探尋國產高端傳感器的進階之路
http://www.moduwu.com 2019-12-03 15:47 來源：新華網 杜康
邁入“萬物互聯”時代，首先要解決“感知”問題。傳感器作為信息時代的“眼耳口鼻”，對外界信息進行收集。然而，一方面是我國傳感器市場快速增長，一方面卻是國產高端傳感器亟待突破。從工藝提升到工程迭代，國產高端傳感器的進階之路何尋？
你的手機上有多少個傳感器？僅拿拍照功能來說，圖像傳感器能夠處理弱光，進行自動對焦、高速對焦等；運動傳感器則防抖動。此外，加速度傳感器可以用來計步，以及手勢識別；環境光感測器幫助自動調節屏幕明暗。一款手機上面已經集成了幾十塊傳感器。
相較最初，如今的傳感器體積更小、功耗低、成本也不斷下降。這與MEMS技術緊密相關，MEMS也即微小的電學機械系統。以硅片等半導體為技術載體，MEMS傳感器將采集來的精敏信號，通過電路放大。上海微技術工業研究院總經理丁輝文介紹，從最“基本”物理傳感，如對振動和壓力的感知，到光，再到紅外、聲音，多傳感器融合以及人工智能技術的融入將是未來的方向。
近幾年我國傳感器市場規模一直保持較快增長。根據前瞻產業研究院6月份發布的《中國傳感器制造行業發展前景與投資預測分析報告》，2018年行業市場規模達到1472億元，同比增長13.2%，近5年均保持兩位數的增長率。
雖然我國傳感器市場保持較快增長，但一直面臨著“高端傳感器有待突破”的問題。“我國傳感器產業已經形成從研發、設計、生產到應用的完整產業體系,但總體與國際先進水平尚有差距，高端智能傳感器近80%依賴進口，尤其是芯片。”丁輝文說。
不過值得一提的是，記者調查發現，在越來越多的細分領域，出現了高端國產傳感器的身影。
以高精度噴墨打印頭為例，傲睿科技董事長關一民介紹，除了墨水打印，傲睿在生物打印方面也有進展。將細胞溶液置于類似墨盒的裝置中，傳感器對流速、溫度等精準控制，噴頭逐個將細胞按照一定結構在培養皿上進行排列，生成類組織。這些類組織可以在藥物研發中發揮作用，代替小白鼠“試藥”，觀察藥物的毒性反應。
矽睿科技在運動傳感器方面有所突破。“我們用10個參數對運動的速度、加速度、轉動、高度進行描述。相關的加速度計、磁傳感器、陀螺傳感器、慣性傳感器（IMU）芯片累計銷售已經達到1億顆。”矽睿科技首席執行官孫臻介紹。
關于國產高端傳感器的發展機會，關一民介紹，目前一些省市建設的“中試線”，幫助很多創新的小傳感器廠商實現從圖紙到樣品的落地。
高端傳感器需要設計和生產工藝的緊密配合，并在應用、設計、生產過程中不斷循環優化產品。但由于小傳感器廠商產量低、資金有限，很多大型代工廠不愿意為小公司進行工藝優化調整，“性價比不高。即使調試成功，小公司需要代工生產的芯片數量有限，收入金額低，同時工藝調試過程中耗費的人力物力，并不低于大公司的‘大單子’。”丁輝文說。
所謂中試線，也即產品進行中間性試驗的產線，對于一些創新的小傳感器廠商來說，可以部分代替過去代工廠，有機會不斷進行工藝優化。
上海微技術工業研究院擁有一條8英寸研發中試線。“目前線上有90多個項目在研發、中試和量產導入，大部分都是創業階段小公司的項目。”丁輝文介紹。
此外，丁輝文認為，國產高端傳感器的發展，還有賴于結合實際應用，不斷進行工程上的迭代。
“在我們看來，傳感器屬于‘超越摩爾領域’，不再完全追求工藝線寬的持續縮微，也與材料、工藝密切相關。在很多細分領域，我們的設備和工藝線寬與國外基本在同一代，細節工藝積累差距較大。然而國內廣闊的物聯網市場，使得我們距離應用場景更近，有利于技術的迭代更新。”丁輝文說。
孫臻介紹，隨著供應鏈安全受到重視，一些下游廠商，如手機品牌開始向國內尋求產品替代，有助于國內高端傳感器市場的發展。此外，定制化傳感器正在成為趨勢，選擇國內傳感器也更靈活。
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