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徐开先:中国传感器现阶段的成绩和问题

来源:中国工业电器网2012.07.06阅读 1443

  目前,我国建立了较完整的敏感元件传感器产业,产业规模稳步增长。国内企业在生物传感器、化学传感器、红外传感器、图像传感器、工业传感器等领域 的专利实力有较强的竞争优势。近几年国内传感器市场一直持续增长,速度超过10%,2010年我国传感器销售额达到905亿元。为进一步探究我国传感器行 业的现状与发展控制工程网版权所有,本刊记者特别邀约传感器领域的权威专家徐开先先生,畅谈中国传感器行业的今昔与未来。
  您认为中国传感器行业的总体现状如何? 
  徐开先先生现任中国仪器仪表行业协会传感器分会名誉理事长,曾主持和参加国家重大项目“传感器国家工程研究中心”的筹建,并完成该项目的组建工作,获机械工业部科技进步一等奖。
  徐开先先生(以下简称“徐”):简单地概括我国传感器行业,其总体现状是:成绩很大CONTROL ENGINEERING China版权所有,问题不少,前景光明。
  2009 年中国传感器应用四大领域分别为工业及汽车电子产品、通信电子产品、消费电子产品专用设备。其中CONTROL ENGINEERING China版权所有,工业和汽车电子产品占市场份额的42.5%;压力传感 器、温度传感器、流量传感器、水平传感器已表现出成熟市场的特征,流量传感器、压力传感器、温度传感器的市场规模最大,分别占到整个传感器市场的21%、 19%和14%。
  我国传感器产业链发展态势良好,但外资企业优势明显。目前我国大陆共有455家从事敏感元件及传感器生产厂家,而整个产业链上下 游所涉及的企业更是多达1400多家,传感器年产量突破24亿只,呈现出良好的发展态势。目前能批量生产的产品涉及光敏、电压敏、热敏、力敏、气敏、磁敏 和湿敏7大类控制工程网版权所有,约3000多个品种。主要传感器企业中,外资企业比重达到67%,国有企业和民族企业所占比重仅为33%。其中CONTROL ENGINEERING China版权所有,在外资企业中,以日本、美 国、韩国和德国企业为多,比例分别为27%、20%、15%和13%。
  可否介绍一下我国传感器生产企业的地理分布情况? 
  徐:我国传感器的生产企业主要集中在长三角地区,并逐渐形成以北京、上海、南京、深圳、沈阳和西安等中心城市为主的区域空间布局。2009年我国主要传感器企业有接近一半的比例分布在长三角地区,其他依次为珠三角、京津地区、中部地区及东北地区等。
  长 三角区域:以上海、无锡、南京为中心,逐渐形成包括热敏、磁敏、图像、称重、光电、温度、气敏等较为完备的传感器生产体系及产业配套。由中科院和高等院校 为核心,从事新型传感器的研发和生产。如中科院上海微系统所,在无线传感网络关键技术攻关及应用研究基础上,提出了无线传感网络三层体系结构。上海、南京 等地的压力传感器,无锡美新半导体公司生产的MEMS加速度传感器等都有优良性能指标和市场前景。
  珠三角区域:以深圳中心城市为主,由附近中小城市的外资企业组成以热敏、磁敏、超声波、称重为主的传感器产业体系。深圳清华研究院利用石英谐振原理的称重传感器,己产业化规模生产,产品主要出口国外。该院生产的红外非接触测温仪在非典时期发挥过重要作用。
  东北地区:以沈阳、长春、哈尔滨为主,主要生产MEMS力敏传感器、气敏传感器、湿敏传感器。如沈阳仪表院传感器国家工程研究中心生产的MEMS硅压阻、硅电容传感器、SOI高温传感器等,哈尔滨49所生产的气体传感器等。
  京津区域:主要以高校为主,从事新型传感器的研发,在某些领域填补国内空白。北京已建立微米/纳米国家重点实验室。清华、北大、北航等高校均有相关的传感专 业和实验室进行新器件的探讨,北京中科院电子学研究所在传感器芯片系统研究有很大进步。704所在航天传感器方面做出重要贡献。京津地区的传感器企业的产 品结构主要集中在高技术、绿色环保传感器及元器件,代表企业有莱姆电子及图尔克科技,此外,比业电子在微波传感器领域填补了国内该产业空白。
  中部 地区:以郑州、武汉、太原为主,产学研紧密结合的模式,在PTC/NTC热敏电阻、感应式数字液位传感器和气体传感器等产业方面发展态势良好。如郑州炜盛 电子科技有限公司生产的气体传感器己实现产业化批量生产,在仪器仪表、工业领域、煤矿安全、石化、冶金、汽车电子等方面有广泛应用。其它包括华工科技产业 股份有限公司高理电子分公司、太原理工天成科技股份有限公司、河南汉威电子股份有限公司等。
  此外,传感器产业伴随着物联网的兴起,在其他区域如陕 西、四川和山东等地发展很快。西安优势微电子公司生产的唐芯一号,推出了国内首颗物联网核心芯片。电量隔离传感器、智能电量变送器、车用氧传感器、火灾探 测器、声光报警、水流指示器等产品领域方面迅速发展,代表企业有绵阳市维博电子有限责任公司、康达(成都)电子有限公司和西安盛赛尔电子有限公司等。
  如何看待我国传感器产业中存在的问题? 
  徐:整体上看CONTROL ENGINEERING China版权所有,我国传感器产业和技术发展仍存在着突出的问题。
  一是核心技术和基础能力缺乏,创新能力弱。传感器在高精度、高敏感度分析、成分分析和特殊应用的高端方面差距巨大,中高档传感器产品几乎100%从国外进口,90%芯片依赖国外,国内缺乏对新原理、新器件和新材料传感器的研发和产业化能力。
  二 是共性关键技术尚未真正突破。设计技术、可靠性技术、封装技术、装备技术等方面都存在较大差距。国内尚无一套有自主知识产权的传感器设计软件,国产传感器 可靠性比国外同类产品低1~2个数量级,传感器封装尚未形成系列、标准和统一接口。传感器工艺装备研发与生产被国外垄断。传感器工艺制备中的某些关键技 术,如深刻蚀技术(LIGA技术)、高温欧姆接触技术、使用温度大于300℃、高可靠的MEMS封装技术、快速测试技术、高仿真模拟技术等,尚未取得突破 性进展和批量生产的验证。
  三是产业结构不合理,品种、规格、系列不全,技术指标不高。国内传感器产品往往形不成系列,产品在测量精度、温度特性、响应时间、稳定性、可靠性等指标与国外也有相当大的差距。
  四是企业能力弱,从目前市场份额和市场竞争力指数来看,外资企业仍占据较大的优势。我国传感器企业95%以上属小型企业,规模小、人才短缺、研发能力弱、规模效益差,综合实力较强的骨干企业较少,与国外企业无法抗衡。
  徐开先先生简介:现任中国仪器仪表行业协会传感器分会名誉理事长,曾主持和参加国家重大项目“传感器国家工程研究中心”的筹建,并完成该项目的组建工作,获机械工业部科技进步一等奖。
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