蘋(píng)果新一代手機(jī)iPhone6s和智能手表的亮相,，讓全球眾多蘋(píng)果手機(jī)的追隨者又有了一次徹夜排隊(duì)的理由。賦予蘋(píng)果手機(jī)越來(lái)越強(qiáng)大功能的，不僅是越來(lái)越強(qiáng)大的芯片，更重要的是手機(jī)上越來(lái)越多、越來(lái)越精良的傳感器,。
數(shù)年前，當(dāng)喬布斯拿著蘋(píng)果手機(jī)“晃一晃”就可以讓它有所反應(yīng)的時(shí)候，手機(jī)的智能化時(shí)代真正開(kāi)始了,。幾年后，手機(jī)從一種通訊工具變成了一個(gè)人們離不開(kāi)的伙伴,。
讓手機(jī)具備這樣“魔力”的,，是觸摸屏、陀螺儀,、加速度計(jì)等各式各樣的傳感器,。
——觸摸屏是一種電容觸摸傳感器。用于感受手機(jī)位置和運(yùn)動(dòng)的,，是陀螺儀和加速感應(yīng)器,。當(dāng)你接電話(huà)把耳朵貼到屏幕上時(shí)，讓屏幕變暗并關(guān)閉觸摸屏的是紅外線(xiàn)接近傳感器,。根據(jù)環(huán)境光線(xiàn)強(qiáng)弱自動(dòng)調(diào)節(jié)屏幕亮度的,，是環(huán)境光傳感器。當(dāng)然，還有用于導(dǎo)航的“指南針”——磁阻傳感器,，以及用光電傳感器制作的攝像頭,。
在發(fā)布會(huì)上，最大的亮點(diǎn)還是蘋(píng)果在傳感器運(yùn)用上的突破,。iPhone6手機(jī)增加了集合多種傳感器的動(dòng)作協(xié)感應(yīng)器,，可以用來(lái)測(cè)量海拔高度的氣壓傳感器，可以實(shí)現(xiàn)指紋支付的近場(chǎng)通訊模塊和指紋傳感器,。iWatch背后的四個(gè)環(huán)狀傳感器,，原理是通過(guò)LED光照射到皮膚上形成反射，以此判斷血管的運(yùn)動(dòng),、檢測(cè)佩戴者的脈搏,。
不僅僅是手機(jī)，在汽車(chē),、家用電器,、可穿戴設(shè)備上，以及工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域,，越來(lái)越多的傳感器成為機(jī)器的“耳目”,。
普通公眾了解甚少的是，即將給人們生活方式帶來(lái)更大變化的物聯(lián)網(wǎng),，其最核心的基礎(chǔ)技術(shù)也是
傳感器,。有科學(xué)家預(yù)言，傳感器將像“人體的五官”一樣,，在未來(lái)充滿(mǎn)各個(gè)領(lǐng)域和空間,。
當(dāng)下，隨著物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的開(kāi)啟,，各式各樣的傳感器正成為無(wú)處不在的神經(jīng)元,，全球?qū)τ趥鞲衅鞯男枨笠查_(kāi)始呈現(xiàn)爆發(fā)性的增長(zhǎng)。但是,，在這一次盛宴開(kāi)啟的前夜,，業(yè)界又遺憾地發(fā)現(xiàn)，中國(guó)似乎又落伍了,。
在德國(guó)的博世,，美國(guó)的霍尼韋爾、飛思卡爾這些傳感器巨頭享受它們“厚積薄發(fā)”帶來(lái)的收益時(shí),，中國(guó)企業(yè)如何從中分一杯羹,？
模仿人體五官
“傳感器就好像是人的五官?！敝锌圃何⑾到y(tǒng)所傳感技術(shù)聯(lián)合國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任李昕欣對(duì)財(cái)新記者說(shuō),，人類(lèi)在計(jì)算機(jī)的時(shí)代,，解決了大腦的模擬問(wèn)題，相當(dāng)于用0和1實(shí)現(xiàn)了信息的數(shù)字化,，利用布爾邏輯解決問(wèn)題,；現(xiàn)在是后計(jì)算機(jī)時(shí)代，開(kāi)始模擬五官,。
傳感器(transducer,、sensor)往往又被稱(chēng)為換能器，功用是把其他信息轉(zhuǎn)換為電信號(hào),。它通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成,，能將檢測(cè)感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號(hào)輸出,，以滿(mǎn)足信息的傳輸,、處理、存儲(chǔ),、顯示,、記錄和控制等要求?？梢哉f(shuō),，是傳感器讓物體有了觸覺(jué)、味覺(jué)和嗅覺(jué)等感
