作者：王金旺 《電子產品世界》編輯

傳感器未來發(fā)展三大趨勢

從傳統(tǒng)的傳感器原材料場景發(fā)展到現在，純硬件面臨的挑戰(zhàn)越來越大，現在同質化越來越嚴重，同時，像汽車、手機等一些傳感器用量較大的行業(yè)，其采用的傳感器價格也越來越低，像手機已經普遍應用的指紋傳感器，其價格已經不足2美元。這使傳統(tǒng)傳感器企業(yè)的盈利和生存面臨著非常大的挑戰(zhàn)。

從另一方面來看，傳感器價格的持續(xù)下降也會迫使傳感器廠商去思考兩個問題：如何提高效率？如何推動傳感器向高增長的領域發(fā)展？這一市場對傳感器生產廠商的倒逼作用對于整個產業(yè)的發(fā)展和提升是有利的。

這里面我們提到三個方面：

（1）工業(yè)。對于環(huán)境的要求、汽車的無人駕駛、互聯互通。

（2）物流行業(yè)。物流的倉儲、運輸，這上面也會產生大量的需求。

（3）健康相關產品。隨著科技的發(fā)展，人類生活水平的提高，人的壽命也越來越長。如何在長壽的狀態(tài)下還能有健康的身體，特別是中國慢慢往老齡化社會發(fā)展，因而，健康相關產品會成為非常熱門的話題。

隨著市場發(fā)展狀況的變化，傳感器的發(fā)展也有了新趨勢。當下傳感器的發(fā)展主要有以下三大趨勢：

（1）微型化。以智能手機為例，當下手機除了性能外，大家都在比誰的手機做得更薄，這也就要求其使用的傳感器要有小體積和低功耗的特征。

（2）組合傳感器。針對當下手機內部（這里指手機主板）空間有限，每個傳感器作為一個模塊做嵌入會降低手機內部空間利用率，如何將5~10種傳感器，甚至更多傳感器集成起來，做成一個組合傳感器，就成了當下傳感器廠商及設備廠商需要考慮的一個問題。

（3）無線傳輸。其中，NB-IoT是一種優(yōu)秀的無線傳輸技術，尤其是在工業(yè)物聯網、物流等領域的應用將會為相關行業(yè)發(fā)展帶來很大的幫助。物聯網終端的規(guī)模和數量都很大，預計到2025年將會有750億個物聯網設備投入使用，其中，工業(yè)、物流、健康、醫(yī)療都將會是熱門應用領域，都將有望達到千億美元規(guī)模。這也將會進一步帶動未來傳感器行業(yè)的提升。

霍尼韋爾未來發(fā)展重點

針對當下傳感器市場的變化，霍尼韋爾傳感與生產力解決方案部大中華區(qū)副總裁兼總經理柴小舟在2017 Sensor China全球傳感器與物聯網產業(yè)峰會上介紹了未來霍尼韋爾的發(fā)展重點。

（1）工人和設備。首先從工人角度來看，工人處于怎樣的環(huán)境，如何幫助他們提高工作能力、工作水平以及工作效率，如何避開危險的場景都是需要考慮和解決的；另外，從設備角度來說，如何更好地追蹤這些設備工作狀態(tài)是霍尼韋爾專注的第一個領域，要讓工人及時了解設備的實時工作狀態(tài)，從而保證他高效地作業(yè)。

（2）工作流。工作流中采用各種自動設備（例如，自動識別、可穿戴增強現實技術等）可以極大提升工作能力。以運輸業(yè)為例，通過設備將資產和人員真正地連接起來，之后你在運輸貨品的時候，貨品的狀態(tài)、車輛的狀態(tài)，甚至駕駛員的狀態(tài)，都可以通過后臺進行很好地管控，一旦遇到問題，就可以進行及時進行應對和處理。

（3）貨艙。機器人作為當下一項發(fā)展火熱的技術，可以很好地應用到貨艙中，例如用AGV（Automated Guided Vehicle，自動導引運輸車）設備搬運你的貨物，甚至貨架，幫你做智能揀選，這將極大地提高工作效率。

（4）高增長應用。例如家電、樓宇、醫(yī)療、工業(yè)自動化等。

3D傳感與微投影將會引起第三次人機交互革命

近年來的3D傳感與微型投影技術將會進一步解放雙手，預計將會實現按鍵、觸控之后的第三次人機交互跨越。

當下的3D傳感和智能交互應用市場分為兩個端，即輸入端和輸出端。

輸入端通過3D景深可以實現智能交互，這對3D在智能硬件中的應用會有很大的推動作用。其中，近些年也有眾多典型智能交互案例，包括針對互聯網購物、裝修等已經有很好的應用，未來的VR和AR也會結合影像、3D建模和3D展示將會有很大的發(fā)展空間。

