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颠覆性技术:微纳传感器MEMS技术发展及应用
4小时前

徐晓苗行业协会/社会组织

中国半导体行业协会MEMS分会 市场专员

        什么是颠覆性技术?我们常说的技术创新有两类,一类是渐进式,对原有产品和服务进行改进,几乎由行业领袖开发,年复一年,努力推出改良型新产品,以期超越竞争对手。还有一类是颠覆性技术,打破传统技术思维和技术发展路线,是渐进式技术的跨越式发展,既可能是完全创新的新技术,也可能是基于现有技术的跨学科、跨领域创新型应用。举两个案子,一个是手机行业,触摸屏技术+MEMS技术的出现使得当时称霸一时的诺基亚倒下了;第二个就是数码照像机,CMOS图像传感器的应用使得胶片渐渐淡出人们的实现,于是柯达也被颠覆了。


  美国先进制造业协会(NACFAM)年会主题发布了颠覆性技术对美国制造业的影响,其中列出了5项颠覆性技术。见下图。

  人工智能的话题现在很火,比如前阵子“中国棋王柯洁”与“阿尔法”的对抗赛,柯洁惜败。人工智能产品所取得的成绩再一次为人所惊叹,同时也给人深深的危机感,每个行业从业人员都在探讨人工智能对人力的颠覆将发生在何时。


  微纳传感器也是属于颠覆性技术。其蕴含着巨大的创新与市场空间,近年成为政府、社会资金投资的热点领域之一。预计2033年产业链将超过1万亿美元。

        那么这么大的市场规模来源于哪?首先是手机等消费类电子。2014年全世界卖出的智能手机一共12亿部,其中不含欠发达国家的非智能手机。我们中国卖出的手机一共1.03亿部,其中不包括手机厂商的库存产品(即生产出来没有对外销售)。



  手机上已经大规模地使用了像麦克风,加速度陀螺等MEMS传感器。2014年智能手机卖出是25亿美元,这样一个行业它对MEMS传感器的需求可想而知,每部手机的需要许多颗传感器。


  第二个是汽车电子领域,2014年全球汽车销量8000多万辆,中国汽车销量2000多万辆,其中含有进口车的数量,这代表了中国汽车市场需求量。一般的轿车,几万块钱,一个车里面就装了超过100个传感器,20多万以上的高档汽车每台装了约200个传感器,我去过奇瑞好多趟,他们要用到很多传感器,全世界汽车里面用的传感器超过10亿个。


  第三传感器与健康领域的结合,我们原来看什么病都要到医院,现在我们看病到社区,甚至可以在家内看病,我们对医疗设备的要求是越来越小,对健康状况随时体察的要求越来越高,因此含有很多传感器的小型医疗体察工具进入人们的视线,包括现在可穿戴设备也很热议。光是健康检测的传感器2015年占了45亿美元的市场份额。

  第四个就是物联网,我国也将其作为战略性新兴产业,2012年美国TSensors Summit for Trillion Sensor Roadmap给出发展路线图,传感器能够帮助扩展整个产业链到一万亿美元的价值基础。物联网里面我们讲到的就是传感器这个重点,低成本、低功耗、多功能的传感器,有能量收集、能量存储的功能,还能植入集成电路,这个加起来对微纳器件需求年增长率是53%,到2024年会达到450亿美元。


  第五个是机器人和无人机领域的结合,国内涌现出不少无人机明星企业,例如深圳的大疆,这几年飞速发展。机器人、无人机本身的市场很大,预计2020年达到420亿美元,内置的传感器市场2014年达到3亿美元,到2020年预计将达到6亿美元。

  对于制造业来讲,德国有一个工业4.0,这个工业4.0究竟是干嘛的呢?其实就是工业互联网跟制造机器人结合起来,通过现场环境传感器进行能量收集,分析并最后反映出来,美国叫工业互联网,德国叫工业4.0,我们中国叫两化融合,即网络化制造。这里举一个例子,比如通用电气的工业互联网,就是利用工业互联网,实现机器、数据和人相连接。GE基于资产及传感器与数据的结合,创造了价值1万亿美元的资产。它由1000万个传感器追踪5000万的独特数据,它所有的机器都是数据源,数据就是依靠传感器收集到,每一台机器里面都装了很多传感器,将运营的状态实时发送和汇总并分析。

  中国传感器约1000亿人民币的市场,出现了各档次传感器基本满足了市场需求,其中老款产品占比60%以上,新产品开发明显不足,高新技术类产品更少,数字化、智能化、微型化产品严重欠缺。国家在“十三五”重点研发计划MEMS布局中对于制造基础技术与关键部件的投入预计会有24个亿。


  国务院发的2016年43号文提到将工业传感器列入先进制造技术当中。这里的工业传感器分三类:工业物联网、装备制造、流程工业。其目标以及发展思路是为了扭转高端工业传感器被国外产品垄断的局面,形成一批自主研发的高端传感器产品,支撑我国智能制造的长期发展。


  本文来源于第三届MEMS市场年会主讲老师黄庆安的会议速记内容。


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中国半导体行业协会MEMS分会

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邮箱:xuxm@nanopolis.cn  
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