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公司研发生产的压阻式陶瓷压力传感器,与传统的基于扩散硅的压力传感器相比,
具有精度高、温度漂移小、耐腐蚀、结构简单、成本低廉的特点,产品性能达到国际先进水平

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    解析中国传感器破局之道

    发布时间:2018-12-12

    来源:广西凯时微电子有限公司

    浏览次数:179

    据了解,传感器产品几乎全部从国外进口,90%芯片从国外进口。高端智能装备领域光纤传感器的技术及产品与国外相比尚有较大差距。温度传感器中对NTC热敏电阻器,国内企业实力严重不足,90%的市场份额被外资占领。极高温、耐辐射、耐高压的温度传感器尚不能批量生产。

      中国仪器仪表行业协会传感器分会名誉理事长徐开先:传感器产业六大问题待解

      中国传感器产业处于国际中等水平,处在国内产业大发展的前夜,但是具有自主知识产权的核心技术不多,产业效益也不明显。

      日前,中国仪器仪表行业协会传感器分会名誉理事长、沈阳仪表科学研究院有限公司原院长、教授级高工徐开先接受了《通信产业报》(网)记者采访,总结了当前中国传感器产业的发展现状、所遇到的问题以及突破口。

      六大问题待解

      尽管中国在传感器领域取得了一定的突破,但是在国内市场,在关键行业,关键技术,高附加值应用上,国际品牌还处于垄断地位。

      据了解,传感器产品几乎全部从国外进口,90%芯片从国外进口。高端智能装备领域光纤传感器的技术及产品与国外相比尚有较大差距。温度传感器中对NTC热敏电阻器,国内企业实力严重不足,90%的市场份额被外资占领。极高温、耐辐射、耐高压的温度传感器尚不能批量生产。

      对此,徐开先认为造成这一局面的原因主要有六点。

      第一,在设计、可靠性、封装技术等方面的共性关键技术尚未真正突破。首先,在设计技术方面,传感器的设计技术涉及多种学科、多种理论、多种材料、多种工艺及现场使用条件;设计软件价格昂贵、设计过程复杂、考虑因子众多;设计人才匮乏,设计人员不仅需了解通用设计程序和方法,还需熟悉器件制备工艺,了解器件现场使用条件。其次,在可靠性技术方面,通常国产传感器可靠性指标比国外同类产品低1-2个数量级。接下来,在封装技术方面,国内对传感器的封装技术尚未形成系列、标准,也无统一接口,不利于用户选用和产品互换。

      第二,国内传感器产品不配套、不成系列。徐开先认为,系列中比较易生产的某些规格尚能生产,但存在较多的重复生产现象,不利于市场竞争;系列高端的产品往往不能生产,多需国外进口,如工业自动化仪表中广为应用的、高精度、高稳定的低微差压传感器(量程≤1KPa),高差压、高静压传感器(量程≥3MPa、静压≥60MPa)。

      第三,传感器工艺装备不受重视。传感器工艺创新依赖于新工艺装备的问世。在传感器工艺装备的研发与生产方面,一般都是企业自筹资金进行研发,但是资金、人力有限,不利于传感器工艺研究的创新。

      第四,缺乏顶层设计和统筹规划。传感器种类众多、专业面广,产业链在国内分属不同部门和行业,但是现在还没有针对传感器的顶层设计进行系统研究和科学规划。此外,虽然我国对传感器产业有所投资,但是很多企业急于求成,忽视基础研究,欲速而不达。

      第五,资源分散,产业规模小。产业分散主要表现为资金分散、技术分散、企业布局分散、产业结构分散、市场分散;产业规模小主要表现为,国内传感器企业有1600余家,不过大都为小微企业,盈利能力不强,缺乏引领技术的龙头企业。

      第六,传感器高端人才匮乏。人才是创新的根本,影响传感器发展的瓶颈是优异研发人才匮乏,由于传感器行业经济基础、技术基础、产业基础较为薄弱,加之传感器产业涉及学科多,要求知识面广,新技术层出不穷,长期以来很难吸引国际人才投身到传感器行业工作;加之国内由于学科设置不合理,缺少复合型人才培养机制,往往搞设计的不懂工艺、搞工艺的不明应用、会应用的不晓设计。造成很多企业缺乏既懂管埋、又懂技术、还会经营的复合型人才,以及工艺人才和技能人才。

      产业突破口在哪?

      面对这些问题,徐开先认为应从政策和技术两个层面来寻找突破口。

      在政策层面,首先要统筹规划、顶层设计。我国应对传感器的基础研究、产品开发、产业布局、市场应用等方面有明确的目标和规划。

      其次,要增加投入、中国立项。与对IC的投入相比,我国对传感器的投入相对不足,投资强度和连续性有待提高,而且还需要中国增加传感器项目的立项。

      接下来,要集中力量,联合攻关。对某些关键的传感器项目、“卡脖子”的产品,应由我国出面组织联合攻关,集中国之优势,集中力量办大事。

      在技术层面,首先加强IC与MEMS技术的集成与融合。IC与MEMS的集成与融合,是传感技术产业发展的必由之路,特别是传感器、智能传感器。IC企业(院校)与MEMS企业的合作与互惠互利,关系到传感器产业之成败。

      其次,重点放在非硅基的新材料、新机理、新工艺传感器的研究。因硅基传感器,国外研究时间久远、技术成熟、产品系列化、工艺装备复杂昂贵,产业化水平高,要想突破和超越难度极大。

      接下来,从芯片入手,以应用为主。国内传感器产业,大部分都在从事传感器应用方面的研发和生产,特别是在物联网、智能装备方面的应用,涉及传感器芯片的开发和研究的并不多。这是因为芯片研发投资极大、成本高、工艺装备昂贵、资金回收周期长,且技术难度风险大。可是如果中国不在传感器芯片上增加投入,后果可能会被国外“卡脖子”,因此需要加大在芯片方面的投入。“如果传感器芯片性能优良,产品可靠性、稳定性提高了,其应用不愁没有市场。”徐开先表示。

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