隨著智能音箱引爆市場，大家對輸出端交互需求也開始出現，其中，嵌入式市場是輸出端主要增長領域，其年復合增長率在30%以上，而在智能音響之后，預計未來隨著智能交互的需求度不斷提升，將會有更多對視頻展示的智能硬件出現。尤其隨著小型化技術的發(fā)展，輸出端市場也會不斷拓展。另外，由于現在人眼視力普遍在下降，尤其是孩子的視力下降已經不容忽視，因而，教育市場也是未來人機交互很重要的一個領域。

據相關報告顯示，3D傳感市場規(guī)模將從2016年的13.28億美元增長到2022年的90.34億美元，年復合增長率高達38%。而隨著國際巨頭導入3D攝像技術，人臉識別和手勢識別應用將率先脫穎而出，市場空間有望迎來爆發(fā)式增長。而智能音箱、智能機器人、智能手機/平板、智能穿戴、AR等一系列交互式微投應用場景興起，微投影市場（尤其是嵌入式微投影）也將迎來快速增長。在不久的將來，3D傳感與微投影智能交互或將成為智能終端的“標配”。歌爾展會熱門產品

微投影作為歌爾此次展示的重點技術之一，其方案主要基于LBS技術，相對于傳統(tǒng)的DLP，主要優(yōu)勢在于它不需要調焦（在十米左右的空間里任何投影都是自動的），分辨率高、尺寸小、功耗低。該方案已應用到青橙VOGA手機上的微投影模組，以及LBS微投影+圖像交互模組產品。這些產品采用LBS技術的投影方案，具有無需對焦、色彩飽和度佳、功耗低、尺寸小等優(yōu)勢，而整合圖像交互功能的微投影模組配合應用算法，可以將任意的投影面變?yōu)閹в杏|控功能的圖像，拓展了人機交互的形式，可廣泛應用于移動投影、手機、虛擬/增強現實等消費電子產品中。壓力傳感器在物聯網應用的思考

就工業(yè)壓力傳感器在物聯網行業(yè)的應用，主要可以從以下幾個方面進行嘗試和突破。

我們現在做的第一個嘗試就是小型化，原來的傳感器很大，夾板、熔絲、螺栓的成本比傳感器的成本還要高，例如PA級差壓傳感器組合是比較傳統(tǒng)的傳感器，此類傳感器缺點就是重量重、體積大。其優(yōu)點則為有多種介質，包括夾板安裝等都已經形成工業(yè)標準，同時還可以增加機械保護，如果硅芯片自身過壓能力不好，可以通過增加保護膜片來增加過壓保護能力。所以我們想是不是可以把這么大的東西搞得越小越好。

（1）由于在物聯網或工業(yè)物聯網的應用上沒有人再通過查看表頭來查看信息了，所有信息最終都會發(fā)送到系統(tǒng)中，這就使得LCD、點陣等表頭顯示不再有意義。在數字化輸出中，例如有485、LoRa、無線等形式輸出，距離比較近的可以用ZigBee，距離比較遠的可以用LoRa來實現。

（2）物聯網環(huán)境中介質一般比較單一，沒有那么多復雜和帶有腐蝕性的介質，因而可以不用做兩個大的夾板溶池，也不需要大的清洗和排液系統(tǒng)，可以通過在傳感器的兩側做兩個排液孔實現排液，從而進一步降低傳感器的成本和體積。

（3）不再需要保護膜片。德爾森的芯片有一個很大的特點就是單邊過壓，另外，在物聯網應用場景中的小型化場合中不需要太大的耐壓能力，因而可以省掉中心保護工藝，再小型化，這樣成本也沒有增加。

（4）我們做了一個家庭，把所有差壓傳感器做了一個小型化的試驗，有各種過程連接。第一是靜壓特性，對所有差壓傳感器來說，靜壓特性是很重要的一個參數，如果兩邊加一次靜壓，零點跑了，再加一次，又跑到另一邊去了，客戶就沒法使用這樣的產品。同時，對于小型化來說，過壓特性也很重要，安全性始終是很重要的，系統(tǒng)啟動時總會有一些沖擊存在。另外，客戶有多種數字化數據需求，每一個客戶都需要不同的輸出，需要我們同行在輸出化處理上多做一些探討，做調理芯片的企業(yè)多交流，如何做一個模塊化的輸出單元，可以讓傳感器廠商靈活的應用。

（5）必須要有自補償，對于差壓來說，我們還是希望它可以適應各種溫度的變化，特別是硅傳感器，溫度變化很重要。

總結起來，要把工業(yè)的差壓傳感器應用于物聯網需要考慮小型化、數字化和低功耗等方面。

傳感器行業(yè)四大特點

目前傳感器行業(yè)有四大特點。

（1）技術密集。我們哪一個傳感器行業(yè)都會有很多高水平的工程技術人員、碩士、博士，尤其是跨門類的人才眾多，包括材料、化學、物理、結構設計等人才，而只有將各個專業(yè)的人才結合起來，才能真正做好傳感器。

