物聯(lián)網(wǎng)是怎樣促進(jìn)我國(guó)傳感器的發(fā)展的

麥克盧漢的《理解媒介——論人的延伸》一書(shū)中，核心闡述了“媒介即訊息”的觀點(diǎn)，但是其更深層次的理論可以歸結(jié)為：一切工具與技術(shù)都是人的延伸。人類(lèi)為了讓自己的能力不斷強(qiáng)大，從古至今，發(fā)明了一系列工具，小到鉆木取火的石頭，大到宇宙飛船。到了近現(xiàn)代，在傳感器、通信和計(jì)算機(jī)技術(shù)為代表的信息科技技術(shù)的基礎(chǔ)上，人類(lèi)的延伸又達(dá)到了前所未有的高度。物聯(lián)網(wǎng)興起后，推動(dòng)整個(gè)人類(lèi)社會(huì)進(jìn)入了智能化時(shí)代，傳感技術(shù)的重要性更是可見(jiàn)一斑。

張珽（中科院納米所研究員，博導(dǎo)）

南開(kāi)大學(xué)環(huán)境科學(xué)系獲得了學(xué)士和碩士學(xué)位，而后在美國(guó)加州大學(xué)（University of California，Riverside）化工和環(huán)境工程系化學(xué)工程專業(yè)獲得博士學(xué)位，博士畢業(yè)后在美國(guó)加州NanoMIx高科技公司工作，任納米技術(shù)科學(xué)家；

主要從事基于納米材料納米傳感器電子器件的制造、表征，功能化，集成化，及其在環(huán)境、工業(yè)污染控制以及醫(yī)療診斷中的應(yīng)用；

加入中科院以后，主要帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)專注于微納智能傳感器及智能系統(tǒng)，以及智能制造和微納制造工藝的研發(fā)，及相關(guān)傳感器的應(yīng)用研究；其在放生電子皮膚方面的研究處于國(guó)際領(lǐng)先地位，并已形成成果轉(zhuǎn)化；

同時(shí)，其另一研究成果——只有一角硬幣十分之一大小的MEMS空氣質(zhì)量傳感器也已完成成果轉(zhuǎn)化，并已經(jīng)過(guò)了兩年多的市場(chǎng)驗(yàn)證。

傳感器——人類(lèi)感官的延伸

“傳感器相當(dāng)于物聯(lián)網(wǎng)的眼睛、耳朵，它是智能時(shí)代的基礎(chǔ)，”張珽如是說(shuō)，不過(guò)他同時(shí)認(rèn)為物聯(lián)網(wǎng)的興起與發(fā)展“為傳感器產(chǎn)業(yè)帶來(lái)了春天，”兩者之間的發(fā)展是相輔相成的?！按蟾旁?013年的時(shí)候，美國(guó)半導(dǎo)體領(lǐng)域的一些核心人士專門(mén)針對(duì)智能時(shí)代的傳感器產(chǎn)業(yè)進(jìn)行了一些探討，當(dāng)時(shí)他們提出了一個(gè)萬(wàn)億傳感器市場(chǎng)的概念：再過(guò)10年左右的時(shí)間，全球范圍內(nèi)在用的傳感器數(shù)量將達(dá)到一萬(wàn)億只。目前來(lái)講，2015年全球傳感器產(chǎn)業(yè)的市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到了1700多億美金，中國(guó)應(yīng)該是1300億人民幣左右。同時(shí)在全球經(jīng)濟(jì)低迷的情況下，傳感器市場(chǎng)依然保持著每年百分之十幾的增長(zhǎng)率，”張珽說(shuō)這種需求的推動(dòng)力源于物聯(lián)網(wǎng)引起的各行各業(yè)的變革，比如可穿戴、智能硬件、人機(jī)交互，以及一些傳統(tǒng)行業(yè)的優(yōu)化升級(jí)等。

張珽同時(shí)表示，如果萬(wàn)億傳感器市場(chǎng)的預(yù)期成真，在給傳感器產(chǎn)業(yè)帶來(lái)機(jī)遇的同時(shí)，也將帶來(lái)巨大挑戰(zhàn)，“面對(duì)如此大的需求量，傳感器的制備技術(shù)和工業(yè)水平等方面都需要革新。”

正如張珽所說(shuō)，傳感器的發(fā)展很大程度上是由應(yīng)用層的需求驅(qū)動(dòng)的，同時(shí)新材料、新原理、新工藝，以及新的測(cè)試方法和制造方法的出現(xiàn)，可能會(huì)促進(jìn)傳感器產(chǎn)業(yè)的跨越式發(fā)展。比如MEMS工藝的出現(xiàn)，讓傳感器可以像芯片那樣進(jìn)行生產(chǎn)制造，可以在更小的體積上制造微型化、低能耗、高精度的傳感器陣列，促進(jìn)多傳感器融合和智能化，從而造就了傳感器產(chǎn)業(yè)的一次較大跨越。

