【中國傳動網(wǎng) 行業(yè)動態(tài)】 傳感器將向智能感知系統(tǒng)方向發(fā)展

中電科技集團(tuán)重慶聲光電公司傳感器中心副主任楊靖

物聯(lián)網(wǎng)的終極目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)物理世界在數(shù)字世界的實(shí)時復(fù)制，即地球的數(shù)字孿生。目前，互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)過半個多世紀(jì)的發(fā)展基本將物理世界復(fù)制到數(shù)字世界，但是沒有實(shí)現(xiàn)對物理世界的自然環(huán)境和人文環(huán)境在數(shù)字世界實(shí)時復(fù)現(xiàn)。目前，更多物理世界的數(shù)據(jù)是通過人機(jī)接口的方式進(jìn)入數(shù)字世界的。傳感器作為物理世界到數(shù)字世界唯一的非人接口，是物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)地球數(shù)字孿生的最基礎(chǔ)、最重要的基礎(chǔ)條件。

作為物聯(lián)網(wǎng)三大核心技術(shù)之一，傳感器廣泛應(yīng)用的領(lǐng)域也是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的主戰(zhàn)場。據(jù)有關(guān)機(jī)構(gòu)的最新統(tǒng)計(jì)，全球的傳感器種類已經(jīng)超過2.2萬種，廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)，全球排在前三的應(yīng)用領(lǐng)域是：電子消費(fèi)、工業(yè)自動化、汽車電子；復(fù)合增長率最高的領(lǐng)域是醫(yī)療電子，年增長率超過30%；最有前景的應(yīng)用領(lǐng)域是智慧城市。傳感器五大領(lǐng)域也對應(yīng)了物聯(lián)網(wǎng)的五大主戰(zhàn)場：智能穿戴、智能制造、車聯(lián)網(wǎng)、醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)和智慧城市全面感知。隨著目前國內(nèi)外大規(guī)模聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、產(chǎn)品和基礎(chǔ)設(shè)施（NB-IoT/LORA）的完善，傳感器和物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)必然會迎來爆發(fā)式發(fā)展。

隨著傳感器在物聯(lián)網(wǎng)中的廣泛應(yīng)用，未來的傳感技術(shù)和產(chǎn)品的發(fā)展將朝著具有感、知、聯(lián)一體化功能的智能感知系統(tǒng)方向發(fā)展；通過高度敏感的傳感器實(shí)現(xiàn)多功能檢測；通過邊緣計(jì)算實(shí)現(xiàn)在線數(shù)據(jù)處理；基于無線網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)感知測量系統(tǒng)的數(shù)據(jù)匯聚。主要的產(chǎn)品形式包括三類：智能感知微系統(tǒng)、智能感知終端和智能感知平臺。中國電科重慶聲光電公司傳感器中心目前圍繞三類系統(tǒng)，充分利用公司在聲、光、電、力、磁專業(yè)優(yōu)勢，在傳感材料、傳感技術(shù)、模數(shù)信號處理技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)芯片技術(shù)和薄膜、MEMS、異質(zhì)集成、3D集成核心工藝基礎(chǔ)開展新型智能傳感器技術(shù)、傳感器集成技術(shù)、基于邊緣計(jì)算的人工智能算法、傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、基于傳感器的人工智能算法、物聯(lián)網(wǎng)平臺架構(gòu)研究、基于人工智能的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)研究。

目前，我國傳感器產(chǎn)業(yè)局部有特色、整體處在“小、散、弱”的水平，90%的高端傳感器依賴于進(jìn)口。建議在政策層面：加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)，可采用傳感+產(chǎn)業(yè)的模式。因?yàn)閭鞲衅鞣N類多、技術(shù)雜、應(yīng)用廣，單純支持某個傳感器意義不大，應(yīng)該通過一些大的行業(yè)帶動系列傳感器的技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展。據(jù)了解，目前，國家有關(guān)部委正在開展相關(guān)工作。在產(chǎn)業(yè)層面：國內(nèi)傳感器企業(yè)一方面可以瞄準(zhǔn)Sensirion、SenseAIr、歌爾、瑞聲這樣的專業(yè)公司，另一方面可以向霍尼韋爾、博世這樣有很強(qiáng)專業(yè)應(yīng)用的跨國公司方向發(fā)展。在技術(shù)產(chǎn)品層面：加強(qiáng)傳感器基礎(chǔ)技術(shù)研究，開展高端傳感器和智能傳感技術(shù)研究，避免急功近利，充分利用資本引進(jìn)國內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)和人才等。

未來十年將是傳感器發(fā)展黃金十年

陜西省物聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟理事長、西安中星測控有限公司總經(jīng)理谷榮祥

