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中國傳感器產業發展歷程及特點

??2021-04-01 閱讀:514

信息來源于《中國傳感器(技術、產業)發展藍皮書》


《中國傳感器(技術、產業)發展藍皮書》是由中國儀器儀表行業協會傳感器分會、中國儀器儀表學會傳感器分會、中國儀器儀表學會儀表元件分會、傳感器國家工程研究中心四機構,于2020年9月19日,在第十六屆全國敏感元件與傳感器學術會議上聯合發布。

                                 


中國傳感器產業發展歷程

 

“七五”期間   

在重視產品開發的同時,重視“中試生產”

在“工業過程自動控制”項目中,“敏感元件及傳感器開發”作為攻關課題進行攻關。

開發擴散硅2英寸硅片的芯片制備工藝、力敏器件封接工藝、硅杯加工工藝,以及薄膜濺射工藝,厚膜漿料配制及元件刻蝕、調阻等傳感器制造的新工藝。

開發了17種新型敏感材料,使敏感材料依靠國外的局面有了很大的改善。

擴散硅力敏器件、壓力傳感器、液位傳感器、薄膜鉑電阻、厚膜鉑電阻、電渦流傳感器等新產品,進行了小批量生產,并在電站故障診斷系統等工程中應用。在沈陽儀器儀表工藝研究所和大連儀表元件廠進行硅壓力傳感器的中試生產,產品的技術水平與當時國外同類產品水平相當。 


“八五”期間   


加強傳感技術研究,開展“批量生產研究”

“傳感器技術研究”列為國家科技攻關。以“3-5-3”的原則安排,即以工業控制、測試儀器和機電一體化服務對象,選擇力、磁、熱、濕、氣五大類傳感器為攻關重點,形成沈陽儀表工藝所、上海冶金所、 哈爾濱49所三個傳感器研發中心。

取得新技術、新工藝37項,開發了74個品種132規格的新產品,獲得國家專利15項。攻關期間銷售各類傳感器2360萬只,銷售收入13711萬元,創匯214萬美元。

首次開發了InSb磁敏薄膜和霍爾元件;小型廉價壓力傳感器、磁敏電流傳感器、厚膜壓力傳感器、高性能NTC熱敏電阻、可燃氣體傳感器、廉價濕度傳感器等產品開始批量生產。


“九五”期間   

“工程化研究”正式立項

  “傳感器技術研究”繼續列為國家重點科技攻關項目。攻關以提高技術水平、可靠性水平和產業化程度為目標,以市場需求為導向,進行工程化、新產品開發、共性關鍵技術研究。
   獲得科技成果59項,有6項成果進行了技術轉讓,取得專利32 項,其中發明專利7項。攻關期間累計銷售各類傳感器1260萬只,銷售收入25218萬元,創匯907萬美元。
   工業變送器用硅壓力傳感器、OEM通用壓力傳感器、厚膜壓力傳感器、石英諧振式稱重傳感器、InSb霍爾元件、厚膜鉑電阻,α-Fe203可燃氣體傳感器、廉價濕度傳感器進行工程化研究,18個品種75個規格新型傳感器中試生產,年生產能力2257萬只,石英諧振式稱重傳感器的批量生產在國內外屬于首創,開發了兩大系列7個品種的電子衡器,建立了深圳清華傳感設備公司。
  微機械加工MEMS工藝在壓力傳感器的生產中得到實際應用。解決了擴散硅芯片的穩定性和免補償工藝,提高了可補性、穩定性、一致性,成品率80%實現4英寸片批量生產工藝。
  InSb磁敏薄膜芯片的制備工藝由化合物蒸鍍過渡到InSb的單質蒸鍍,成品率達到60%,在南京中旭微電子公司進行生產。
 完成了51個品種、72個規格的新產品開發。微壓傳感器、高溫硅集成開關、快響應電流傳感器、硅集成線性傳感器、電化學CO傳感器、低濃度NO2傳感器、長壽命高分子濕度傳感器、低功耗氣體傳感器、小型固態PH傳感器等新產品進行批量生產。在突破關鍵技術之后,建立了新疆傳感器公司和武漢湖北中邦電子有限公司,產業化生產超小型NTC熱敏電阻、過載保護用PTC熱敏電阻。

