傳感器研發成果亟待產業化
http://www.debgrams.com 2013-04-03 12:03 來源：中國科學報
中國應該把握傳感器發展的重要機遇期，加速傳感器技術的產業化。
目前，我國從事傳感器技術研發的主要是高校、中科院和相關部委的研究機構，企業的技術實力較弱，很多是與國外合作，或是進行二次封裝。而在發達國家，傳感器的研發和產業化更多由企業來主導。
手機里的光線感應器、汽車里的里程表傳感器、醫療領域用于檢測患者各項生理指標的傳感器，以及航空航天領域用于監測飛行器運行狀態的傳感器……可以說，傳感器已廣泛應用于人們的生活、工業和國防等領域。
與此同時，我國在傳感器發展方面的問題也日益突出。記者從3月30日~31日召開的首屆全國傳感技術應用大會上了解到，目前我國雖然傳感器企業眾多，但大都面向中低端領域，在高端領域幾乎沒有市場份額。此外，科研院所在傳感器技術的研究方面已與國際接軌，但產業化瓶頸遲遲未能突破。
針對這些問題，此次會議上有專家建議，中國應該把握傳感器發展的重要機遇期，加速傳感器技術的產業化，并通過整體解決方案模式，讓傳感器企業得到良性的發展。
政策助力
傳感器與通信、計算機被稱為現代信息系統的三大支柱。因其技術含量高、滲透能力強，以及市場前景廣闊等特點，引起了世界各國的廣泛重視。
據北京理工大學首席教授李科杰介紹，目前已有多個發達國家把傳感器特別是軍用傳感器列為國家重點大力發展計劃。比如，美國提出了對國家長期安全和經濟繁榮至關重要的22項技術，其中第六項即為傳感器與信號處理技術。
目前，傳感器已經在諸多關鍵領域扮演著不可或缺的角色。
比如，美國已為自己的F-22戰機裝備了新型的多譜傳感器，實現了全被動式搜索與跟蹤，可在諸如有霧、煙或雨等各種惡劣天氣情況下使用，不僅可以全天候作戰，還提高了隱身能力。
英國航天飛機上使用的傳感器約有100多種，總數達到4000多個，用于監測航天器的信息，驗證設計的正確性，并可以在遇到問題時作出診斷。日本則在“雷達4號”衛星上安裝了傳感器，可全天候對地面目標進行拍攝。
“傳感器是高端裝備獲得信息的重要環節，影響和決定了裝備的功能。唯有計算機和傳感器協調發展，才能決定技術的未來。”李科杰說。
近年來，我國也不斷提高對傳感器產業的重視，并出臺了一系列政策推進其發展。2011年7月出臺的《中國電子元件“十二五”規劃》指出，“十二五”期間將投資5000億元，主要集中在新型電子元件的研發和產業化領域。而在今年2月由工信部等四部委聯合印發的《加快推進傳感器及智能化儀器儀表產業發展行動計劃》中，還制定了具體的產業發展目標，并給出了2013年~2025年的發展路線圖。
新的趨勢
新技術的層出不窮，也讓傳感器的發展呈現出新的特點。在此次會議上記者了解到，傳感器與MEMS（微機電系統）的結合，已成為當前傳感器領域關注的新趨勢。
據清華大學精密儀器與機械學系主任尤政介紹，目前美國相關機構已經開發出了名為“智能灰塵”的MEMS傳感器。這種傳感器的大小只有1.5立方毫米，重量只有5毫克，但是卻裝有激光通信、CPU、電池等組件，以及速度、加速度、溫度等多個傳感器。
“以往做這樣一個系統，尺寸會非常大，智能灰塵尺寸如此之小，卻可以自帶電源、通信，并可以進行信號處理，可見傳感器技術進步速度之快。”尤政說。
據尤政介紹，MEMS傳感器目前已在多個領域有所應用。比如，很多人使用的iPhone手機中就裝有陀螺儀、麥克風、電子快門等多個MEMS傳感器；耐克公司推出的一款“智能鞋墊”也內置了MEMS傳感器，可以記錄用戶運動的數據，并與手機連接將數據上傳。
此外，MEMS傳感器在醫療領域也發揮著重要的作用。比如患者在測量眼壓時可能因過于緊張，導致眼壓很難測準的情況出現。而利用MEMS傳感器技術，將眼壓計內嵌到隱形眼鏡中，這樣就可以更方便地對患者進行監測，測量出來的數據也更為準確。
除了與微機電系統結合，傳感器還與仿生信息學結合，并產生了諸多新的應用。據李科杰介紹，法國已研制出了模仿人類眼睛的視覺晶片，可以模仿人類眼睛的能力，分辨不同顏色，并觀測動作。
“奔騰處理器每秒能處理數百萬項指令，這種視覺晶片每秒能處理大約兩百億項指令。這種仿生視覺晶片將會引起感測與成像的革命，并在國防領域得到廣泛的應用。”李科杰說。
走整體解決方案之路
不過，與許多高新技術一樣，我國在傳感器方面也面臨著偏重技術研發、產業化薄弱的問題。
據尤政介紹，目前我國從事傳感器技術研發的主要是高校、中科院和相關部委的研究機構，企業的技術實力較弱，很多是與國外合作，或是進行二次封裝。而在發達國家，傳感器的研發和產業化更多由企業來主導。
那么，我國的傳感器產業該如何突破當前的發展瓶頸？
河南漢威電子股份有限公司董事長任紅軍是此次會議上來自企業界的代表，他以自己的切身體會，對我國傳感器產業的發展提出了建議。
根據國家規劃，未來將在傳感器領域建立超百億元的創新產業集群，以及產值超過10億元的行業龍頭和產值超過5000萬元的小而精的企業。
對于上述目標的實現，任紅軍認為，應該從兩方面入手，一是要走產業化的道路，二是要采取整體解決方案的模式。
在傳感器技術的產業化方面，任紅軍認為，除了需要成熟的市場和產品，以及充足的資本和人才，志在長遠的經營理念，也是傳感器產業化成功的基礎。
“傳感器研發和推廣的周期比較長，想短期見到效果往往比較難。比如漢威，從創業到上市，一共走過了10年的歷程。”任紅軍說。
而整體解決方案的模式，也是經漢威實踐后的一條行之有效的路徑。
任紅軍表示，傳感器雖然是關鍵器件，技術含量很高，但需要依存于其他的系統和具體的應用，本身很難形成很大的產值和規模。因此，他建議從核心元器件入手，向下游產業鏈進行延伸，并為客戶提供整體的解決方案。
“通過這種整體解決方案的模式，我們能夠得到第一手的用戶體驗信息，并根據這些信息對傳感器進行完善和改進。同時，由于末端應用的利潤比較高，企業可以把在末端應用賺來的錢，投入到前端的核心技術研發上，這樣研發也有了后續的力量。”任紅軍說。
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