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中國(guó)傳感器產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷程及特點(diǎn)

??2021-04-01 閱讀:439

信息來源于《中國(guó)傳感器(技術(shù)、產(chǎn)業(yè))發(fā)展藍(lán)皮書》


《中國(guó)傳感器(技術(shù)、產(chǎn)業(yè))發(fā)展藍(lán)皮書》是由中國(guó)儀器儀表行業(yè)協(xié)會(huì)傳感器分會(huì)、中國(guó)儀器儀表學(xué)會(huì)傳感器分會(huì)、中國(guó)儀器儀表學(xué)會(huì)儀表元件分會(huì)、傳感器國(guó)家工程研究中心四機(jī)構(gòu),于2020年9月19日,在第十六屆全國(guó)敏感元件與傳感器學(xué)術(shù)會(huì)議上聯(lián)合發(fā)布。

                                 


中國(guó)傳感器產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷程

 

“七五”期間   

在重視產(chǎn)品開發(fā)的同時(shí),重視“中試生產(chǎn)”

在“工業(yè)過程自動(dòng)控制”項(xiàng)目中,“敏感元件及傳感器開發(fā)”作為攻關(guān)課題進(jìn)行攻關(guān)。

開發(fā)擴(kuò)散硅2英寸硅片的芯片制備工藝、力敏器件封接工藝、硅杯加工工藝,以及薄膜濺射工藝,厚膜漿料配制及元件刻蝕、調(diào)阻等傳感器制造的新工藝。

開發(fā)了17種新型敏感材料,使敏感材料依靠國(guó)外的局面有了很大的改善。

擴(kuò)散硅力敏器件、壓力傳感器、液位傳感器、薄膜鉑電阻、厚膜鉑電阻、電渦流傳感器等新產(chǎn)品,進(jìn)行了小批量生產(chǎn),并在電站故障診斷系統(tǒng)等工程中應(yīng)用。在沈陽儀器儀表工藝研究所和大連儀表元件廠進(jìn)行硅壓力傳感器的中試生產(chǎn),產(chǎn)品的技術(shù)水平與當(dāng)時(shí)國(guó)外同類產(chǎn)品水平相當(dāng)。 


“八五”期間   


加強(qiáng)傳感技術(shù)研究,開展“批量生產(chǎn)研究”

“傳感器技術(shù)研究”列為國(guó)家科技攻關(guān)。以“3-5-3”的原則安排,即以工業(yè)控制、測(cè)試儀器和機(jī)電一體化服務(wù)對(duì)象,選擇力、磁、熱、濕、氣五大類傳感器為攻關(guān)重點(diǎn),形成沈陽儀表工藝所、上海冶金所、 哈爾濱49所三個(gè)傳感器研發(fā)中心。

取得新技術(shù)、新工藝37項(xiàng),開發(fā)了74個(gè)品種132規(guī)格的新產(chǎn)品,獲得國(guó)家專利15項(xiàng)。攻關(guān)期間銷售各類傳感器2360萬只,銷售收入13711萬元,創(chuàng)匯214萬美元。

首次開發(fā)了InSb磁敏薄膜和霍爾元件;小型廉價(jià)壓力傳感器、磁敏電流傳感器、厚膜壓力傳感器、高性能NTC熱敏電阻、可燃?xì)怏w傳感器、廉價(jià)濕度傳感器等產(chǎn)品開始批量生產(chǎn)。


“九五”期間   

“工程化研究”正式立項(xiàng)