官,，讓物體慢慢變得活了起來(lái),。
傳感器的發(fā)展，最早是來(lái)自工業(yè)自動(dòng)化的推動(dòng),。
出于提高效率的目的,，工業(yè)生產(chǎn)開(kāi)始由中央控制室控制各個(gè)生產(chǎn)節(jié)點(diǎn)上的參量，包括流量,、物位、溫度和壓力四大參數(shù),，催生了傳感器的發(fā)展,。這個(gè)趨勢(shì)從上世紀(jì)70年代開(kāi)始，到現(xiàn)在也是傳感器應(yīng)用最多的一種形式,。
清華大學(xué)精密儀器系教授董永貴告訴財(cái)新記者,，在傳感器這一概念“出現(xiàn)”之前，早期的測(cè)量?jī)x器中其實(shí)就有傳感器,，只不過(guò)是以整套儀器中一個(gè)部件的形式出現(xiàn),。所以，中國(guó)在1980年以前,，介紹傳感器的教科書(shū)叫做“非電量的電測(cè)量”,。
傳感器概念的出現(xiàn)其實(shí)是測(cè)量?jī)x器逐步走向模塊化的結(jié)果,。此后，傳感器從整套儀器系統(tǒng)中獨(dú)立出來(lái),，單獨(dú)作為一個(gè)功能器件進(jìn)行研究,、生產(chǎn)、銷(xiāo)售,。
根據(jù)傳感器工作原理,，可分為物理傳感器和化學(xué)傳感器兩大類(lèi)。物理傳感器應(yīng)用的是物理效應(yīng),，將被測(cè)信號(hào)量的微小變化轉(zhuǎn)換成電信號(hào),，諸如壓電效應(yīng)，磁致伸縮現(xiàn)象,，離化,、極化、熱電,、光電,、磁電等效應(yīng)。
化學(xué)傳感器則是以化學(xué)吸附,、電化學(xué)反應(yīng)等現(xiàn)象為因果關(guān)系的傳感器,。近年來(lái)，出現(xiàn)了利用各種生物特性做成的生物型傳感器,，用以檢測(cè)與識(shí)別生物體內(nèi)化學(xué)成分,。
在董永貴看來(lái)，嚴(yán)格來(lái)說(shuō)傳感器不算是一個(gè)單純的學(xué)科方向,，因?yàn)楦鱾€(gè)學(xué)科都有研究傳感器的,。
依據(jù)新發(fā)現(xiàn)的物理現(xiàn)象、化學(xué)效應(yīng)制造的新的傳感器,，實(shí)際上是對(duì)別的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)研究成果的二次開(kāi)發(fā),。
他說(shuō)，伴隨電子電路技術(shù)的飛速發(fā)展,，越來(lái)越多的測(cè)量問(wèn)題集中到了傳感器這一環(huán)節(jié)上,。最終，傳感器的性能決定了整套測(cè)量?jī)x器的性能,?！斑@是傳感器發(fā)展最重要的推動(dòng)力?！?/p>
“模擬人的五官”,，只是傳感器的一個(gè)比較形象的說(shuō)法。傳感器技術(shù)發(fā)展相對(duì)成熟的,，還是工業(yè)測(cè)量中經(jīng)常用到的如力,、加速度,、壓力、溫度等物理量,。對(duì)于真實(shí)人的感覺(jué),，包括視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué),、觸覺(jué),、嗅覺(jué)、味覺(jué),，從傳感器的角度來(lái)看,，大部分不是很成熟。
“視覺(jué),、聽(tīng)覺(jué)可認(rèn)為是物理量,，相對(duì)好一些，觸覺(jué)就比較差一些,，至于嗅覺(jué)及味覺(jué),，由于涉及到生物化學(xué)量的測(cè)量，工作機(jī)理比較復(fù)雜,，遠(yuǎn)未達(dá)到技術(shù)成熟的階段,。”他說(shuō),。
