微电子技术助力传感器技术的飞速发展
老猫 2022-06-22

  几十年来,微促进了传感器技术的发展。因此,全行业必须树立创新意识,大力加强新型传感器的开发,提高产品的性价比,加快科研成果的转化,加快新型传感器的产业化,迅速提高国产传感器的市场占有率。

  目前,我国传感器行业规模较小,应用范围较窄。为此,我们亟须转变观念,将传感器的研发由单一物性型传感器的研发,转化为高度集成的新型传感器研发。新型传感器的开发和应用已成为现代系统的核心和关键,它将成为21世纪信息产业新的经济增长点。品种规格已有近6000种。

  我国早在20世纪60年代就开始涉足传感器制造业。我国在1972年组建成立中国第一批压阻传感器研制生产单位;1974年,研制成功中国第一个实用压阻式压力传感器;1978年,诞生中国第一个固态压阻加速度传感器;1982年,国内最早开始硅微机械系统(MEMS)加工技术和SOI(绝缘体上硅)技术的研究。

  进入20世纪90年代后,硅微机械加工技术的绝对压力传感器、微压传感器、呼吸机压传感器、多晶硅压力传感器、低成本TO-8封装压力传感器等相继问世并实现生产。

  改革开放30年来,我国传感器技术及其产业取得了长足进步,主要表现在:建立了传感技术国家重点实验室、微米/纳米国家重点实验室、国家传感技术工程中心等研究开发基地;MEMS、MOEMS(微光机电系统)等研究项目列入了国家高新技术发展重点;在“九五”国家重点科技攻关项目中,传感器技术研究取得了51个品种86个规格新产品的成绩,初步建立了敏感元件与传感器产业;2007年传感器业总产量达到20.93亿只,品种规格已有近6000种,并已在国民经济各部门和国防建设中得到一定应用。

  我国在20世纪80年代末就将传感器列入国家高新技术发展的重点,经过“八五”、“九五”和“十五”的攻关和产业化建设,目前全国已有2000多家企事业单位从事传感器的研制、生产和应用。由于经济发展水平和生产研发资金的限制,我国传感器行业总体技术水平还是相对比较落后的,规模和应用领域都较小。今天活跃在国际市场上的仍然是德国、日本、美国、俄国等老牌工业国家的企业。在这些国家里,传感器的应用范围很广,许多厂家的生产都实现了规模化,有些企业的年生产能力达到几千万只甚至几亿只。相比之下,中国传感器的应用范围较窄,更多的应用仍然停留在工业测量与控制等基础应用领域。

  微电子推动传感器发展

  几十年来,微电子技术促进了传感器技术的发展。未来10年~20年,传统硅技术将进入成熟期(预计在2014年~2017年)。从总体发展看,传统硅技术市场将一直延续到2047年(即晶体管发明100周年)才趋于饱和(即达到芯片特征尺寸的极限)并衰退。而当前微电子技术仍将依循“等缩比原理”和“摩尔定律”两条基础定律走下去,在逼近传统硅技术极限中,不断扩展硅的跨学科横向应用(如MEMS等)和更先进应用(量子、分子器件)。而上述微电子技术的两大发展方向正是当前乃至未来20年传感器技术的主要发展方向。

  目前,传感器行业呈现八大发展趋势,即传感器的产业化发展模式、传感器产品全面、协调、持续发展、企业生产规模(年生产能力)向规模经济发展、生产格局向专业化方向发展、传感器大生产技术向自动化方向发展、企业的重点技术改造应向引进技术的消化吸收与自主创新的方向转变、企业经营要加快从国内市场为主向国内与国外两个市场相结合的国际化方向发展、企业将向“大、中、小并举”、“集团化、专业化生产共存”的格局发展。

  因此,全行业必须树立创新意识,大力加强新型传感器的开发,提高产品的性价比,加快科研成果的转化,加快新型传感器的产业化,迅速提高国产传感器的市场占有率,缩小与发达国家的差距,同时,也要考虑走联合之路,吸引国外先进的技术和工艺,壮大自己的科技实力。

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