中國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)已經(jīng)從2009年的啟蒙期、培養(yǎng)期，發(fā)展到2015年的快速爆發(fā)期，已經(jīng)被大多數(shù)公司所接受。2017年，NB-IoT技術(shù)的發(fā)展，及LORA技術(shù)的推廣，基本解決無線傳輸成本高、功耗大的問題。在華為、阿里巴巴，及中國移動、中國電信、中國聯(lián)通三大運(yùn)營商的強(qiáng)力推動下，在智慧城市和智能制造兩個主要領(lǐng)域，中國物聯(lián)網(wǎng)出現(xiàn)了前所未有的、蓬勃發(fā)展的景象。2018年，將是中國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)及創(chuàng)新應(yīng)用的元年。可以預(yù)言，中國物聯(lián)網(wǎng)在產(chǎn)業(yè)應(yīng)用方面，將會引領(lǐng)世界潮流和發(fā)展趨勢。

物聯(lián)網(wǎng)有三個層面：感知層、傳輸層、應(yīng)用層。感知層是物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)，而感知層里面的大部分是由各種各樣的傳感器組成。可以說，沒有傳感器，沒有各種各樣的智能傳感器，就沒有物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)。在智能制造領(lǐng)域，機(jī)器的遠(yuǎn)程故障診斷離不開各種各樣的傳感器；在智慧城市、智能家居領(lǐng)域，也離不開各式各樣的傳感器，例如車位傳感器、井蓋異動傳感器、溫度濕度傳感器等?？傊?，各式各樣的傳感器，尤其是無線智能傳感器，已經(jīng)在物聯(lián)網(wǎng)方面得到了廣泛應(yīng)用。

物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用對傳感器的要求是不同的，比較有共性的有四方面：第一，環(huán)境適應(yīng)性。也就是要適應(yīng)室內(nèi)、室外的環(huán)境，地下的環(huán)境，空中的環(huán)境，海洋的環(huán)境，沙漠的環(huán)境，氣候惡劣的環(huán)境要求。第二，低功耗。因?yàn)榇蠖鄶?shù)信號都需要無線傳輸，所以傳感器必須是低功耗，無線傳輸也要低功耗，這促進(jìn)了MEMS傳感器的快速發(fā)展和應(yīng)用。第三，低成本。因?yàn)閭鞲衅鞯男枨罅吭絹碓酱螅磥砣蛐枰獛装賰|、上千億個傳感器，所以對成本的要求是盡可能低，成本高了就等于沒有市場。第四，高可靠性。若沒有穩(wěn)定的傳感器的信號輸出，物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)所得到的數(shù)據(jù)，將會是無用的，甚至是有害的。

為了滿足物聯(lián)網(wǎng)對傳感器方面的要求，必須重視傳感器產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。第一，建議各級政府、各大企業(yè)，重視對傳感器基礎(chǔ)方面的研究投入，把傳感器列為國家重點(diǎn)的戰(zhàn)略方向之一。第二，政府要在財(cái)政、稅收，以及特殊優(yōu)惠政策方面，向傳感器制造業(yè)傾斜。第三，傳感器產(chǎn)業(yè)的上下游要加強(qiáng)聯(lián)絡(luò)和溝通，尤其是最終客戶要積極應(yīng)用中國制造的傳感器。第四，政府和投資機(jī)構(gòu)要加大對傳感器產(chǎn)業(yè)的投資，提高投資的強(qiáng)度。智慧城市、智能制造將需要越來越多的傳感器，未來十年將是傳感器發(fā)展的黃金十年，希望我們抓住機(jī)會，使中國的傳感器產(chǎn)業(yè)不僅在應(yīng)用上，而且在技術(shù)、基礎(chǔ)研究上，都要盡快實(shí)現(xiàn)突破。

不斷提升傳感器工藝技術(shù)含金量

麥克傳感器股份有限公司總經(jīng)理王剛

人類對美好生活的追求是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的源動力，經(jīng)濟(jì)繁榮為物聯(lián)網(wǎng)需求提供了必要的物質(zhì)保障，技術(shù)特別是信息技術(shù)的快速發(fā)展使物聯(lián)網(wǎng)有了大規(guī)模應(yīng)用的可能。目前，業(yè)內(nèi)對物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用基本可以歸納為六大應(yīng)用場景，它們分別是智慧城市、智能家居、智能工業(yè)、車聯(lián)網(wǎng)、智慧穿戴、智能醫(yī)療。作為信息感知的基本元件，傳感器是構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)的重要支柱，在任何的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中都不可或缺?？梢哉f物聯(lián)網(wǎng)市場有多大，傳感器市場就一定有多大?，F(xiàn)今，在物聯(lián)網(wǎng)快速發(fā)展過程中，無線通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)已絕塵而去，但傳感器技術(shù)的進(jìn)步相對要緩慢得多，雖然這已經(jīng)是共識問題，但仍然未受到應(yīng)有的重視。