傳感器的市場(chǎng),，其實(shí)是由應(yīng)用推動(dòng)的。比如,，化學(xué)工業(yè)中,，壓力、流量傳感器市場(chǎng)相當(dāng)大,；汽車(chē)工業(yè)中,，轉(zhuǎn)速、加速度等傳感器市場(chǎng)非常大,?；谖㈦娮訖C(jī)械系統(tǒng)(MEMS)的加速度傳感器現(xiàn)在技術(shù)較為成熟，對(duì)汽車(chē)工業(yè)的需求拉動(dòng)功不可沒(méi),。
MEMS(Micro-Electro-MechaNIcalSystems)是指可批量制作的，集微型機(jī)械結(jié)構(gòu),、微型傳感器,、微型執(zhí)行器、通信等于一體的微型器件或系統(tǒng),。它體積小,、重量輕,、成本低、功耗低,、可靠性高,，適于批量化生產(chǎn)，易于集成和實(shí)現(xiàn)智能化,，同時(shí)也能實(shí)現(xiàn)某些傳統(tǒng)機(jī)械傳感器所不能實(shí)現(xiàn)的功能,。
谷歌已經(jīng)花費(fèi)了五年的時(shí)間來(lái)研發(fā)無(wú)人駕駛汽車(chē)。這些汽車(chē)上已經(jīng)沒(méi)有了加速踏板,、剎車(chē)踏板和后視鏡,，而是通過(guò)內(nèi)部的傳感器和車(chē)載電腦來(lái)控制汽車(chē)的運(yùn)行。
在各類(lèi)傳感器的幫助下,，過(guò)去屬于人與人之間的互聯(lián)網(wǎng),，延伸和擴(kuò)展到了任何物品與物品之間。
1999年,，在美國(guó)召開(kāi)的移動(dòng)計(jì)算和網(wǎng)絡(luò)國(guó)際會(huì)議就提出,，“傳感網(wǎng)是下一個(gè)世紀(jì)人類(lèi)面臨的又一個(gè)發(fā)展機(jī)遇”；2003年,，美國(guó)《技術(shù)評(píng)論》提出傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將是未來(lái)改變?nèi)藗兩畹氖蠹夹g(shù)之首,。
2005年國(guó)際電信聯(lián)盟(ITU)發(fā)布了《ITU互聯(lián)網(wǎng)報(bào)告2005：物聯(lián)網(wǎng)》。該報(bào)告指出,，無(wú)所不在的“物聯(lián)網(wǎng)”通信時(shí)代即將來(lái)臨,，世界上所有的物體從輪胎到牙刷、從房屋到紙巾都可以通過(guò)因特網(wǎng)主動(dòng)進(jìn)行交換,。射頻識(shí)別技術(shù)(RFID),、傳感器技術(shù)、納米技術(shù),、智能嵌入技術(shù)將得到更加廣泛的應(yīng)用,。
美國(guó)權(quán)威咨詢(xún)機(jī)構(gòu)FORRESTER預(yù)測(cè)，到2020年,，世界上物物互聯(lián)的業(yè)務(wù),，跟人與人通信的業(yè)務(wù)相比，將達(dá)到30比1,，因此,，“物聯(lián)網(wǎng)”被稱(chēng)為是下一個(gè)萬(wàn)億級(jí)的通信業(yè)務(wù)。
M2M就是把物與物聯(lián)系起來(lái),，以達(dá)到人與物,、物與物的實(shí)時(shí)交流，是物聯(lián)網(wǎng)的最直接實(shí)現(xiàn)方式,。
M2M技術(shù),，可以在運(yùn)輸過(guò)程中確保昂貴貨物的安全,，可以為運(yùn)輸中的冷藏貨柜監(jiān)測(cè)位置和溫度，可以遠(yuǎn)程診斷發(fā)動(dòng)機(jī)的狀態(tài),，車(chē)主還可以實(shí)時(shí)接受導(dǎo)航和交通信息,。
根據(jù)AT&T的評(píng)估，到2020年,，全球M2M的連接數(shù)量將達(dá)到500億,。實(shí)際上，隨著M2M解決方案的日漸成熟,，通信,、傳感設(shè)備成本的下降，物聯(lián)網(wǎng)將逐步滲入各個(gè)行業(yè),。
汽車(chē),、機(jī)械、大型設(shè)備等機(jī)器的全球互聯(lián),，利用新的分析技術(shù)和商業(yè)智能解決方案,，可以從海量數(shù)據(jù)中抽取出更多有價(jià)值的信息，也可以為客戶(hù)提供更多的增值服務(wù),。
