傳感器和儀表元器件的現狀與發展
2014-10-28
傳感器和儀表元器件是儀器儀表與自動化系統最基礎元器件之一。傳感器和儀表元器件具有服務面廣、品種繁多、需求量大等特點，其技術水平和產品質量的提高，將為我國制造業信息化奠定基礎。
現狀與問題
我國傳感器和儀器儀表的技術和產品，經過發展，有了較大的提高。全國已經有1600多家企事業單位從事傳感器和儀表元器件的研制、開發、生產。但與國外相比，我國傳感器和儀表元器件的產品品種和質量水平，尚不能滿足國內市場的需求，總體水平還處于國外上世紀90年代初期的水平。存在的主要問題有：
（1）科技創新差，核心制造技術嚴重滯后于國外，擁有自主知識產權的產品少，品種不全，產品技術水平與國外相差15年左右。
（2）投資強度偏低，科研設備和生產工藝裝備落后，成果水平低，產品質量差。
（3）科技與生產脫節，影響科研成果的轉化，綜合實力較低，產業發展后勁不足。
戰略目標
到2020年，傳感器及儀表元件領域應爭取實現三大戰略目標：
以工業控制、汽車、通訊、環保為重點服務領域，以傳感器、彈性元件、光學元件、專用電路為重點對象，發展具有自主知識產權的原創性技術和產品；
以MEMS工藝為基礎，以集成化、智能化和網絡化技術為依托，加強制造工藝和新型傳感器和儀表元器件的開發，使主導產品達到和接近國外同類產品的先進水平；
以增加品種、提高質量和經濟效益為主要目標，加速產業化，使國產傳感器和儀表元器件的品種占有率達到70%-80%，高檔產品達60%以上。
發展重點
傳感器技術
（1）MEMS工藝和新一代固態傳感器微結構制造工藝：深反應離子刻蝕（DRIE）工藝或IGP工藝；封裝工藝：如常溫鍵合倒裝焊接、無應力微薄結構封裝、多芯片組裝工藝；新型傳感器：如用微硅電容傳感器、微硅質量流量傳感器、航空航天用動態傳感器、微傳感器，汽車專用壓力、加速度傳感器，環保用微化學傳感器等。
（2）集成工藝和多變量復合傳感器微結構集成制造工藝；工業控制用多變量復合傳感器，如：壓力、靜壓、溫度三變量傳感器，氣壓、風力、溫度、濕度四變量傳感器，微硅復合應變壓力傳感器，陳列傳感器。
（3）智能化技術與智能傳感器信號有線或無線探測、變換處理、邏輯判斷、功能計算、雙向通訊、自診斷等智能化技術；智能多變量傳感器，智能電量傳感器和各種智能傳感器、變送器。
（4）網絡化技術和網絡化傳感器，使傳感器具有工業化標準接口和協議功能。
儀表元器件
（1）彈性元件開發和完善新型成型工藝：電沉積成型工藝，焊接成型工藝；重點開發航空、航天用的低剛度、大位移、長壽命的微小型精密波紋管，高溫高壓閥用波紋管；研制波紋管高效成型工藝設備和性能檢測儀器。
（2）光學元件開發先進工藝：非球面光學元件設計、制造技術、光學多層測射鍍膜技術和新型離子輔助鍍膜技術。
開發光纖通訊和數字成像用新型光學元件，如：微型變密度濾光片、超窄帶濾光片，微透鏡陣列、大面積偏振元件、非球面玻-塑混合透鏡。
（3）專用電路提高專用電路集成度和個性化服務的設計技術和制造工藝；
應用軟件固化技術，開發適合智能化、網絡化傳感器和儀表的信號變換、補償、線性化、通訊、網絡接口等專用電路。
現狀與問題
我國傳感器和儀器儀表的技術和產品，經過發展，有了較大的提高。全國已經有1600多家企事業單位從事傳感器和儀表元器件的研制、開發、生產。但與國外相比，我國傳感器和儀表元器件的產品品種和質量水平，尚不能滿足國內市場的需求，總體水平還處于國外上世紀90年代初期的水平。存在的主要問題有：
（1）科技創新差，核心制造技術嚴重滯后于國外，擁有自主知識產權的產品少，品種不全，產品技術水平與國外相差15年左右。
（2）投資強度偏低，科研設備和生產工藝裝備落后，成果水平低，產品質量差。
（3）科技與生產脫節，影響科研成果的轉化，綜合實力較低，產業發展后勁不足。
戰略目標
到2020年，傳感器及儀表元件領域應爭取實現三大戰略目標：
以工業控制、汽車、通訊、環保為重點服務領域，以傳感器、彈性元件、光學元件、專用電路為重點對象，發展具有自主知識產權的原創性技術和產品；
以MEMS工藝為基礎，以集成化、智能化和網絡化技術為依托，加強制造工藝和新型傳感器和儀表元器件的開發，使主導產品達到和接近國外同類產品的先進水平；
以增加品種、提高質量和經濟效益為主要目標，加速產業化，使國產傳感器和儀表元器件的品種占有率達到70%-80%，高檔產品達60%以上。
發展重點
傳感器技術
（1）MEMS工藝和新一代固態傳感器微結構制造工藝：深反應離子刻蝕（DRIE）工藝或IGP工藝；封裝工藝：如常溫鍵合倒裝焊接、無應力微薄結構封裝、多芯片組裝工藝；新型傳感器：如用微硅電容傳感器、微硅質量流量傳感器、航空航天用動態傳感器、微傳感器，汽車專用壓力、加速度傳感器，環保用微化學傳感器等。
（2）集成工藝和多變量復合傳感器微結構集成制造工藝；工業控制用多變量復合傳感器，如：壓力、靜壓、溫度三變量傳感器，氣壓、風力、溫度、濕度四變量傳感器，微硅復合應變壓力傳感器，陳列傳感器。
（3）智能化技術與智能傳感器信號有線或無線探測、變換處理、邏輯判斷、功能計算、雙向通訊、自診斷等智能化技術；智能多變量傳感器，智能電量傳感器和各種智能傳感器、變送器。
（4）網絡化技術和網絡化傳感器，使傳感器具有工業化標準接口和協議功能。
儀表元器件
（1）彈性元件開發和完善新型成型工藝：電沉積成型工藝，焊接成型工藝；重點開發航空、航天用的低剛度、大位移、長壽命的微小型精密波紋管，高溫高壓閥用波紋管；研制波紋管高效成型工藝設備和性能檢測儀器。
（2）光學元件開發先進工藝：非球面光學元件設計、制造技術、光學多層測射鍍膜技術和新型離子輔助鍍膜技術。
開發光纖通訊和數字成像用新型光學元件，如：微型變密度濾光片、超窄帶濾光片，微透鏡陣列、大面積偏振元件、非球面玻-塑混合透鏡。
（3）專用電路提高專用電路集成度和個性化服務的設計技術和制造工藝；
應用軟件固化技術，開發適合智能化、網絡化傳感器和儀表的信號變換、補償、線性化、通訊、網絡接口等專用電路。
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