近年來，大陸高度重視智能傳感器産業發展，工業和資訊化部編制了“智能傳感器産業三年行動指南（2017～2019 年）”，為把握新一代資訊技術深度調整戰略機遇期，提升智能傳感器産業核心競争力奠定了基礎。
2019年，在工信部指導下，中國電子技術标準化研究院開展了智能傳感器發展戰略研究，對大陸智能傳感器産業進行了摸底調查，調研的傳感器産品涉及大陸近千家傳感器主流廠商，是目前大陸規模較大、較深入的智能傳感器産業調研活動之一。
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此次調研形成了《智能傳感器型譜體系與發展戰略白皮書》報告，成為大陸智能傳感器産業戰略制定的重要參考依據之一。報告中，提出了大陸智能傳感器産業需要重點發展的11個技術方向和建議，這也是大陸傳感器的部分重點卡脖子技術，我們來看看哪些傳感器技術被重點提及。
雖然數年時間過去，但對于極其考驗技術沉澱，需要厚積薄發的傳感器産業來說，這11個重點技術有許多仍有待解決！2024年了，有哪些技術大陸傳感器企業已取得突破？歡迎在本文留言讨論，或或在中國最大的傳感社群：傳感交流圈中進行交流。
1、智能光纖傳感器
智能光纖傳感器主要用于航空發動機，重型瓦斯輪機的狀态監測，對發動機工作過程中的壓力、溫度、振動、應變、位移、尾氣成分等參數進行實時測量，為發動機/瓦斯輪機的工作狀态，健康狀态，故障分析提供資料支撐。
我們知道，光纖傳感器天然具有抗電磁、原子輻射幹擾的能力，具備工作溫度高，多傳感器組網，可信号預處理分析，數字化通用接口等諸多優點，是以在重大工程裝置上智能光纖傳感器有很大作用。
被譽為制造業皇冠上的明珠——發動機/瓦斯輪機，智能光纖傳感器的應用不可少。國際上的工業商巨頭們——GE，西門子，普惠，羅爾斯羅伊斯等，都已經将智能光纖傳感器用于自家發動機/瓦斯輪機産品的狀态監測。
而大陸光纖智能傳感器研究起步較晚，且目前相比其他傳感器領域，關注度不夠，投入的人力物力較少，與國外的研制水準相差較大，用于燃燒室超高溫環境的智能光纖傳感器領域的差距尤為明顯。
2、寬溫區矽壓力傳感器晶片
壓力傳感器一直以來都是傳感器領域裡面出貨量、使用量最大的類型之一，尤其是寬溫區矽壓力傳感器和晶片，這也是大陸與世界先進水準差距比較大的方向。
從具體技術參數名額上來說，使用溫度範圍在－55℃～225℃之間，精度優于 0.25%FS 的高可靠性 MEMS 高溫矽壓力傳感器是亟需突破的重點。
同時，低應力無引線封裝、溫度補償、高溫專用電路（ASIC）晶片等關鍵技術，開發測控接口電路，是實作批量化生産并在重大技術裝備中應用的關鍵。
3、MEMS 技術與 IC 技術的內建與融合
MEMS 技術用微加工技術将各種産品整合到基于矽的微電子晶片上，與傳統的 IC 工藝有許多相似之處，如光刻、薄膜沉積、摻雜、刻蝕、化學機械抛光等，有些複雜微結構難以用 IC 工藝實作，須采用微加工技術，如矽的體微加工技術、表面微加工技術等。
MEMS技術将是未來傳感器的主要制造技術，但國内本土MEMS發展面臨高端研發人員缺失、産業鍊尚未形成、企業盈利難等問題，如同三座大山壓着國内MEMS産業。
MEMS最初用于汽車安全氣囊，近年來随着技術發展，市場需求迅猛，将如同計算機技術和微電子技術給人們生活帶來的改變一樣，MEMS技術也将給我們的生活帶來巨大改變。
