智能傳感

物聯網時代傳感器低成本化發展的思考

2025China.cn   2019年10月29日

  物聯網是全球信息產業的發展趨勢之一,也是我國“十二五”規劃的重點發展方向。目前,國家正在大力發展物聯網產業,2010到2015年為物聯網導入期,在主導領域實現物物互聯;2015年到2020年為成長期,物聯網將實現半智能化;2020年之后為發展期,物聯網將全面實現智能化。2015年的市場規模就超過2000億元,預計到2025年將達到7 500億元,年增長率超過30%,市場前景將超過計算機、互聯網、移動通訊等市場。

  物聯網的體系架構包括三個層次:一個是感知網絡,即以二維碼、RFID、傳感器為主來實現“物”的識別;二是傳輸網絡,即通過現有的互聯網、廣電網、通信網或者下一代互聯網,實現數據的傳輸和計算;三是應用網絡,也就是各種應用服務,包括輸入輸出控制終端以及手機等終端。

  感知層是實現物聯網全面感知的基礎,包括二維碼標簽和識讀器、RFID標簽和讀寫器、攝像頭、GPS、傳感器和M2M終端、傳感器網絡和傳感器網關等。要解決的重點問題是感知和識別物體,采集和捕獲信息,要突破的方向是具備更敏感、更全面的感知能力,解決低功耗、小型化和低成本的問題。

  據預測,未來10年,傳感器需求市場的規模將超萬億,年平均增長速度超50%,70億人人均1000支傳感器。

  傳感器的應用領域涉及機械制造、工業過程控制、汽車電子、通信、消費電子和專用設備等。

  在世界范圍內,傳感器市場增長最快的是汽車市場的需求,占第二位的是過程控制市場,前景看好的是通訊市場。 ??

  汽車控制系統電子化水平的關鍵在于采用傳感器的數量和水平。目前,一輛普通家用轎車上大約會安裝幾十到近百只傳感器,豪華轎車傳感器數量可多達200余只,種類達幾十種。汽車和通信市場所用傳感器約占整個市場的三分之一。

  我國是全球白家電(包括家用空調、電冰箱和洗衣機)生產和出口大國,2009年的總產量達3億多臺,所用傳感器約占市場的五分之一。

  傳感器在醫療、環保、氣象等專用電子設備中的應用增長快速,所用傳感器占市場份額的15%左右。

  傳感器的綜合成本分內、外成本,即傳感器廠商的制造成本與直接用戶的使用成本。 制造成本追求傳感器制造過程及結果的量產率、成品率、一致性,追求最大限度的單位材料、能源、人力的產出率;使用成本則是廠商以用戶的成本為中心,這已經不是做單純的傳感器制造商,而是在賣產品的同時,還要以產品形式向用戶提供傳感器服務(如選型、安裝、維護等)。

  傳感器的制造過程是使用、占用、消耗資源最大的流程,主要包括敏感芯片/元件加工、封裝/組裝、檢測/試驗。

  奧松電子研發的各類傳感器芯片

  敏感芯片/元件加工是低成本化最早、成熟度最高、最有量產規模效益的環節,該環節現在越來越多的種類已經成功移植半導體IC制造工藝,從而形成了獨立的微機械加工技術——MEMS工藝,這主要體現在:

  (1) 單體微型化:邊長與面積關系,材料利用率成幾何增速;

  (2) 基片大尺度化和單批基片數量增多,產出量和材料、能源、人力利用率成幾何增速;

  (3) 扁平化在非平面結構已有突破,如薄膜線圈;

  (4) 設備儀器工藝控制能力出眾超群,成品率、一致性、可靠性、壽命成數量級增長。

  廣州奧松(ASAIR)電子有限公司是目前國內首家MEMS傳感器制造廠商(IDM模式),從2003年成立至今,自主研發的濕度傳感器銷量已經達到3.5億顆,并將陸續開發出VOC氣體傳感器、水蒸氣傳感器、二氧化碳傳感器、熱外人感傳感器等多種類型傳感器產品。并與海爾、惠而浦、大金、美的等廠商合作,開拓屬于中國自己的傳感器,助力中國傳感器行業的發展。

  未來,一旦物聯網大規模普及,無數的物品需要加裝更加小巧和智能的傳感器,用于動物、植物、機器等物品的傳感器與電子標簽及配套的接口裝置數量將大大超過目前的手機數量。僅就消費電子傳感器而言,目前平均市場價格為1美元,10年后將降到0.5美元,7萬億支需求將展示超萬億美元的市場機遇。因此,中國傳感器產業要為能分切全球市場大“蛋糕”準備好“切刀”,為站在靠前位置做好準備。

標簽:傳感器芯片 奧松電子 我要反饋 
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