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万物之眼:传感器的时代

返回列表 来源:admin 浏览: 发布日期:2019-02-14 15:08

   人类步入21世纪,全面进入信息时代,从一定意义上讲,也就进入了传感器时代。在现代控制系统中,传感器处于连接被测对象和测试系统的接口位置,可直接或间接接触被测对象,是信息输入的“窗口”,是万物互联的眼睛,是数据信息获取的唯一功能器件,直接影响和决定系统的性能优劣。特别是当前备受国际关注的物联网、大数据、云计算技术,乃至智慧城市中的各种技术实现,对于传感器技术的依赖尤为突出。
标准纷争的传感器
   目前,全球产品化的传感器种类约有2.6万余种。由于缺乏制定国际标准的准则与规范,尚未制定出权威的传感器标准类型。其敏感机理、敏感材料、使用功能、应用领域等互相交错及深度融合,难以厘清,各国及各行业围绕标准划分的争论从未停止,各抒己见、争论不休,从而导致产品名称混乱、种类繁多、结构复杂、参数各异等复杂状况。目前,行业只能划分为简单的物理传感器、化学传感器和生物传感器等大的类别。
   由于敏感机理、敏感材料不同,加之工业现场环境、使用场景,以及被检测介质与个性化参数、结构复杂等特点,长期以来,传感器一直处于多品种、小批量生产状态。受工艺技术的分散性、复杂性影响和设备装置价格昂贵等因素制约,业界称其生产过程为制造“工业工艺品”。各国工程技术人员围绕着工艺技术协同、融合,在产品规范化、性能归一化、功能集成化、结构标准化,以及工艺设备和工装夹具的产业化方面开展了长期的技术开发与创新,形成了一大批不同特色的技术成果。
MEMS工艺是创新源泉
   在美国硅谷传感器领域,以MEMS工艺技术为基础,根据不同行业和功能的需求,展开不同封装结构的各种传感器产品创新,已经持续了近25年,形成各种类型传感器产品,应用领域不断扩展,得到了各行业的广泛认同。正如硅谷MEMS工艺技术创始人丹尼斯所说:“20多年来,硅谷传感器产品一直都围绕着以硅基材料为主体的MEMS芯片和不同行业领域的市场应用需求,开展不同结构形式封装的产品创新”。因此,MEMS工艺技术是各种类型传感器的共性基础工艺技术,被业界称之为传感器创新源泉。
   目前,MEMS成熟工艺有4英寸、6英寸、8英寸、12英寸。伴随着半导体平面工艺更新换代和不断升级,工艺设备与装置水平成熟度增强,价格不断降低,MEMS工艺也正在向更大尺寸方向发展,工艺成熟度也随之不断增强。产品广泛应用于物理、化学和生物传感器中,在声敏、光敏、热敏、力敏、磁敏、气敏、湿敏、压敏、离子敏等传感器中的应用业已成熟。不仅提高了产业化能力,降低了产品成本,也大大提高了产品的可靠性、稳定性、一致性,使得产品的分散性、离散性得到了极大改善,可进行规范化与标准化的封装与生产,在批量化与规模化生产中发挥了重要作用。