  “傳感器技術(shù)研究”繼續(xù)列為國(guó)家重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目。攻關(guān)以提高技術(shù)水平、可靠性水平和產(chǎn)業(yè)化程度為目標(biāo),以市場(chǎng)需求為導(dǎo)向,進(jìn)行工程化、新產(chǎn)品開發(fā)、共性關(guān)鍵技術(shù)研究。
   獲得科技成果59項(xiàng),有6項(xiàng)成果進(jìn)行了技術(shù)轉(zhuǎn)讓,取得專利32 項(xiàng),其中發(fā)明專利7項(xiàng)。攻關(guān)期間累計(jì)銷售各類傳感器1260萬只,銷售收入25218萬元,創(chuàng)匯907萬美元。
   工業(yè)變送器用硅壓力傳感器、OEM通用壓力傳感器、厚膜壓力傳感器、石英諧振式稱重傳感器、InSb霍爾元件、厚膜鉑電阻,α-Fe203可燃?xì)怏w傳感器、廉價(jià)濕度傳感器進(jìn)行工程化研究,18個(gè)品種75個(gè)規(guī)格新型傳感器中試生產(chǎn),年生產(chǎn)能力2257萬只,石英諧振式稱重傳感器的批量生產(chǎn)在國(guó)內(nèi)外屬于首創(chuàng),開發(fā)了兩大系列7個(gè)品種的電子衡器,建立了深圳清華傳感設(shè)備公司。
  微機(jī)械加工MEMS工藝在壓力傳感器的生產(chǎn)中得到實(shí)際應(yīng)用。解決了擴(kuò)散硅芯片的穩(wěn)定性和免補(bǔ)償工藝,提高了可補(bǔ)性、穩(wěn)定性、一致性,成品率80%實(shí)現(xiàn)4英寸片批量生產(chǎn)工藝。
  InSb磁敏薄膜芯片的制備工藝由化合物蒸鍍過渡到InSb的單質(zhì)蒸鍍,成品率達(dá)到60%,在南京中旭微電子公司進(jìn)行生產(chǎn)。
 完成了51個(gè)品種、72個(gè)規(guī)格的新產(chǎn)品開發(fā)。微壓傳感器、高溫硅集成開關(guān)、快響應(yīng)電流傳感器、硅集成線性傳感器、電化學(xué)CO傳感器、低濃度NO2傳感器、長(zhǎng)壽命高分子濕度傳感器、低功耗氣體傳感器、小型固態(tài)PH傳感器等新產(chǎn)品進(jìn)行批量生產(chǎn)。在突破關(guān)鍵技術(shù)之后,建立了新疆傳感器公司和武漢湖北中邦電子有限公司,產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)超小型NTC熱敏電阻、過載保護(hù)用PTC熱敏電阻。

“十五”期間   

“產(chǎn)業(yè)化研究”成為攻關(guān)重要內(nèi)容

 “先進(jìn)制造基礎(chǔ)件開發(fā)研究和應(yīng)用”中,傳感器產(chǎn)業(yè)化技術(shù)研究是該項(xiàng)目的重要攻關(guān)內(nèi)容之一,列了三個(gè)專題,分別是:
——差壓、靜壓、溫度三參數(shù)一體化多功能傳感器產(chǎn)業(yè)化技術(shù),為國(guó)內(nèi)智能工業(yè)變送器配套。年生產(chǎn)能力達(dá)到2萬只;
——低功耗強(qiáng)磁體薄膜磁阻器件系列產(chǎn)品開發(fā),為工業(yè)計(jì)量?jī)x表配套。年生產(chǎn)能力達(dá)到50萬只;
——可靠性增長(zhǎng)技術(shù)研究,實(shí)現(xiàn)上述兩種傳感器的可靠性增長(zhǎng)。一體化多功能傳感器達(dá)到5萬小時(shí),低功耗強(qiáng)磁體薄膜磁阻器件達(dá)到六級(jí)。

“十一五”至今

“傳感器的規(guī)模化產(chǎn)業(yè)化問題”成為傳感器的熱點(diǎn),引起多方關(guān)注。

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中國(guó)傳感器產(chǎn)業(yè)特點(diǎn)


1


基礎(chǔ)面廣,依附性強(qiáng)


 傳感器、傳感技術(shù)的發(fā)展依附于敏感機(jī)理、敏感材料、制備工藝、工藝裝備、檢測(cè)技術(shù)、市場(chǎng)應(yīng)用六塊基石。敏感機(jī)理千差萬別,敏感材料多種多樣,工藝技術(shù)層出不窮,工藝裝備各有特點(diǎn),檢測(cè)技術(shù)變化多端,市場(chǎng)應(yīng)用復(fù)雜多變。沒有上述六塊基石支持,傳感器和傳感技術(shù)發(fā)展難以為繼。

