陕西省传感器生产厂家约70家 传感器的未来发展
摘要: 传感器在科学技术领域、工农业生产以及日常生活中发挥着越来越重要的作用。人类社会对传感器提出的越来越高的要求是传感器技术发展的强大动力,而现代们学技术突飞猛进则提供了坚强的后盾。
关键字: 物联网, 传感器, 手机, 消费电子, 汽车电子, 智能仪器, 仪表
陕西省传感器生产厂家约70家 涉及40多种产品
陕西省在物联网产业拥有良好的基础,这与陕西省军工行业领域广泛、是国内传统传感器产业的发源地、软件业中的行业应用企业数量众多、涉及物联网相关专业的科研院所和高校比较集中有很大关系。陕西物联网产业最大优势是产业链条较为完整。从物联网最基础的核心芯片、智能传感器、到射频识别RFID、智能天线、软件与应用平台、物联网系统集成方案提供等均有省内企业涉及,并在各自领域有一定优势。
截至2010年,全省与物联网产业直接相关企业达510多家,实现收入约346亿元(其中:传感器生产厂家约70家,实现收入83亿元;系统集成企业96家,实现收入68亿元;应用软件企业340家,实现收入122亿元;电信运营商4家,涉及物联网收入73亿元)。另外,其他与物联网相关的生产性服务企业收入约254亿元。
陕西省在物联网上游领域的研发企业不断涌现,上游包括RFID芯片、数据采集中所需要的各种配套设备,包括读写设备、读写器天线、智能卡等多个领域。该环节国内发展较快,企业数量较多,但多以中小企业为主。我省这类企业规模也不大,但成长性较好。
陕西已经为物联网上游企业建立了良好的生存环境。这是因为陕西已成为全国重要的半导体研发中心和人才聚集地,拥有各类集成电路企业及科研机构约65家,其中集成电路设计企业与研究单位约40个,集成电路晶圆制造企业3家,封装测试企业3家,硅材料生产企业6家,半导体设备制造企业11家,测试与分析中心2个,这条西部地区唯一完整的芯片设计与制造、封装、测试产业链条,为物联网上游企业成长提供了适合的土壤。
传感器是物联网产业的重要组成部分。陕西省传感器产业业已成为优势产业之一,年销售额约几十亿元。如今陕西省内传感器生产企业60余家,加上销售企业则接近百家。涉及40多种类型的传感器研发和生产,主要生产传感器种类有压力、温度、湿度、流量、超声波、气体、烟雾、光电、色彩、图像等几十类,种类齐全,智能化程度高。其中,中航电测仪器股份有限公司、航天44所的陕西电器研究所、西安中星测控、西安飞秒光电、西光厂、宝鸡秦明集团麦克传感器有限公司、宝鸡秦川测控科技公司、陕西宝城航空仪表公司等数家企业,在全国不同种类传感器领域具有相当影响力。
另外,陕西省许多行业应用软件企业正在转型成为物联网中间件提供商和应用平台开发商。陕西软件企业数量多,目前已经超过750多家,其中有107家嵌入式软件企业、96家系统集成企业,约占企业总数的27%。近两年许多从事嵌入式软件和系统集成的软件企业纷纷向上下游拓展,实现战略转型,成为物联网中间件提供商及应用平台开发商、系统集成商。而面向手机、消费电子、汽车电子、智能仪器、仪表的嵌入式软件开发企业也在不断涌现。
传感器的未来发展
传感器在科学技术领域、工农业生产以及日常生活中发挥着越来越重要的作用。人类社会对传感器提出的越来越高的要求是传感器技术发展的强大动力,而现代们学技术突飞猛进则提供了坚强的后盾。
随着科技的发展,传感器也在不断的更新发展。
1、开发新型传感器
新型传感器,大致应包括:①采用新原理;②填补传感器空白;③仿生传感器等诸方面。它们之间是互相联系的。传感器的工作机理是基于各种效应和定律,由此启发人们进一步探索具有新效应的敏感功能材料,并以此研制出具有新原理的新型物性型传感器件,这是发展高性能、多功能、低成本和小型化传感器的重要途径。结构型传感器发展得较早,目前日趋成熟。结构型传感器,一般说它的结构复杂,体积偏大,价格偏高。物性型传感器大致与之相反,具有不少诱人的优点,加之过去发展也不够。世界各国都在物性型传感器方面投入大量人力、物力加强研究,从而使它成为一个值得注意的发展动向。其中利用量子力学诸效应研制的低灵敏阈传感器,用来检测微弱的信号,是发展新动向之一。
2、集成化、多功能化、智能化