物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場景千變?nèi)f化，傳感器種類也多得讓人眼花繚亂，但是從中抽出其共性需求，一定集中在智能化、小型化、微功耗和低成本。針對低成本，以壓力傳感器和智慧城市場景為例，像城市供排水和消防監(jiān)測應(yīng)用，可用的工業(yè)壓力傳感器價格至少在15~25美元上下，對于海量應(yīng)用來說其成本完全是不可接受的，在成本要求嚴(yán)苛的條件下，當(dāng)下只能是有限使用或作為試點(diǎn)工程。麥克傳感器公司看到物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的巨大未來，兩年前已經(jīng)在研發(fā)經(jīng)濟(jì)型壓力傳感器，投資建設(shè)的全新生產(chǎn)線已經(jīng)初具規(guī)模，并計(jì)劃在2年內(nèi)將物聯(lián)網(wǎng)壓力傳感器的價格降到5美元以內(nèi)。

對于中國的傳感器產(chǎn)業(yè)，整體來看規(guī)模依然很小，核心技術(shù)受制于國外，可以說，中國傳感器產(chǎn)業(yè)基本都是在夾縫中生存和發(fā)展。物聯(lián)網(wǎng)的蓬勃發(fā)展，為傳感器產(chǎn)業(yè)帶來了無限的機(jī)遇，如何發(fā)展，應(yīng)該做到以下幾點(diǎn)：

一是，將發(fā)展傳感器產(chǎn)業(yè)上升至國家戰(zhàn)略，引導(dǎo)社會資本進(jìn)入或投資該產(chǎn)業(yè)。

二是，政府制定優(yōu)惠政策，培育和幫助傳感器企業(yè)特別是民營企業(yè)做大規(guī)模。

三是，企業(yè)要注重知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)，物聯(lián)網(wǎng)機(jī)遇同樣會吸引外資企業(yè)，侵權(quán)風(fēng)險(xiǎn)需要防范。

四是，企業(yè)仍然要加強(qiáng)技術(shù)投入，不斷提升傳感器工藝技術(shù)的含金量。

五是，細(xì)化產(chǎn)業(yè)鏈，加強(qiáng)分工和合作，產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)向隱性冠軍方向發(fā)展。

六是，通過產(chǎn)業(yè)基金，推動相關(guān)企業(yè)的合并，抱團(tuán)發(fā)展，做大做強(qiáng)。

提升傳感器整體解決方案能力

陜西移動云計(jì)算分公司副總經(jīng)理王謙

隨著物聯(lián)網(wǎng)在更多垂直行業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展，傳感器作為物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)感知層的核心器件，已經(jīng)成為物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的核心基礎(chǔ)。傳感器的微型化、智能化、更高集成度、更低功耗、更低成本，成為了未來的發(fā)展方向。特別是智能化的趨勢，將使得傳感器具備更豐富的數(shù)據(jù)處理能力，支撐物聯(lián)網(wǎng)的邊緣計(jì)算、霧計(jì)算，加快物聯(lián)網(wǎng)與AI的融合。

針對未來傳感器的發(fā)展，有如下三個建議：

第一，加大對高端傳感器的科研投入，實(shí)現(xiàn)高端傳感器的自主可控。我國高端傳感器90%以上依賴進(jìn)口，這限制了我國物聯(lián)網(wǎng)綜合競爭能力。在新的國際環(huán)境下，國內(nèi)傳感器企業(yè)應(yīng)穩(wěn)扎穩(wěn)打，積累能力，實(shí)現(xiàn)高端傳感器技術(shù)的自主可控，這關(guān)系到我國未來在物聯(lián)網(wǎng)的戰(zhàn)略地位以及在全球物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的價值分配。

第二，發(fā)揮現(xiàn)有中低端傳感器技術(shù)和成本優(yōu)勢，在我們已經(jīng)具備領(lǐng)先優(yōu)勢的傳感器領(lǐng)域，加快全球市場拓展，加快市場份額的提升，加快商業(yè)變現(xiàn)。

第三，提升傳感器整體解決方案能力，獲取產(chǎn)業(yè)鏈更大價值。在實(shí)際應(yīng)用中，隨著需求的升級和市場拓展不斷深入，物聯(lián)網(wǎng)的整體解決方案越來越被重視，傳統(tǒng)傳感器企業(yè)只關(guān)注細(xì)分技術(shù)領(lǐng)域的產(chǎn)品提供，限制了產(chǎn)業(yè)鏈上價值的獲取能力。在這方面中星測控及奧迪威的經(jīng)驗(yàn)值得借鑒，中星測控的井蓋傳感器解決方案、奧迪威公司的智慧家庭水解決方案都已成功應(yīng)用于生產(chǎn)生活中，這些成功的案例，都給我們啟示：為客戶提供傳感器整體解決方案，挖掘產(chǎn)業(yè)鏈更大價值。