中國電子科技集團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

在信息消費中，信息來源的準確、及時、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，就像是要實現(xiàn)人類大腦和神經(jīng)系統(tǒng)的一部分功能，從感覺到記憶到思維過程，稱為“智慧”;智慧的結(jié)果就產(chǎn)生了行為和語言，而行為和語言的表達過程是一種“能力”，兩者合稱“智能”。

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

比如通過工藝技術(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調(diào)理電路與微處理器集成在一塊芯片上，這可稱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，但集成化和微型化是這種趨勢的基礎(chǔ)，只有集成化、微型化技術(shù)才能實現(xiàn)低成本、低功耗、高性能、多功能、智能化和網(wǎng)絡(luò)化。所以，從這種實現(xiàn)的基礎(chǔ)來看，智能化和網(wǎng)絡(luò)化是目的，而集成化、微型化是實現(xiàn)這種目的的手段。在集成化和微型化的技術(shù)基礎(chǔ)上，將更多跟高級的智能因素集成到一個整體結(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)科知識和技術(shù)的融合。

整體來看，當(dāng)前國內(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)模方面與國際先進技術(shù)相比差距都比較大。就傳感器產(chǎn)品來說，盡管單項產(chǎn)品技術(shù)較強，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、針對應(yīng)用要求自下而上設(shè)計較少等方面的基礎(chǔ)問題。我國傳感器的科研開發(fā)水平約落后發(fā)達國家5～10年，生產(chǎn)技術(shù)約落后10～15年。

系統(tǒng)推進

全IC與傳感器產(chǎn)業(yè)鏈完善

智能傳感器目前是國際上傳感器研究的熱點和前沿，大力開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)未來信息技術(shù)制高點的戰(zhàn)略的關(guān)鍵措施。公眾信息市場是智能傳感器應(yīng)用體量巨大的市場。以市場需求為牽引、擴大信息消費市場對我國智能傳感器的促進作用是十分直接的，在國務(wù)院《關(guān)于加快促進信息消費擴大內(nèi)需的若干意見》的政策支持下，我國智能傳感器從技術(shù)到產(chǎn)品都將會超出預(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、擴大市場占有份額等方面形成良性循環(huán)。

我國擴大信息消費的舉措，為智能傳感器的發(fā)展注入了強大的推動力，所以抓住機遇大幅度增強我國傳感器研制和生產(chǎn)的綜合實力、建立智能傳感器高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)是我國未來在信息技術(shù)領(lǐng)域處于自主地位的重要基礎(chǔ)。

從國家經(jīng)濟結(jié)構(gòu)布局考慮，應(yīng)著重于全IC與傳感器產(chǎn)業(yè)鏈的系統(tǒng)推進，加大政府支持力度，建立行業(yè)共性技術(shù)服務(wù)平臺，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;鼓勵跨行業(yè)的聯(lián)合經(jīng)營模式，支持完成一批高精度智能傳感器的自主設(shè)計、開發(fā)及產(chǎn)業(yè)化建設(shè);組織各研究機構(gòu)大專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)展中步入先進行列。