“物聯(lián)網(wǎng)最核心,、最基礎(chǔ)的就是傳感器?！敝袊?guó)物聯(lián)網(wǎng)研究發(fā)展中心主任葉甜春對(duì)財(cái)新記者說(shuō),，沒(méi)有傳感器就沒(méi)有辦法讓機(jī)器自動(dòng)感知信息。正是因?yàn)橛辛藗鞲衅骷尤刖W(wǎng)絡(luò),，物聯(lián)網(wǎng)的概念才被提出來(lái),。
外企厚積薄發(fā)
傳感器在技術(shù)水平和功能上的迅速發(fā)展，一方面來(lái)自于計(jì)算機(jī),、檢測(cè)等技術(shù)的發(fā)展,，另一方面則
源于應(yīng)用領(lǐng)域需求的驅(qū)動(dòng)。
2004年,，摩托羅拉的半導(dǎo)體部門(mén)從摩托羅拉獨(dú)立出來(lái),，成立飛思卡爾半導(dǎo)體公司，為汽車(chē),、消費(fèi),、工業(yè)、網(wǎng)絡(luò)和無(wú)線(xiàn)市場(chǎng)設(shè)計(jì)并制造嵌入式半導(dǎo)體產(chǎn)品,。短短幾年內(nèi),，飛思卡爾就成為世界最大的半導(dǎo)體公司之一。
飛思卡爾迅速成功的最大理由，是手握來(lái)自摩托羅拉的數(shù)千項(xiàng)專(zhuān)利,。這些專(zhuān)利有些可能來(lái)自幾十年前，但是其厚重的積累終于換來(lái)了近年的爆發(fā),。
飛思卡爾部分重要的產(chǎn)品就是各類(lèi)傳感器,。包括用于導(dǎo)航、動(dòng)作捕捉的加速度傳感器,、磁力計(jì),，滿(mǎn)足了醫(yī)療設(shè)備、導(dǎo)航設(shè)備,、移動(dòng)終端對(duì)高度精確的電子羅盤(pán)功能的需求,。
近年來(lái)，在汽車(chē)領(lǐng)域,，用于檢測(cè)由于墜落,、傾斜、運(yùn)動(dòng),、定位,、振動(dòng)和沖擊等產(chǎn)生的力的變化的加速度傳感器，被廣泛用于安全氣囊系統(tǒng),、電子穩(wěn)定控制系統(tǒng),、電子泊車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)等解決方案。
基于MEMS的壓力傳感器可以測(cè)量大氣壓也可測(cè)量血壓,、胎壓,，為家電、醫(yī)療,、消費(fèi)電子,、工業(yè)控制和汽車(chē)市場(chǎng)提供了強(qiáng)大的解決方案。
運(yùn)動(dòng)傳感器結(jié)合壓力傳感器,，可以用來(lái)監(jiān)控臥床不起的患者,，測(cè)量呼吸和心率，甚至在患者試圖下床時(shí)向護(hù)士站報(bào)警,，尋求幫助,。
MEMS傳感器的運(yùn)用絕不僅限于手機(jī)，電腦,、汽車(chē),、導(dǎo)航甚至電熨斗、運(yùn)動(dòng)裝備中隨處可見(jiàn)它的身影,，比如導(dǎo)航儀在沒(méi)有衛(wèi)星信號(hào)的隧道可以判斷是否可按慣性軌跡行駛,，筆記本電腦在掉落時(shí)可自動(dòng)開(kāi)啟硬盤(pán)保護(hù)程序，電熨斗在高溫平放時(shí)自動(dòng)切斷電源等等。
“2008年喬布斯就拿著手機(jī)晃了一晃,，就帶來(lái)了加速度傳感器市場(chǎng)的爆發(fā),。”無(wú)錫感芯半導(dǎo)體(consensic)副總經(jīng)理張毅對(duì)財(cái)新記者說(shuō),。但是,，在他看來(lái)，壓力傳感器的市場(chǎng)將會(huì)更大,。
他說(shuō),，壓力傳感器與其他傳感器不同在于，市場(chǎng)應(yīng)用高度碎片化,。壓力傳感器上世紀(jì)70年代已經(jīng)被開(kāi)發(fā)出來(lái),，幾十年里應(yīng)用遍布世界各個(gè)角落，但是因?yàn)榫嚯x老百姓生活比較遙遠(yuǎn),，不那么廣為人知,。壓力傳感器在汽車(chē)的胎壓監(jiān)測(cè)、油壓監(jiān)測(cè),、一些高端家電上應(yīng)用非常廣泛,，未來(lái)將在智能產(chǎn)品上獲得更多應(yīng)用。
隨著技術(shù)的進(jìn)步,，讓壓力傳感器的成本降得足夠低,，把過(guò)去應(yīng)用于軍事、工業(yè)上的高端傳感器,，最終將應(yīng)用到智能終端上,。