（2）資金密集。這里的資金密集不是我們傳統(tǒng)意義上說的一定要投資幾個億，甚至十幾個億;也不像一些人說的，傳感器投資一二千萬也可以做。這里的資金密集是相對產業(yè)規(guī)模而言的，例如，做消費電子產品智能硬件或者做空氣凈化機，有1000萬元資產就可以出產品，甚至已經可以上市。而做傳感器時，需要考慮買設備、研發(fā)需要的資金和它產生的效果。（3）研發(fā)及生產周期長。與其它產業(yè)相比，資金需求強度更大，研發(fā)及生產周期長，從有一個技術原型到研發(fā)出樣品，樣品拿給客戶試用，客戶試用了以后再反饋，反饋以后再改進，用戶再試用，沒有三年、五年很難讓客戶認同你的產品。尤其是產品拿認證，半年很快，一年、兩年也很正常，傳感器從創(chuàng)業(yè)投資到最終出產品批量銷售，五年、八年很正常。（4）應用信息匱乏。從一個好的創(chuàng)意到用戶使用效果產業(yè)鏈太長，其中包括從一個器件做成產品，再到集成當中，用戶反映的效果、用戶的意見一層層反饋，最終到芯片廠家后，用戶原始的反饋信息衰減了很多。因而，芯片廠家不可能得到真實的應用信息。傳感器行業(yè)有一個特點是芯片廠商不知道自己的產品到用戶手中真正的用戶體驗如何，只知道自己產品的參數和性能，而這些又不能體現用戶具體使用情況，因而可以說是假的。另外，用戶也不知道傳感器研制出會是怎樣的使用效果。紅外傳感器將在未來大有所為

整個傳感器市場現在對傳感器產品的需求量非常大，以智能家居行業(yè)為例，今年是中國智能家居的元年，包括海爾、海信、美的等很多家電企業(yè)都介入到了智能家具領域。另外，房產方面也有介入，叫全屋智能系統(tǒng)。因此，整個產業(yè)需求量出現爆發(fā)式的增長。而國內很多傳感器廠家此時介入可以說是趕上了最好的發(fā)展時間。

就國內傳感器市場現狀來看，中國傳感器種類眾多，但是中高端產品仍然比較欠缺。麥樂克也著重加強了這一塊的研發(fā)與投入，以提供智能化的、高精度的傳感產品。紅外傳感的優(yōu)勢紅外傳感有兩大優(yōu)勢——非接觸和遠距離。紅外傳感器最早用于軍事、航天中，例如在衛(wèi)星上的應用，由于紅外線傳輸距離遠，在大氣中紅外線可以傳輸到幾千公里以外。而紅外傳感器一直未能普及到民用領域，主要是因為成本較高。現在麥樂克正在努力把它的成本降低，從而實現在民用領域的推廣。由于紅外傳感的非接觸性，使得它相對于其他傳感器具有更多優(yōu)勢。例如二氧化碳由于不易與其它物質產生反應，因而無法用電化學類傳感器進行測量，只能用紅外傳感器測。另外，標定對于紅外傳感很重要，因為只有確定氣體濃度，才能生產出精準的紅外傳感模塊。麥樂克與德國合作開發(fā)出一臺紅外氣體標定設備，該設備在國內是第一臺能夠自動標定出氣體濃度的設備。MEMS壓力傳感器封裝仍是短板一個好的芯片只有擁有好的封裝才算擁有“不死之身”。就作用而言，封裝主要解決以下幾個問題：

（1）腐蝕和導電性介質的兼容問題；

（2）高溫介質；

（3）振動，包括尖峰壓力/爆破壓力、大電壓沖擊、封裝應力等。

目前，針對MEMS傳感器主要有三種主流的封裝方案，即MEMS+硅凝膠、擴散硅-不銹鋼充油和倒裝焊。MEMS芯片設計都需要考慮封裝，甚至針對封裝進行特殊優(yōu)化。圖1給出了幾個較好的針對封裝進行特殊優(yōu)化設計的MEMS芯片方案。其中，上面采用了玻璃倉加硅模的方案，特點是電阻處于真空中，抗環(huán)境干擾能力強，穩(wěn)定性好;下面是三家主流廠商TSV和TGV倒裝焊結構，特點是沒有Wire bond、抗振動沖擊，同時，有些技術方案中應用了SiO2介質隔離，從而能夠適應高溫環(huán)境。

空調暖風制冷領域

盾安環(huán)境作為空調配件及智能配件領域龍頭企業(yè)，其部分閥件產品在世界市場占有率高達50%~60%。空調暖風制冷領域(Heating Ventilation Air Conditioning，HVAC)是盾安的主要發(fā)展領域之一，包括家用領域和商用領域。目前，由于商用領域對傳感器的要求較高，例如中央空調。作為公共安全設施，因其高標準，該領域的大部分市場被美國和日本公司長期占據，如今，盾安傳感科技在這一領域填補了國內的空白。