“目前一些新材料、新工藝都開(kāi)始不斷地涌現(xiàn)出來(lái)。首先在材料方面，比如說(shuō)石墨烯、納米線等納米材料，都開(kāi)始在很多層面的傳感器上起到引領(lǐng)作用。其次在工藝方面，原來(lái)在陶瓷上做一些傳感器，可能體件比較大，能耗比較高?，F(xiàn)在利用硅工藝，借助集成電路領(lǐng)域的先進(jìn)制造技術(shù)，可以生產(chǎn)出非常小尺寸的微納傳感器，同時(shí)還能達(dá)到很低的能耗，并且性能還有很大地提升。此外，印刷技術(shù)的發(fā)展，尤其是3d打印、納米打印等新興技術(shù)，可以大大降低傳感器的投入成本，”張珽認(rèn)為這些方面的同時(shí)進(jìn)步，勢(shì)必會(huì)引起傳感器產(chǎn)業(yè)的質(zhì)變，“再比如說(shuō)納米材料，我們拿它做傳感器的敏感層，你可以想像一下，如果所有納米粒子都按照你想像地順序來(lái)排列，那么在微觀尺度的條件下，能夠組成高密度的傳感器，這個(gè)時(shí)候它帶來(lái)的改變就不止一點(diǎn)了。”

物聯(lián)網(wǎng)，有望推動(dòng)我國(guó)傳感器產(chǎn)業(yè)彎道超車(chē)

“傳感器作為現(xiàn)代信息產(chǎn)業(yè)的重要神經(jīng)觸角，是新技術(shù)革命和信息社會(huì)的重要技術(shù)基礎(chǔ)，廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)。目前世界發(fā)達(dá)國(guó)家都大力布局傳感技術(shù)產(chǎn)業(yè)，中國(guó)的傳感器市場(chǎng)發(fā)展很快，比如我國(guó)1300億人民幣的傳感器市場(chǎng)，總共有5000多家從事傳感器研發(fā)與生產(chǎn)的企業(yè)，但本土高端傳感器技術(shù)與世界發(fā)達(dá)國(guó)家水平相比仍存在明顯差距，很多核心技術(shù)都掌握在國(guó)外企業(yè)的手里，因此還有較大的提升空間?！睂?duì)此現(xiàn)狀，張珽并不悲觀，因?yàn)殡S著國(guó)家對(duì)傳感器產(chǎn)業(yè)的重視，隨著物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，以及更多掌握傳感器核心技術(shù)的海歸科學(xué)家回國(guó)創(chuàng)業(yè)，我國(guó)的傳感器產(chǎn)業(yè)必將飛躍。

中國(guó)傳感器產(chǎn)業(yè)增長(zhǎng)情況表

世界傳感器產(chǎn)業(yè)的發(fā)展史，可以追溯到17世紀(jì)初期溫度計(jì)的發(fā)明及應(yīng)用，不過(guò)真正意義上的傳感器出現(xiàn)于19世紀(jì)初期，德國(guó)物理學(xué)家賽貝發(fā)明了將溫度變成電信號(hào)的傳感器，即后來(lái)的熱電偶傳感器，傳感器真正發(fā)展起來(lái)在20世紀(jì)初期。中國(guó)傳感器產(chǎn)業(yè)的萌芽階段應(yīng)該在20世紀(jì)的七八十年代，開(kāi)始發(fā)展在九十年代末。

可以看出，中國(guó)傳感器產(chǎn)業(yè)的整個(gè)發(fā)展歷程至少比國(guó)際上晚了半個(gè)世紀(jì)。但是近些年來(lái)，也取得了巨大的進(jìn)步，隨著技術(shù)的積累，以及伴隨物聯(lián)網(wǎng)而來(lái)的大量需求驅(qū)動(dòng)，這種進(jìn)步的速度將越來(lái)越快?；谥袊?guó)本土傳感器企業(yè)小而多的現(xiàn)狀，張珽認(rèn)為“應(yīng)該進(jìn)行整合”，以加強(qiáng)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。傳感器的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用和個(gè)性化醫(yī)療管理與服務(wù)將是下一代傳感信息產(chǎn)業(yè)的重要驅(qū)動(dòng)力，發(fā)展柔性化和微型化MEMS的新型微納傳感器技術(shù)，并在此基礎(chǔ)上探索微納傳感器對(duì)人體健康、環(huán)境的動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)檢測(cè)具有重要意義，是傳感器技術(shù)、納米技術(shù)交叉研究的前沿，并有望為我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)、健康醫(yī)療、環(huán)境監(jiān)測(cè)等相關(guān)產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)略發(fā)展提供有力的支撐。