“很多傳感器過(guò)去是用在飛機(jī)上的，現(xiàn)在用到了手機(jī)上,，比如加速度傳感器,、磁力計(jì)、氣壓計(jì),、陀螺儀,。”張毅說(shuō),，隨著iPhone6和iWatch上實(shí)現(xiàn)了氣壓計(jì)的應(yīng)用,，壓力傳感器的市場(chǎng)被打開(kāi)了，未來(lái)會(huì)有大幅度上升,，未來(lái)五年會(huì)有10億美元以上的增量,。
有了氣壓計(jì)，人們所在之處的海拔高度就可以被精確識(shí)別,；用于室內(nèi)導(dǎo)航的話(huà),，就可以進(jìn)行樓層識(shí)別；在為汽車(chē)導(dǎo)航的時(shí)候，就可以分辨汽車(chē)是在在高架上還是高架下,，而且隨著氣壓計(jì)更多的進(jìn)入移動(dòng)終端,，就可以讓每個(gè)人都成為氣象終端，進(jìn)行個(gè)性化的氣象預(yù)報(bào),。
隨著材料科學(xué)的進(jìn)步,，人們可制造出各種新型傳感器。例如用高分子聚合物薄膜制成溫度傳感器,，光導(dǎo)纖維能制成壓力、流量,、溫度,、位移等多種傳感器，用陶瓷制成壓力傳感器,。
高小龍說(shuō),，如今我們會(huì)看到傳感器集成更多智能，并且需要更加緊密地將傳感器與單片機(jī)和數(shù)字網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品相互集成,。傳感器需要更多的分層智能,，以便解決電力保存、安全性和連接性問(wèn)題,。隨著即將來(lái)臨的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用浪潮,，傳感器系統(tǒng)會(huì)變得更加復(fù)雜、更具背景和環(huán)境感知能力,?！靶疫\(yùn)的是，我們所有身在其中的人將會(huì)感覺(jué)更加有趣,?！?/p>
李昕欣介紹，從現(xiàn)在傳感器的能力來(lái)說(shuō),，有些地方還達(dá)不到五官的能力,，但是有些能力能夠超過(guò)，比如監(jiān)測(cè)爆炸物的傳感器,。從傳感器的發(fā)展趨勢(shì)上看,，需要解決功耗、體積,、造價(jià)和壽命問(wèn)題,，讓傳感器越來(lái)越小，越來(lái)越便宜,，功耗越來(lái)越低,，每個(gè)人都可以有、可以大量占有。
現(xiàn)在博世,、意法半導(dǎo)體,、霍尼韋爾、飛思卡爾,、日立等傳統(tǒng)的電子制造業(yè)巨頭,，都把傳感器作為未來(lái)業(yè)務(wù)的主要增長(zhǎng)點(diǎn)，目前MEMS傳感器年產(chǎn)值在200億美元左右,，但增長(zhǎng)十分迅猛,。
“現(xiàn)在很多公司都對(duì)傳感器感興趣，最重要的是如何設(shè)計(jì)一種產(chǎn)品,，如何讓用戶(hù)接受傳感器所帶來(lái)的服務(wù),。”他說(shuō),。
“每年20%的工業(yè)自動(dòng)化的傳感器的更換,，這不是最偉大的市場(chǎng)?！彼f(shuō),，最偉大是歷史上從來(lái)沒(méi)有的市場(chǎng)，誰(shuí)也沒(méi)想到陀螺儀可以用到手機(jī)里,，原來(lái)根本不敢有這個(gè)奢望,。但是蘋(píng)果就實(shí)現(xiàn)了，這才是更加寶貴的第一桶金,。
“武裝到牙齒”
今年以來(lái),，全球幾大消費(fèi)電子巨頭紛紛發(fā)力搶占以智能眼鏡及智能手表為代表的可穿戴設(shè)備市場(chǎng)。
在本輪可穿戴設(shè)備的追逐熱潮中,，傳感器已然成為可穿戴設(shè)備產(chǎn)業(yè)鏈上最重要的組成部分,。
2014年初，谷歌宣布,，正在研發(fā)一款血糖監(jiān)測(cè)隱形眼鏡,，通過(guò)使用微型血糖傳感器和無(wú)線(xiàn)發(fā)送器，依靠對(duì)人的眼淚分析就能監(jiān)測(cè)出體內(nèi)血糖濃度,，可讓患者擺脫對(duì)血糖儀的依賴(lài),。英特爾公司也宣布耗資1億美元收購(gòu)BasisScience公司，該公司的傳感器技術(shù)可以監(jiān)測(cè)心率,、血流量和散熱量,。
9月初，芬蘭赫爾辛基的睡眠傳感器公司Beddit宣布最新一輪融資獲800萬(wàn)美元,。
