HVAC)是盾安的主要发展领域之一，包括家用领域和商用领域。目前，由于商用领域对传感器的要求较高，例如中央空调。作为公共安全设施，因其高标准，该领域的大部分市场被美国和日本公司长期占据，如今，盾安传感科技在这一领域填补了国内的空白。

　　参考文献：

　　[1]王曦.物联网时代的传感器和材料创新[J].电子产品世界,2016(1):27-29.

　　[2]Mark de Clercq.传感器、集成和电源管理的进步推动可穿戴技术的发展[J].2016(5):21-23.

　　[3]王莹,王金旺.智能感知的市场与发展[J].2016(10):13-19.

　　[4]王莹.压力传感器及信号调理芯片的技术市场及工程实践[J].2016(11):7-16.

　　[5]王金旺.磁传感器的技术市场及应用[J].2016(11):17-18.

　　本文来源于《电子产品世界》2017年第10期第18页，欢迎您写论文时引用，并注明出处。