中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第四十九研究所芯片與微系統(tǒng)工程中心主任 金建東

在信息消費(fèi)中，信息來(lái)源的準(zhǔn)確、及時(shí)、覆蓋密度大面積廣是基礎(chǔ)。智能傳感器作為眾多公眾信息的來(lái)源，在物聯(lián)網(wǎng)、智能工業(yè)、智能農(nóng)業(yè)、智能交通、智能電網(wǎng)、智能醫(yī)療、智能環(huán)保、智能物流、智能安防、智能家居等不同領(lǐng)域可以進(jìn)行信息的采集、處理、分析、傳輸，是當(dāng)前急需發(fā)展的重要電子器件之一。

集成化、微型化

是發(fā)展基礎(chǔ)

那么什么是智能傳感器呢?傳感器是模擬人感官采集外部信息的電子器件，傳感器的智能化，就像是要實(shí)現(xiàn)人類(lèi)大腦和神經(jīng)系統(tǒng)的一部分功能，從感覺(jué)到記憶到思維過(guò)程，稱(chēng)為“智慧”;智慧的結(jié)果就產(chǎn)生了行為和語(yǔ)言，而行為和語(yǔ)言的表達(dá)過(guò)程是一種“能力”，兩者合稱(chēng)“智能”。

賦予傳感器智能的內(nèi)涵可以有多個(gè)層次和程度，亦如人類(lèi)的智力和能力的表現(xiàn)，可以用“智商”和“能商”來(lái)描述其在個(gè)體中發(fā)揮智能的程度。因而智能傳感器的智慧和能力也會(huì)從簡(jiǎn)單樸素階段向復(fù)雜抽象階段發(fā)展，能夠在一定程度上模擬人類(lèi)大腦和神經(jīng)系統(tǒng)部分功能的傳感器稱(chēng)為智能傳感器。具有一定的對(duì)所檢測(cè)參數(shù)進(jìn)行信息處理、分析的功能或是對(duì)信息能夠存儲(chǔ)或是將信息分析結(jié)果轉(zhuǎn)化為其他指令等功能的傳感器都可以稱(chēng)之為智能傳感器。

比如通過(guò)工藝技術(shù)手段將傳感器與微處理器兩者緊密結(jié)合，將傳感器的敏感元件及其信號(hào)調(diào)理電路與微處理器集成在一塊芯片上，這可稱(chēng)作具有初步智能的傳感器。智能傳感器將ASIC電路、微處理器、通信接口、軟件協(xié)議等與敏感芯片相結(jié)合，使得敏感芯片的感知信息得到最充分的利用。

集成化、微型化、多功能化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化是傳感器的發(fā)展趨勢(shì)，但集成化和微型化是這種趨勢(shì)的基礎(chǔ)，只有集成化、微型化技術(shù)才能實(shí)現(xiàn)低成本、低功耗、高性能、多功能、智能化和網(wǎng)絡(luò)化。所以，從這種實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)來(lái)看，智能化和網(wǎng)絡(luò)化是目的，而集成化、微型化是實(shí)現(xiàn)這種目的的手段。在集成化和微型化的技術(shù)基礎(chǔ)上，將更多跟高級(jí)的智能因素集成到一個(gè)整體結(jié)構(gòu)中，這就是智能微系統(tǒng)。智能微系統(tǒng)需要更多學(xué)科知識(shí)和技術(shù)的融合。

整體來(lái)看，當(dāng)前國(guó)內(nèi)傳感器產(chǎn)業(yè)向微型化、集成化發(fā)展的主要瓶頸是我國(guó)IC與MEMS技術(shù)產(chǎn)業(yè)鏈能力不足，不論是在技術(shù)素質(zhì)、生產(chǎn)能力還是在生產(chǎn)規(guī)模方面與國(guó)際先進(jìn)技術(shù)相比差距都比較大。就傳感器產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，盡管單項(xiàng)產(chǎn)品技術(shù)較強(qiáng)，但總體上還存在可靠性不高、基礎(chǔ)技術(shù)和制造工藝研究欠缺、產(chǎn)品性能和功能落后、產(chǎn)品技術(shù)更新周期長(zhǎng)、針對(duì)應(yīng)用要求自下而上設(shè)計(jì)較少等方面的基礎(chǔ)問(wèn)題。我國(guó)傳感器的科研開(kāi)發(fā)水平約落后發(fā)達(dá)國(guó)家5～10年，生產(chǎn)技術(shù)約落后10～15年。

系統(tǒng)推進(jìn)

全I(xiàn)C與傳感器產(chǎn)業(yè)鏈完善

智能傳感器目前是國(guó)際上傳感器研究的熱點(diǎn)和前沿，大力開(kāi)展智能傳感器研究是我們應(yīng)采取的跨越式的發(fā)展思路，是占領(lǐng)未來(lái)信息技術(shù)制高點(diǎn)的戰(zhàn)略的關(guān)鍵措施。公眾信息市場(chǎng)是智能傳感器應(yīng)用體量巨大的市場(chǎng)。以市場(chǎng)需求為牽引、擴(kuò)大信息消費(fèi)市場(chǎng)對(duì)我國(guó)智能傳感器的促進(jìn)作用是十分直接的，在國(guó)務(wù)院《關(guān)于加快促進(jìn)信息消費(fèi)擴(kuò)大內(nèi)需的若干意見(jiàn)》的政策支持下，我國(guó)智能傳感器從技術(shù)到產(chǎn)品都將會(huì)超出預(yù)期快速發(fā)展，在技術(shù)的自主創(chuàng)新、產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化、擴(kuò)大市場(chǎng)占有份額等方面形成良性循環(huán)。

我國(guó)擴(kuò)大信息消費(fèi)的舉措，為智能傳感器的發(fā)展注入了強(qiáng)大的推動(dòng)力，所以抓住機(jī)遇大幅度增強(qiáng)我國(guó)傳感器研制和生產(chǎn)的綜合實(shí)力、建立智能傳感器高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)是我國(guó)未來(lái)在信息技術(shù)領(lǐng)域處于自主地位的重要基礎(chǔ)。

從國(guó)家經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)布局考慮，應(yīng)著重于全I(xiàn)C與傳感器產(chǎn)業(yè)鏈的系統(tǒng)推進(jìn)，加大政府支持力度，建立行業(yè)共性技術(shù)服務(wù)平臺(tái)，為行業(yè)自主創(chuàng)新及可持續(xù)發(fā)展提供支撐，使行業(yè)整體發(fā)展水平得到顯著提升;鼓勵(lì)跨行業(yè)的聯(lián)合經(jīng)營(yíng)模式，支持完成一批高精度智能傳感器的自主設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)及產(chǎn)業(yè)化建設(shè);組織各研究機(jī)構(gòu)大專(zhuān)院校解決傳感器主干產(chǎn)品智能化、網(wǎng)絡(luò)化的關(guān)鍵問(wèn)題，在技術(shù)上突破封鎖，在智能傳感器上以自主創(chuàng)新技術(shù)為主，在下一代信息技術(shù)發(fā)展中步入先進(jìn)行列。