基本传感器实验报告探寻国产高端传感器的进阶之路

发布时间：2024-11-23 21:11:01

探寻国产高端传感器的进阶之路

新华社上海12月2日电 题：探寻国产高端传感器的进阶之路

新华社记者杜康

迈入“万物互联”时代，首先要解决“感知”问题。传感器作为信息时代的“眼耳口鼻”，对外界信息进行收集。然而，一方面是我国传感器市场快速增长，一方面却是国产高端传感器亟待突破。从工艺提升到工程迭代，国产高端传感器的进阶之路何寻？

你的手机上有多少个传感器？仅拿拍照功能来说，图像传感器能够处理弱光，进行自动对焦、高速对焦等；运动传感器则防抖动。此外，加速度传感器可以用来计步，以及手势识别；环境光感测器帮助自动调节屏幕明暗。一款手机上面已经集成了几十块传感器。

相较最初，如今的传感器体积更小、功耗低、成本也不断下降。这与MEMS技术紧密相关，MEMS也即微小的电学机械系统。以硅片等半导体为技术载体，MEMS传感器将采集来的精敏信号，通过电路放大。上海微技术工业研究院总经理丁辉文介绍，从最“基本”物理传感，如对振动和压力的感知，到光，再到红外、声音，多传感器融合以及人工智能技术的融入将是未来的方向。

近几年我国传感器市场规模一直保持较快增长。根据前瞻产业研究院6月份发布的《中国传感器制造行业发展前景与投资预测分析报告》，2018年行业市场规模达到1472亿元，同比增长13.2%，近5年均保持两位数的增长率。

虽然我国传感器市场保持较快增长，但一直面临着“高端传感器有待突破”的问题。“我国传感器产业已经形成从研发、设计、生产到应用的完整产业体系,但总体与国际先进水平尚有差距，高端智能传感器近80%依赖进口，尤其是芯片。”丁辉文说。

不过值得一提的是，记者调查发现，在越来越多的细分领域，出现了高端国产传感器的身影。

以高精度喷墨打印头为例，傲睿科技董事长关一民介绍，除了墨水打印，傲睿在生物打印方面也有进展。将细胞溶液置于类似墨盒的装置中，传感器对流速、温度等精准控制，喷头逐个将细胞按照一定结构在培养皿上进行排列，生成类组织。这些类组织可以在药物研发中发挥作用，代替小白鼠“试药”，观察药物的毒性反应。

矽睿科技在运动传感器方面有所突破。“我们用10个参数对运动的速度、加速度、转动、高度进行描述。相关的加速度计、磁传感器、陀螺传感器、惯性传感器（IMU）芯片累计销售已经达到1亿颗。”矽睿科技首席执行官孙臻介绍。

关于国产高端传感器的发展机会，关一民介绍，目前一些省市建设的“中试线”，帮助很多创新的小传感器厂商实现从图纸到样品的落地。

高端传感器需要设计和生产工艺的紧密配合，并在应用、设计、生产过程中不断循环优化产品。但由于小传感器厂商产量低、资金有限，很多大型代工厂不愿意为小公司进行工艺优化调整，“性价比不高。即使调试成功，小公司需要代工生产的芯片数量有限，收入金额低，同时工艺调试过程中耗费的人力物力，并不低于大公司的‘大单子’。”丁辉文说。

所谓中试线，也即产品进行中间性试验的产线，对于一些创新的小传感器厂商来说，可以部分代替过去代工厂，有机会不断进行工艺优化。

上海微技术工业研究院拥有一条8英寸研发中试线。“目前线上有90多个项目在研发、中试和量产导入，大部分都是创业阶段小公司的项目。”丁辉文介绍。

此外，丁辉文认为，国产高端传感器的发展，还有赖于结合实际应用，不断进行工程上的迭代。

“在我们看来，传感器属于‘超越摩尔领域’，不再完全追求工艺线宽的持续缩微，也与材料、工艺密切相关。在很多细分领域，我们的设备和工艺线宽与国外基本在同一代，细节工艺积累差距较大。然而国内广阔的物联网市场，使得我们距离应用场景更近，有利于技术的迭代更新。”丁辉文说。

孙臻介绍，随着供应链安全受到重视，一些下游厂商，如手机品牌开始向国内寻求产品替代，有助于国内高端传感器市场的发展。此外，定制化传感器正在成为趋势，选择国内传感器也更灵活。