這家公司的傳感器,，就是通過(guò)穿戴者心臟收縮力檢測(cè)個(gè)人的心跳,，用胸壁運(yùn)動(dòng)探測(cè)呼吸的節(jié)律。胸帶測(cè)量使用者就寢時(shí)間,、起床時(shí)間,、睡眠時(shí)間，檢測(cè)心率,、睡眠質(zhì)量和呼吸運(yùn)動(dòng),，包括打鼾。
常見(jiàn)的可穿戴式物理傳感器產(chǎn)品,，包括可以監(jiān)測(cè)心率的智能手機(jī)與智能手表,，更加精確測(cè)量心率
和心血管指標(biāo)的胸帶式傳感器，放在跑鞋或鞋墊上,，測(cè)量運(yùn)動(dòng)節(jié)奏,、速度和距離的計(jì)步器。在不斷發(fā)展的電子元件與新服裝材料的推動(dòng)下,，傳感器開(kāi)始與服裝集成，被應(yīng)用到身體撞擊檢測(cè),、生物信號(hào)監(jiān)控,、生物力學(xué)監(jiān)控和生物反饋等方面。
隨著非植入式電化學(xué)和生物傳感器的發(fā)展,，可穿戴式傳感器可以利用對(duì)眼淚,、唾液、汗液,，以及皮膚組織液等體液的檢測(cè)來(lái)填補(bǔ)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)體內(nèi)疾病及藥效的空白,。
谷歌的血糖監(jiān)測(cè)隱形眼鏡，就是通過(guò)淚液與血液間葡萄糖含量的相關(guān)性,，應(yīng)用于糖尿病的監(jiān)測(cè)和管理,。
過(guò)去鑲嵌在假牙上的唾液傳感器，現(xiàn)在已改進(jìn)成了在牙齒上的圖騰,，并與遠(yuǎn)程無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸相結(jié)合,，實(shí)時(shí)反映人體情緒、激素,、營(yíng)養(yǎng)和代謝的情況,。
此外，汗液,、皮膚組織液,、甚至尿液中也都有可以反映人體健康狀況的物質(zhì)。針對(duì)這些指標(biāo),，大大小小的公司都在研發(fā)各種既輕小又精準(zhǔn)的傳感器,，為實(shí)時(shí)檢測(cè)人體健康狀況創(chuàng)造了條件,。
今年7月底，售價(jià)僅79元的小米手環(huán)顛覆了手環(huán)市場(chǎng),。小米生態(tài)鏈產(chǎn)品總監(jiān)夏勇峰對(duì)OFweek傳感器小編說(shuō),，這已經(jīng)是手環(huán)的成本價(jià)格。
小米手環(huán)最主要的成本來(lái)自藍(lán)牙芯片和加速度傳感器,，可以實(shí)現(xiàn)手機(jī)解鎖,、運(yùn)動(dòng)量監(jiān)測(cè)、睡眠質(zhì)量監(jiān)測(cè)等功能,。其中來(lái)自美國(guó)ADI亞德諾半導(dǎo)體的加速度傳感器,，號(hào)稱(chēng)是最低功耗的運(yùn)動(dòng)傳感器、最省電的軍用運(yùn)動(dòng)傳感器,。據(jù)該公司介紹,，在美國(guó)的軍用頭盔上，也用了三顆同樣的傳感器,。
加速度傳感器在進(jìn)入消費(fèi)電子市場(chǎng)之前,，實(shí)際上已被廣泛應(yīng)用于汽車(chē)電子領(lǐng)域，主要集中在車(chē)身操控,、安全系統(tǒng)和導(dǎo)航,，典型的應(yīng)用如汽車(chē)安全氣囊(Airbag)、ABS防抱死剎車(chē)系統(tǒng),、電子穩(wěn)定程序(ESP),、電控懸掛系統(tǒng)等。
今年9月初,，在上海召開(kāi)的生物大數(shù)據(jù)研討會(huì)上,，軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院微生物流行病研究所教授楊瑞馥指出，基于微流控,、生物傳感器和微機(jī)電技術(shù)的POCT(point-of-caretesting)快速檢測(cè)技術(shù),，讓檢測(cè)設(shè)備越來(lái)越小型化，可以讓檢測(cè)走出實(shí)驗(yàn)室,，來(lái)到野外,、車(chē)載和家庭。
POCT可以解釋為隨時(shí)隨地的檢測(cè),，由于這種技術(shù)快速簡(jiǎn)便,，效率高，成本低,，檢驗(yàn)周期短,、標(biāo)本用量少，而且試劑穩(wěn)定且便于保存和攜帶,，已經(jīng)被廣泛用于臨床,，甚至自我檢測(cè),。