4、MEMS 陀螺晶片
MEMS陀螺儀是半導體行業的基礎元件，在消費電子、工業等領域用途廣泛，技術門檻處于傳感器領域較高水準，國内外各廠商投入力度大，但高端産品研發工作主要集中在高校和科研院所。
歐美日都有一批相關的企業和科研機關在這領域取得突破性進展，但中國這方面起步晚、發展慢，國内具備 MEMS 陀螺晶片自主設計和量産的能力的企業屈指可數，且産量和市場占有率都非常低。
據《中國傳感器（技術和産業）發展藍皮書》介紹，國内衆多消費電子廠商大量使用的 MEMS 陀螺晶片基本依靠進口，保守估計MEMS晶片進口率達80%以上。
5、高性能磁傳感器
高性能磁傳感器技術門檻高，市場廣、應用範圍大，在工業自動化控制，醫療裝置以及汽車工業等領域均存在巨大需求，每年全球銷售逾數十億顆，金額達百億美元。
以傳統燃油汽車為例，每輛車上平均安裝 30 餘個磁傳感器，涵蓋曲軸、電路、踏闆、液面、卡扣等近 20 種應用。而在智能自動駕駛汽車上，這些傳感器的應用将更多、更細緻。
然而目前中國市場銷售的車輛，磁傳感器國外廠家壟斷，嚴重依賴進口， 霍尼韋爾（Honeywell）、村田（MURATA）、精量電子（MEAS） 、羅姆（ROHM）等國外廠商瓜分了這一市場。
精密制造、勘探、電力、儀器裝置等工控領域使用的高端磁傳感器同樣被國際傳感器巨頭把控，對大陸産業更新和自主化程序埋下巨大隐患。
國内磁傳感器制造領域研發基礎非常薄弱，裝置、人才積累有限，産品性能、良品率、成本、生産流程等等方面都亟待優化和提高。
同時，國内市場也應該扶持國内磁傳感器廠商，産業鍊範圍内對自主産品的市場進行培育及推廣。
6、MEMS 微型超音波傳感器
MEMS 微型超音波傳感器在消費電子領域有着廣闊的應用場景，例如小米、OPPO等手機廠商近期密集推出的“無邊框”手機，為了在窄窄的邊框塞入用于息屏功能的感應傳感器，MEMS 微型超音波傳感器是最佳的成熟應用方式。
MEMS 微型超音波測距傳感器工作原理與普通傳感器傳感器一樣，通過發射接收超音波，探測物體距離，但體積非常小，有利于內建，在智能手機、智能終端、智能家居家電、智能辦公裝置等使用場景廣闊。
MEMS 微型超音波測距傳感器體積不到目前同類産品的 1/10，産品實作需要達到耐高溫貼裝工藝要求，且在微型壓電晶片加工工藝、微型裝配工藝、 （MEMS）工藝壓電材料開發等方面有較高技術難點。
目前市場上，該技術主要被日本企業村田壟斷，國内沒有具備設計和量産能力的企業。
7、紅外陣列傳感器
紅外傳感器市場需求廣，在國内傳感器中是起步相對較早的領域，目前國内有高德紅外，睿創微納、大立科技、飒特紅外等中大型紅外傳感器和熱像儀企業。但在紅外陣列式傳感器這一細分領域，與國外先進水準仍有較大差距。
紅外陣列傳感器是指在同一晶片上內建了80×60至240×180個敏感單元的紅外傳感器，可接收并檢測目标物體輻射的紅外能量，經光電轉換後輸出與目标物體的溫度分布及紅外輻射強度相關的電信号。
紅外陣列式傳感器相比目前日常廣泛應用的單元紅外傳感器具有精度高、檢測範圍寬、能輸出可觀察的圖像信号等優點，在工業檢測、家庭安防、智能家居、節能控制、醫療看護、流量計數、氣體檢測、火災監控、消費電子等領域有着廣闊的應用場景，将取代單元紅外傳感器。
據知名市場研究機構Yole的統計資料顯示，紅外陣列式傳感器市場規模已達 10 億美元以上，并且每年的增速高達 50%以上。