传感器集成化包括两种定义,一是同一功能的多元件并列化,即将同一类型的单个传感元件用集成工艺在同一平面上排列起来,排成1维的为线性传感器,CCD图象传感器就属于这种情况。集成化的另一个定义是多功能一体化,即将传感器与放大、运算以及温度补偿等环节一体化,组装成一个器件。
随着集成化技术的发展,各类混合集成和单片集成式压力传感器相继出现,有的已经成为商品。集成化压力传感器有压阻式、电容式、等类型,其中压阻式集成化传感器发展快、应用广。
传感器的多功能化也是其发展方向之一。所谓多功能化的典型实例,美国某大学传感器研究发展中心研制的单片硅多维力传感器可以同时测量3个线速度、3个离心加速度(角速度)和3个角加速度。主要元件是由4个正确设计安装在一个基板上的悬臂梁组成的单片硅结构,9个正确布置在各个悬臂梁上的压阻敏感元件。多功能化不仅可以降低生产成本,减小体积,而且可以有效的提高传感器的稳定性、可靠性等性能指标。
把多个功能不同的传感元件集成在一起,除可同时进行多种参数的测量外,还可对这些参数的测量结果进行综合处理和评价,可反映出被测系统的整体状态。由上还可以看出,集成化对固态传感器带来了许多新的机会,同时它也是多功能化的基础。
传感器与微处理机相结合,使之不仅具有检测功能,还具有信息处理、逻辑判断、自诊断、以及“思维”等人工智能,就称之为传感器的智能化。借助于半导体集成化技术把传感器部分与信号预处理电路、输入输出接口、微处理器等制作在同一块芯片上,即成为大规模集成智能传感器。可以说智能传感器是传感器技术与大规模集成电路技术相结合的产物,它的实现将取决于传感技术与半导体集成化工艺水平的提高与发展。这类传感器具有多能、高性能、体积小、适宜大批量生产和使用方便等优点,可以肯定地说,是传感器重要的方向之一。
3、新材料开发
传感器材料是传感器技术的重要基础, 是传感器技术升级的重要支撑。随着材料科学的进步,传感器技术日臻成熟,其种类越来越多,除了早期使用的半导体材料、陶瓷材料以外,光导纤维以及超导材料的开发,为传感器的发展提供了物质基础。例如,根据以硅为基体的许多半导体材料易于微型化、集成化、多功能化、智能化,以及半导体光热探测器具有灵敏度高、精度高、非接触性等特点,发展红外传感器、激光传感器、光纤传感器等现代传感器;在敏感材料中,陶瓷材料、有机材料发展很快,可采用不同的配方混合原料,在精密调配化学成分的基础上,经过高精度成型烧结,得到对某一种或某几种气体具有识别功能的敏感材料,用于制成新型气体传感器。此外,高分子有机敏感材料,是近几年人们极为关注的具有应用潜力的新型敏感材料,可制成热敏、光敏、气敏、湿敏、力敏、离子敏和生物敏等传感器。传感器技术的不断发展,也促进了更新型材料的开发,如纳米材料等。美国NRC公司已开发出纳米ZrO2 气体传感器,控制机动车辆尾气的排放,对净化环境效果很好,应用前景比较广阔。由于采用纳米材料制作的传感器,具有庞大的界面,能提供大量的气体通道,而且导通电阻很小,有利于传感器向微型化发展,随着科学技术的不断进步将有更多的新型材料诞生。
4、新工艺的采用
在发展新型传感器中,离不开新工艺的采用。新工艺的含义范围很广,这里主要指与发展新兴传感器联系特别密切的微细加工技术。该技术又称微机械加工技术,是近年来随着集成电路工艺发展起来的,它是离子束、电子束、分子束、激光束和化学刻蚀等用于微电子加工的技术,目前已越来越多地用于传感器领域,例如溅射、蒸镀、等离子体刻蚀、化学气体淀积(CVD)、外延、扩散、腐蚀、光刻等,迄今已有大量采用上述工艺制成的传感器的国内外报道。
5、智能材料
智能材料是指设计和控制材料的物理、化学、机械、电学等参数,研制出生物体材料所具有的特性或者优于生物体材料性能的人造材料。有人认为,具有下述功能的材料可称之为智能材料:具备对环境的判断可自适应功能;具备自诊断功能;具备自修复功能;具备自增强功能(或称时基功能)。
生物体材料的最突出特点是具有时基功能,因此这种传感器特性是微分型的,它对变分部分比较敏感。反之,长期处于某一环境并习惯了此环境,则灵敏度下降。一般说来,它能适应环境调节其灵敏度。除了生物体材料外,最引人注目的智能材料是形状记忆合金、形状记忆陶瓷和形状记忆聚合物。智能材料的探索工作刚刚开始,相信不久的将来会有很大的发展。
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