当下传感器研究和应用在美国呈现出哪三大趋势?
近期,在2020年第五届中国智能建筑节上,工信部电子元器件行业发展研究中心总工程师、中国传感器与物联网产业联盟副理事长郭源生,在发表相关演讲时,总结了国外传感器技术和国外传感器产业的最新现状,同时,特别强调了美国在传感器研究和应用方面的三大趋势。一起来了解一下。
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传感器基础共性技术方面,中美还有10到15年的差距
郭源生在演讲中说,目前,全球共有约31000种传感器。其中,我国约有22000种。在产业布局方面,美国统计报告显示,全球约有6500多家,其中中国约有1200家。
谈及传感器的基础共性技术,他说总共有15项。在这些基础技术产业方面,我国与美国还存在着10到15年的差距。在应用科学上,我们远远领先世界,但在基础产业上,存在着很大差距。比如集成电路,美国已经到3纳米了,而我们14纳米芯片还没法完全实现量产。
全球传感器技术发展呈现出怎样的趋势?
而在世界范围内,郭源生总结说,目前,全球传感器技术发展,主要呈现出以下三种趋势:
1.敏感机理与材料多样化。传感器的产业链从材料开始到最后封装、应用是一个很庞大的体系。最近有很多新的敏感材料发现,这也将带来传感器行业的颠覆性改变;
2.共性工艺技术创新——MEMS(Micro-Electro-Mechanical System,微机电系统)工艺技术。目前这个技术的主要掌控者还是美国和西方国家,如果能推行,就可完全实现产品的标准化、规模化和低成本的产业化发展;
3、无线网络化。在共性技术支持下,传感器正在向多技术融合、多功能集成,以及系统化、微型化、数字化、网络化、智能化节点方向发展。在某一场景下,把某一种或多种物理量聚合起来,继而将其数字化传回到系统中,经过反复思考学习,变成可用的数据。盲目的数据采集是没有用的,因为数据量很庞大。
美国传感器研究和应用的三大趋势
郭源生接着说,在以上全球范围内的传感器技术趋势引领下,眼下,美国的传感器研究和应用,又呈现出以下三大趋势:
1.MEMS工艺量产化。近20多年来,美国硅谷以MEMS工艺技术为基础,根据不同行业和功能的需求,展开了不同封装结构的各种传感器产品创新,解决了传感器作为“工业工艺品”的制造难题。过去,传感器制造要像捏泥人那样一个个雕琢,工艺很复杂,但现在可以做到完全量产了;
2.智能化和网络化,即实现无线化、节点化;
3.微能量获取技术。
传感器节点化以后供电问题怎么解决?目前,美国正在研究把光能、风能、电磁能辐射等这些微能量收集起来,给传感器长期供电。MEMS工艺能将传感器变成肉眼观察不到的电子灰尘,它可以像蒲公英一样漂浮,甚至滞留在空中,从而无限地获取能量、采集数据。
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