傳感器技術(shù)是現(xiàn)代信息技術(shù)的三大支柱產(chǎn)業(yè)之一,世界上傳感器品種達3萬余種,研究.生產(chǎn)單位5000余家。我國近年來在國家“大力加強傳感器的開發(fā)和在國民經(jīng)濟中的普遍應用”等一系列政策導向和支持下,傳感器技術(shù)和產(chǎn)業(yè)取得了長足發(fā)展。目前國內(nèi)有1600余家企事業(yè)單位從事傳感器的研制.生產(chǎn)和應用,產(chǎn)品達3000多種,年總產(chǎn)量超過13億只,銷售總額100多億元。
當尼葛洛龐帝的《數(shù)字化生存》一書出版后,全球的數(shù)字化浪潮可謂達到了極致。然而當人們的生活被數(shù)字化產(chǎn)品所充斥時,技術(shù)專家們卻發(fā)現(xiàn)模擬技術(shù)變的越來越重要起來。許多精確的數(shù)字計算,越來越需要精確的模擬信號作為基礎(chǔ),作為模擬世界與數(shù)字世界的橋梁,傳感器的需求量自然越來越大。
當前,傳感器技術(shù)已從單一的物性型進入功能更為強大.技術(shù)高度集成的新型傳感器階段。據(jù)中國電子科技集團第49所所長范茂軍介紹,新型傳感器的典型特征是微型化.多功能化.數(shù)字化.智能化.系統(tǒng)化和網(wǎng)絡(luò)化。當前,傳感器的微型化速度加快.組合功能優(yōu)勢明顯.創(chuàng)新性更加突出。在市場需求提出更多新要求面前,我國的傳感器產(chǎn)業(yè)也因此迎來了新的發(fā)展機遇。
在國家發(fā)展和改革委員會主持發(fā)布的《當前優(yōu)先發(fā)展的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化重點領(lǐng)域指南》中,研發(fā)新型傳感器被列為重要目標,性能好.技術(shù)先進.功能齊全的位移.力敏.磁敏.光敏.熱敏.氣敏.濕敏.離子敏和生物敏型傳感器以及紅外傳感器.光纖傳感器成為下一步攻關(guān)的重點。
MEMS加快商業(yè)步伐
提起MEMS(微機械加工),可能比較生澀,但是對于德州儀器公司的DLP芯片和飛利蒲的LCOS芯片,可謂盡人皆知,它們都是大屏幕彩色電視機的核心部件。其實,這兩家公司的這兩款產(chǎn)品都是MEMS產(chǎn)品,都是把模擬部件與芯片結(jié)合在一起的產(chǎn)物。
進二十年來,美國.日本.韓國以及歐盟等均投入大量資源進行MEMS技術(shù)的研發(fā)。美國是該領(lǐng)域最活躍的國家,取得的成果也最突出。到目前為止,美國獲得了體微機械加工壓力傳感器.表面微機械加工硅靜電微馬達.噴墨打印頭.硬盤讀寫頭汽車安全氣囊硅加速度計.數(shù)字微鏡器件和DNA測序芯片等一大批成果,這些成果都順利的實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化,有利的支持了汽車.打印機.PC等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,為美國的信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展作出了巨大貢獻。
有業(yè)界人士認為,微機電技術(shù)過去幾年發(fā)展趨緩,一個主要的原因是業(yè)界無法將其商業(yè)化,而這又是因為現(xiàn)有的制程設(shè)備和制造成本過高,使其無法和現(xiàn)有的制造技術(shù)競爭。
然而,微機電技術(shù)在過去的18個月間有了大幅度的進步,因為數(shù)個晶圓廠已經(jīng)開始提供量產(chǎn)。此外,新技術(shù),例如STS為深硅蝕刻所設(shè)計的ASE展現(xiàn)了比現(xiàn)有技術(shù)快三倍半的蝕刻速度。這兩種情況都顯著的降低了每個晶圓單位(die)的成本,加快了新技術(shù)的商業(yè)化。
In-Stat/MDR微電子市場和技術(shù)領(lǐng)域資深分析師馬蓮.伯恩(MarleneBourne)曾指出,全球的微機電組件在2003年到2007年之間會以每年17.1%的復合增長率快速增長。
我國基本具備MEMS研發(fā)基礎(chǔ)
經(jīng)過十年發(fā)展,我國已在微型慣性器件和慣性測量組合.機械量微型傳感器和制動器.微流量器件和系統(tǒng).生物傳感器和生物芯片.微型機器人和微操作系統(tǒng).硅和非硅制造工藝等方面取得了一定成果?,F(xiàn)有的技術(shù)條件已初步形成MEMS技術(shù)的進一步發(fā)展提供了較好的平臺。但是,由于歷史原因造成的條塊分割.力量分散,再加上投入嚴重不足,盡管已有不少成果,但在質(zhì)量.性能價格比及商品化等方面與國外差距還很大。
哈爾濱工業(yè)大學孫立寧指出,發(fā)展我國的MEMS產(chǎn)業(yè),應當針對國際MEMS發(fā)展趨勢和未來的產(chǎn)業(yè)化前景 ,結(jié)合我國社會經(jīng)濟發(fā)展的需要,以支撐我國MEMS產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的應用基礎(chǔ)為切入點,掌握MEMS材料.設(shè)計.制造.檢測.工藝.裝備與系統(tǒng)集成等方面的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的關(guān)鍵技術(shù),建立我國的MEMS研發(fā)體系和產(chǎn)業(yè)化基地,圍繞醫(yī)療.消費電子.家電等行業(yè),開發(fā)出若干小批量.多品種.高質(zhì)量MEMS器件及微系統(tǒng),為推動MEMS的可持續(xù)發(fā)展打下良好基礎(chǔ)。
關(guān)鍵做好產(chǎn)業(yè)化準備
一直以來,產(chǎn)業(yè)化就成為我國許多新型技術(shù)和產(chǎn)品發(fā)展的難題之一,同樣,我國傳感器的未來發(fā)展也命系產(chǎn)業(yè)化。維博電子有限公司總經(jīng)理阮賜元對此深有感觸。
15年前,由阮賜元帶頭發(fā)明了電量隔離傳感器。在頭3年僅賣出一只傳感器,阮賜元獲得獎金10元人民幣。如今,這種創(chuàng)新的電量隔離傳感器已擁有600多種型號.數(shù)千種規(guī)格,廣泛應用于交通.電力和鐵路行業(yè)。
對于我國企業(yè)如何做好傳感器產(chǎn)業(yè)化,阮賜元認為,首先要體現(xiàn)集體合作優(yōu)勢,特別是MEMS型產(chǎn)品,必須要有多種領(lǐng)域的企業(yè)聯(lián)合才能完成,同時要用產(chǎn)業(yè)化的思想指導開發(fā),應有大市場觀念,走特色之路。
信息產(chǎn)業(yè)部電子信息產(chǎn)品管理司基礎(chǔ)產(chǎn)品處季國平處長指出,國內(nèi)企業(yè)在抓緊技術(shù)開發(fā)的同時,應加強與國外企業(yè)的合作,實現(xiàn)技術(shù)的引進.消化.吸收,利用合作方的渠道進行市場推廣。
季國平同時指出,國家有關(guān)部門應對傳感器產(chǎn)業(yè)進行有利的政策支持,特別是在稅率方面應實行優(yōu)惠的稅率政策,在研發(fā)資金上,應給予更大的支持。