一個(gè)例證是，美國(guó)《時(shí)代周刊》評(píng)選出的2013年十大醫(yī)療突破中,，就包括了一種能顯示懷孕多久的家用驗(yàn)孕棒,。該測(cè)試裝置的原理，通俗來(lái)說(shuō)就是把在原先醫(yī)院中才能做的荷爾蒙人絨毛膜促性腺激素的水平檢測(cè),，集成為一種生物傳感器,。
在POCT上應(yīng)用的生物傳感器技術(shù)，是利用離子選擇電極,、底物特異性電極,、電導(dǎo)傳感器等特定的生物檢測(cè)器進(jìn)行分析檢測(cè)。該類(lèi)技術(shù)是酶化學(xué),、免疫化學(xué),、電化學(xué)與計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物。現(xiàn)在不僅有微型血糖檢測(cè)儀,，微型測(cè)序儀,，甚至還有包含多種藥物，可以實(shí)時(shí)檢測(cè)患者體內(nèi)狀況,，選擇性釋放藥物的智能藥丸,。
在高小龍看來(lái)，我們現(xiàn)在所接觸到的僅僅是可穿戴設(shè)備的冰山一角,。先進(jìn)的傳感器將被整合到許多領(lǐng)域當(dāng)中,，例如服裝,、嬰兒紙尿片和創(chuàng)可貼等,。他認(rèn)為，在不影響分辨率的前提下改進(jìn)傳感器的尺寸和功耗是推出更多應(yīng)用的第一步,。其他即將涌現(xiàn)的很酷的傳感器應(yīng)用包括智能配藥系統(tǒng)和能夠改善患者生活質(zhì)量的醫(yī)療設(shè)備,、機(jī)器人家電產(chǎn)品，以及汽車(chē)主動(dòng)安全系統(tǒng),。
中國(guó)傳感器差距
傳感器作為現(xiàn)代科技的前沿技術(shù),，被認(rèn)為是現(xiàn)代信息技術(shù)的三大支柱之一，也是國(guó)內(nèi)外公認(rèn)的最具有發(fā)展前途的高技術(shù)產(chǎn)業(yè),。
然而,，在傳感器迎來(lái)春天的時(shí)候，中國(guó)公眾看到的似乎仍然是國(guó)外半導(dǎo)體巨頭的盛宴,。
業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為,，雖然中國(guó)的傳感器市場(chǎng)發(fā)展很快，但本土傳感器技術(shù)與世界水平相比仍存在很大差距,。
這種差距,，一方面表現(xiàn)為傳感器在感知信息方面的落后,，另一方面，則表現(xiàn)為傳感器自身在智能化和網(wǎng)絡(luò)化方面的技術(shù)落后,。由于沒(méi)有形成足夠的規(guī)?；瘧?yīng)用，導(dǎo)致國(guó)內(nèi)的傳感器不僅技術(shù)低,，而且價(jià)格高,，在市場(chǎng)上很難有競(jìng)爭(zhēng)力。
董永貴教授介紹,，中國(guó)大致從1980年以后開(kāi)始重視傳感器技術(shù)的研究,。經(jīng)過(guò)多年的努力，在傳感器研究方面的發(fā)展水平還算是比較好的,。但是,，在產(chǎn)品化方面的技術(shù)進(jìn)步還不是很理想，很多傳感器技術(shù),，其實(shí)國(guó)內(nèi)的實(shí)驗(yàn)室研究水平并不是很差,，可惜未能充分利用，沒(méi)有轉(zhuǎn)化為進(jìn)入市場(chǎng)的成熟產(chǎn)品,。
他說(shuō),，傳感器技術(shù)的研究需要比較長(zhǎng)時(shí)間的投入，一款傳感器的研發(fā),，要6年-8年才能成熟,，一般
中國(guó)企業(yè)都承受不了這么長(zhǎng)的周期。中國(guó)企業(yè)更難以承受失敗,，而傳感器的研究失敗的風(fēng)險(xiǎn)很高,。
根據(jù)董永貴在日本訪(fǎng)問(wèn)時(shí)了解到的情況，日本企業(yè)支持的研發(fā)中,，很多形不成產(chǎn)品,，但是企業(yè)能夠承受，10項(xiàng)中只要2項(xiàng)-3項(xiàng)能夠變成產(chǎn)品就行,。
