探尋國產(chǎn)高端傳感器的進階之路
邁入“萬物互聯(lián)”時代，首先要解決“感知”問題。傳感器作為信息時代的“眼耳口鼻”，對外界信息進行收集。然而，一方面是我國傳感器市場快速增長，一方面卻是國產(chǎn)高端傳感器亟待突破。從工藝提升到工程迭代，國產(chǎn)高端傳感器的進階之路何尋？
你的手機上有多少個傳感器？僅拿拍照功能來說，圖像傳感器能夠處理弱光，進行自動對焦、高速對焦等；運動傳感器則防抖動。此外，加速度傳感器可以用來計步，以及手勢識別；環(huán)境光感測器幫助自動調(diào)節(jié)屏幕明暗。一款手機上面已經(jīng)集成了幾十塊傳感器。
相較初，如今的傳感器體積更小、功耗低、成本也不斷下降。這與MEMS技術(shù)緊密相關(guān)，MEMS也即微小的電學機械系統(tǒng)。以硅片等半導體為技術(shù)載體，MEMS傳感器將采集來的精敏信號，通過電路放大。上海微技術(shù)工業(yè)研究院總經(jīng)理丁輝文介紹，從“基本”物理傳感，如對振動和壓力的感知，到光，再到紅外、聲音，多傳感器融合以及人工智能技術(shù)的融入將是未來的方向。
近幾年我國傳感器市場規(guī)模一直保持較快增長。根據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院6月份發(fā)布的《中國傳感器制造行業(yè)發(fā)展前景與投資預測分析報告》，2018年行業(yè)市場規(guī)模達到1472億元，同比增長13.2%，近5年均保持兩位數(shù)的增長率。
雖然我國傳感器市場保持較快增長，但一直面臨著“高端傳感器有待突破”的問題。“我國傳感器產(chǎn)業(yè)已經(jīng)形成從研發(fā)、設計、生產(chǎn)到應用的完整產(chǎn)業(yè)體系,但總體與水平尚有差距，高端智能傳感器近80%依賴，尤其是芯片?！倍≥x文說。
不過值得一提的是，記者調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在越來越多的細分領域，出現(xiàn)了高端國產(chǎn)傳感器的身影。
以高精度噴墨打印頭為例，傲睿科技董事長關(guān)一民介紹，除了墨水打印，傲睿在生物打印方面也有進展。將細胞溶液置于類似墨盒的裝置中，傳感器對流速、溫度等精準控制，噴頭逐個將細胞按照一定結(jié)構(gòu)在培養(yǎng)皿上進行排列，生成類組織。這些類組織可以在藥物研發(fā)中發(fā)揮作用，代替小白鼠“試藥”，觀察藥物的毒性反應。
矽?？萍荚谶\動傳感器方面有所突破?！拔覀冇?0個參數(shù)對運動的速度、加速度、轉(zhuǎn)動、高度進行描述。相關(guān)的加速度計、磁傳感器、陀螺傳感器、慣性傳感器（IMU）芯片累計銷售已經(jīng)達到1億顆?！蔽？萍际紫瘓?zhí)行官孫臻介紹。
關(guān)于國產(chǎn)高端傳感器的發(fā)展機會，關(guān)一民介紹，目前一些省市建設的“中試線”，幫助很多創(chuàng)新的小傳感器廠商實現(xiàn)從圖紙到樣品的落地。
高端傳感器需要設計和生產(chǎn)工藝的緊密配合，并在應用、設計、生產(chǎn)過程中不斷循環(huán)優(yōu)化產(chǎn)品。但由于小傳感器廠商產(chǎn)量低、資金有限，很多大型代工廠不愿意為小公司進行工藝優(yōu)化調(diào)整，“性價比不高。即使調(diào)試成功，小公司需要代工生產(chǎn)的芯片數(shù)量有限，收入金額低，同時工藝調(diào)試過程中耗費的人力物力，并不低于大公司的‘大單子’。”丁輝文說。
所謂中試線，也即產(chǎn)品進行中間性試驗的產(chǎn)線，對于一些創(chuàng)新的小傳感器廠商來說，可以部分代替過去代工廠，有機會不斷進行工藝優(yōu)化。
上海微技術(shù)工業(yè)研究院擁有一條8英寸研發(fā)中試線?！澳壳熬€上有90多個項目在研發(fā)、中試和量產(chǎn)導入，大部分都是創(chuàng)業(yè)階段小公司的項目?！倍≥x文介紹。
此外，丁輝文認為，國產(chǎn)高端傳感器的發(fā)展，還有賴于結(jié)合實際應用，不斷進行工程上的迭代。
“在我們看來，傳感器屬于‘超越摩爾領域’，不再追求工藝線寬的持續(xù)縮微，也與材料、工藝密切相關(guān)。在很多細分領域，我們的設備和工藝線寬與國外基本在同一代，細節(jié)工藝積累差距較大。然而國內(nèi)廣闊的物聯(lián)網(wǎng)市場，使得我們距離應用場景更近，有利于技術(shù)的迭代更新?！倍≥x文說。
孫臻介紹，隨著供應鏈安全受到重視，一些下游廠商，如手機品牌開始向國內(nèi)尋求產(chǎn)品替代，有助于國內(nèi)高端傳感器市場的發(fā)展。此外，定制化傳感器正在成為趨勢，選擇國內(nèi)傳感器也更靈活。