紅外陣列式傳感器的技術被 ULIS，FLIR等歐美廠商壟斷，國内廠商在晶圓級封裝技術、信号處理專用晶片技術等方面有較大差距。
8、小型化內建式氣體傳感器
國内氣體傳感器領域目前有漢威科技、四方光電等中大型企業，但産品多為單獨的氣敏元件，落後國際平均水準一代，落後德國先進水準兩代。
目前國際先進智能氣體傳感器已能在一個小型封裝内內建氣體傳感、信号采集、資訊處理、校準資料存儲、溫度補償以及數字接口等功能。
許多先進氣體傳感器目前國内仍沒有廠商的技術水準能夠達到，在敏感材料研發、敏感材料加載技術、內建信号調理采集技術、多傳感器資料融合技術、智能氣體傳感器 SIP 封裝工藝、海量傳感器批量校準技術等方面，存在較大差距，亟待提升。
9、內建式智能傳感器和微系統模組
物聯網、移動互聯和人工智能技術對智能傳感器和微系統模組有強烈的需求，全球科技巨頭紛紛布局。大陸在單體傳感器上已經遠遠落後歐美日等國家，而在內建式智能傳感器和微系統模組方面我們和國外處于同一起跑線。
這是一個難得的機遇，大陸需要把握住，推動基于 SESUB（半導體基闆埋
入）和 SiP（系統級封裝）工藝的內建式智能傳感器和微系統模組的研發和産業化。
此外，研發跨環境和聲學類、慣性類等內建式智能傳感器以及手機、手表、手環、無線耳機、AR/VR 以及 IoT、IPM（智能功率子產品）、TPMS 胎壓監測等消費類電子、汽車電子和智能家具等應用領域的 SiP 模組産品。
10、傳感器網絡技術
許多場景下，需要擷取多個參量資料對測控的裝置、環境進行判斷，這樣單個傳感器遠遠無法達到需求。而在多傳感器應用下，使用有線或者無線等網絡技術對傳感器進行內建，将是關鍵。
傳感器網絡技術采用的方法有：單個節點通過多個資料通道對多個測點資料進行采集資料；通過無線方式，對多個單個智能傳感器節點資料進行采集處理；先通過有線方式将多個測點資料進行采集處理，然後通過無線網技術對有線方式處理後的節點進行組網，對資料進行二次處理。
例如在汽車應用中，傳統上使用有線線束進行資料傳輸，總長度一般有近2公裡，最多達5公裡。而在特斯拉上使用了車載以太網晶片技術進行傳感器信号的傳輸，有效較少了線束長度。
傳感器網絡技術主要存在網絡協定技術、功耗技術、無線射頻技術等難點。
11、傳感器智能處理算法
如同EDA技術，高效的算法在智能傳感器裡面具有重要的作用，能夠更大程度發揮傳感器的性能，提高傳感器的精度，同時使用人工神經網絡、回歸算法等計算技術和資料融合處理方法，将廣泛應用于越來越複雜的檢測中，并且實作自校準功能。
為了使傳感器滿足具體行業應用要求，需要開發新傳感器智能算法，通過資料融合技術，将多參量資料進行綜合處理。為了使傳感器功耗更低，還需要研究開發智能控制算法、傳感器休眠算法、時間同步算法等。
物聯網、人工智能、機器人等新應用場景，要求傳感器需要更加“智能”，而這些智能很多時候都是通過算法賦予。
結語
雖然離本份報告釋出已過去4年，但傳感器是個需要技術沉澱、厚積薄發的基礎技術産業，報告中所列11個重點發展方向，即使在2024年的今天，許多仍是大陸傳感器産業中的薄弱環節。
這11個關鍵傳感器技術，從技術重要程度和市場應用角度出發，是中國傳感器領域最亟需攻破，未來也具備廣闊需求和應用場景的細分領域。目前大陸傳感器企業突破有限，仍需努力！
本文部分資料來自：中國電子技術标準化研究院