“十五”期間   

“產業化研究”成為攻關重要內容

 “先進制造基礎件開發研究和應用”中,傳感器產業化技術研究是該項目的重要攻關內容之一,列了三個專題,分別是:
——差壓、靜壓、溫度三參數一體化多功能傳感器產業化技術,為國內智能工業變送器配套。年生產能力達到2萬只;
——低功耗強磁體薄膜磁阻器件系列產品開發,為工業計量儀表配套。年生產能力達到50萬只;
——可靠性增長技術研究,實現上述兩種傳感器的可靠性增長。一體化多功能傳感器達到5萬小時,低功耗強磁體薄膜磁阻器件達到六級。

“十一五”至今

“傳感器的規模化產業化問題”成為傳感器的熱點,引起多方關注。

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中國傳感器產業特點


1


基礎面廣,依附性強


 傳感器、傳感技術的發展依附于敏感機理、敏感材料、制備工藝、工藝裝備、檢測技術、市場應用六塊基石。敏感機理千差萬別,敏感材料多種多樣,工藝技術層出不窮,工藝裝備各有特點,檢測技術變化多端,市場應用復雜多變。沒有上述六塊基石支持,傳感器和傳感技術發展難以為繼。

 

2


技術密集,新技術日新月異


 傳感器是多學科、多技術的綜合,特別是智能傳感器,除涉及傳感技術外,還涉及IC技術、計算機技術、無線通信技術等,而這些技術都在不斷開展和完善中。納米技術、量子技術、柔性技術、新材料技術等均在不斷發展,開發出相應的傳感器產品,使得設計技術、工藝技術和應用技術跟進拓展。

 

3


 

投資密集,投資強度高


 對傳感器芯片制造企業而言,傳感器除在產品研發過程中需投入大量資金外,在工藝裝備、測試設備、示范應用、人才培養等方面的投資也很高,尤其是在工程化研究以及實現規模化生產時,要求的投資強度更高,而且要求投資是連續性投資,在短期內又很難見到效益。

 對非傳感器芯片制造企業,投資強度未必很高,對純傳感器應用企業,只要掌握某一應用技術就可開公司,從事傳感器的應用,而芯片或芯體從外面購買。對傳感器的商貿公司,投資強度就更低了。所以國內從事傳感器產業的企業眾多,生產制造型企業僅為7.8%。90%以上是小微企業,其優勢之一是能幫政府解決一些就業問題。


4


 

產業鏈長,產業化是難點

 傳感器產業鏈很長,從設計、制備、產業化到工程應用,有上百個產業鏈條需打通,其中有一個鏈條出問題,就將功虧一簣。而要實現傳感器產業化,必須解決一系列傳感器產業化難題:如產業化中關鍵技術的突破、產業化條件的提供、產業化人才的培養、產品的市場應用規模,產業政策的制定和實施等一系列問題。


5


產品規格多,應用分散


  傳感器產品門類和品種規格繁多,據不完全統計有6種分類方法,形成25大類,百余種小類,20000余種規格的產品。多品種、少批量、高要求、廣應用,不同的應用場合對傳感器有不同的要求。
   從本質上講,傳感器產業屬于服務型產業。投資密集,一次性投資強度大,且要連續投資,但傳感器的經濟效益具有“四兩撥千金”作用,其本身的直接經濟效益也許并不明顯,但其推動的產業鏈及其產品,效益可觀、市場巨大、影響深遠。其本身的經濟主要由其應用對象體現,市場開發多依賴于各產業應用的支撐。

 



傳感器的難點在于產業化

重點也在于產業化



 

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