 

2


技術(shù)密集,新技術(shù)日新月異


 傳感器是多學(xué)科、多技術(shù)的綜合,特別是智能傳感器,除涉及傳感技術(shù)外,還涉及IC技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、無線通信技術(shù)等,而這些技術(shù)都在不斷開展和完善中。納米技術(shù)、量子技術(shù)、柔性技術(shù)、新材料技術(shù)等均在不斷發(fā)展,開發(fā)出相應(yīng)的傳感器產(chǎn)品,使得設(shè)計(jì)技術(shù)、工藝技術(shù)和應(yīng)用技術(shù)跟進(jìn)拓展。

 

3


 

投資密集,投資強(qiáng)度高


 對(duì)傳感器芯片制造企業(yè)而言,傳感器除在產(chǎn)品研發(fā)過程中需投入大量資金外,在工藝裝備、測(cè)試設(shè)備、示范應(yīng)用、人才培養(yǎng)等方面的投資也很高,尤其是在工程化研究以及實(shí)現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)時(shí),要求的投資強(qiáng)度更高,而且要求投資是連續(xù)性投資,在短期內(nèi)又很難見到效益。

 對(duì)非傳感器芯片制造企業(yè),投資強(qiáng)度未必很高,對(duì)純傳感器應(yīng)用企業(yè),只要掌握某一應(yīng)用技術(shù)就可開公司,從事傳感器的應(yīng)用,而芯片或芯體從外面購(gòu)買。對(duì)傳感器的商貿(mào)公司,投資強(qiáng)度就更低了。所以國(guó)內(nèi)從事傳感器產(chǎn)業(yè)的企業(yè)眾多,生產(chǎn)制造型企業(yè)僅為7.8%。90%以上是小微企業(yè),其優(yōu)勢(shì)之一是能幫政府解決一些就業(yè)問題。


4


 

產(chǎn)業(yè)鏈長(zhǎng),產(chǎn)業(yè)化是難點(diǎn)

 傳感器產(chǎn)業(yè)鏈很長(zhǎng),從設(shè)計(jì)、制備、產(chǎn)業(yè)化到工程應(yīng)用,有上百個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈條需打通,其中有一個(gè)鏈條出問題,就將功虧一簣。而要實(shí)現(xiàn)傳感器產(chǎn)業(yè)化,必須解決一系列傳感器產(chǎn)業(yè)化難題:如產(chǎn)業(yè)化中關(guān)鍵技術(shù)的突破、產(chǎn)業(yè)化條件的提供、產(chǎn)業(yè)化人才的培養(yǎng)、產(chǎn)品的市場(chǎng)應(yīng)用規(guī)模,產(chǎn)業(yè)政策的制定和實(shí)施等一系列問題。


5


產(chǎn)品規(guī)格多,應(yīng)用分散


  傳感器產(chǎn)品門類和品種規(guī)格繁多,據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)有6種分類方法,形成25大類,百余種小類,20000余種規(guī)格的產(chǎn)品。多品種、少批量、高要求、廣應(yīng)用,不同的應(yīng)用場(chǎng)合對(duì)傳感器有不同的要求。
   從本質(zhì)上講,傳感器產(chǎn)業(yè)屬于服務(wù)型產(chǎn)業(yè)。投資密集,一次性投資強(qiáng)度大,且要連續(xù)投資,但傳感器的經(jīng)濟(jì)效益具有“四兩撥千金”作用,其本身的直接經(jīng)濟(jì)效益也許并不明顯,但其推動(dòng)的產(chǎn)業(yè)鏈及其產(chǎn)品,效益可觀、市場(chǎng)巨大、影響深遠(yuǎn)。其本身的經(jīng)濟(jì)主要由其應(yīng)用對(duì)象體現(xiàn),市場(chǎng)開發(fā)多依賴于各產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的支撐。

 



傳感器的難點(diǎn)在于產(chǎn)業(yè)化

重點(diǎn)也在于產(chǎn)業(yè)化



 

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