“相比之下,，我們很多企業(yè)都是準(zhǔn)備去拿別人現(xiàn)有的東西?！倍蕾F說(shuō),，這種思路是有問(wèn)題的，包括我們總是希望引進(jìn)國(guó)外現(xiàn)成的,、有自己項(xiàng)目的人才,。“都不準(zhǔn)備養(yǎng)魚(yú),，而是撈一條魚(yú)來(lái),?！?/p>
相比于比較大型的儀器設(shè)備，傳感器在產(chǎn)品化過(guò)程中需要的投資一般不是很大,，所以比較適合小型企業(yè)投資,。在這方面，中國(guó)應(yīng)該是有優(yōu)勢(shì)的,。然而,，如果從另外一個(gè)方面考慮，這也是一個(gè)短處,。
傳感器行業(yè)的一個(gè)特點(diǎn)是,，傳感器本身技術(shù)含量高，但單只傳感器的價(jià)格一般不高,。此特點(diǎn)導(dǎo)致的一個(gè)結(jié)果是,，盡管傳感器的技術(shù)附加值高，但單純依賴(lài)傳感器很難形成可觀的產(chǎn)值,。
按照董永貴教授的比喻,，傳感器有點(diǎn)像中藥里的“藥引”，本身功能很重要,，但真正形成規(guī)模還需要依賴(lài)整服藥劑才行,。國(guó)外很多傳感器公司一旦在某種傳感器上有突破，很快會(huì)有相關(guān)的測(cè)量?jī)x器開(kāi)發(fā)出來(lái),。
“國(guó)內(nèi)的企業(yè)在后續(xù)技術(shù)研發(fā)能力相對(duì)要差一些,。”他說(shuō),。
李昕欣對(duì)財(cái)新記者說(shuō),，其實(shí)我們研究上不是差很多，但是一到產(chǎn)業(yè)化就出現(xiàn)很多問(wèn)題,，雖然許多原始創(chuàng)新國(guó)外還是帶著我們走,，更重要的是產(chǎn)業(yè)化的步伐太慢,。技術(shù)上,，中國(guó)的微制造的產(chǎn)能很大，容易實(shí)現(xiàn)批量制造,，但是創(chuàng)造性還是差一些,，如果把設(shè)計(jì)上的能力提高上去，產(chǎn)能才能發(fā)揮更大的作用,。
無(wú)錫感芯半導(dǎo)體主要產(chǎn)品集中在壓力傳感器領(lǐng)域,，其負(fù)責(zé)人張毅介紹，國(guó)內(nèi)做類(lèi)似產(chǎn)品的比較多,，但真正有規(guī)模的只有一兩家,，因?yàn)楫a(chǎn)品種類(lèi)非常多,，測(cè)試比較困難，投資比較大,，產(chǎn)業(yè)鏈非常長(zhǎng),，手工測(cè)試很難滿(mǎn)足消費(fèi)電子客戶(hù)的要求。
“要滿(mǎn)足需求量大的應(yīng)用,，必須走標(biāo)準(zhǔn)化的測(cè)試設(shè)備,，流程非常好，投資會(huì)非常大,?！睆堃阏f(shuō)。
而且,，在中國(guó)的專(zhuān)利保護(hù)機(jī)制下,，傳感器中辛辛苦苦研發(fā)出來(lái)的關(guān)鍵技術(shù)，往往呈現(xiàn)一種“訣竅”性質(zhì),，被抄襲后,，很難說(shuō)清楚，企業(yè)也打不起官司,。國(guó)內(nèi)雖然也有MEMS傳感器企業(yè),，但都是委托加工，搞不好就被加工企業(yè)自己拿去做了,，目前的企業(yè)創(chuàng)新體系有很大的問(wèn)題,。
2012年的時(shí)候，一位國(guó)內(nèi)傳感器領(lǐng)域的前輩在一次會(huì)議上說(shuō),，為什么中國(guó)傳感器事業(yè)發(fā)展不好,，就是缺乏能夠到國(guó)務(wù)院講課的領(lǐng)袖人物，這個(gè)領(lǐng)域研發(fā)的時(shí)間長(zhǎng),，顯著度不夠,，本身是很小的東西，所依據(jù)的物理現(xiàn)象是幾十年,、上百年前就發(fā)現(xiàn)的,。
這位學(xué)者指出，這種研究實(shí)際上非常辛苦,，比如說(shuō)有一種加速度傳感器,，在石油行業(yè)中用于地震波測(cè)量，所依據(jù)的是蘇聯(lián)幾十年前提出的原理,，但是直到這位專(zhuān)家在蘇聯(lián)解體后,，到了美國(guó)才形成產(chǎn)品得到應(yīng)用。
“越是需要厚積薄發(fā)、廣種薄收的領(lǐng)域,，我們差距越大,。”董永貴認(rèn)為,，現(xiàn)在差距有進(jìn)一步拉大的趨勢(shì),。