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。智能傳感器作為眾多公眾信息的來源，在物聯(lián)網、智能工業(yè)、智能農業(yè)、智能交通、智能電網、智能醫(yī)療、智能環(huán)保、智能物流、智能安防、智能家居等不同領域可以進行信息的采集、處理、分析、傳輸，是當前急需發(fā)展的重要電子器件之一。

集成化、微型化

是發(fā)展基礎

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”;智慧的結果就產生了行為和語言，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果轉化為其他指令等功能的傳感器都可以稱之為智能傳感器。

比如通過工藝技術手段將傳感器與微處理器兩者緊密結合，將傳感器的敏感元件及其信號調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、網絡化是傳感器的發(fā)展趨勢，但集成化和微型化是這種趨勢的基礎，只有集成化、微型化技術才能實現(xiàn)低成本、低功耗、高性能、多功能、智能化和網絡化。所以，從這種實現(xiàn)的基礎來看，智能化和網絡化是目的，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基礎上，將更多跟高級的智能因素集成到一個整體結構中，這就是智能微系統(tǒng)。智能微系統(tǒng)需要更多學科知識和技術的融合。

整體來看，當前國內傳感器產業(yè)向微型化、集成化發(fā)展的主要瓶頸是我國IC與MEMS技術產業(yè)鏈能力不足，不論是在技術素質、生產能力還是在生產規(guī)模方面與國際先進技術相比差距都比較大。就傳感器產品來說，盡管單項產品技術較強，但總體上還存在可靠性不高、基礎技術和制造工藝研究欠缺、產品性能和功能落后、產品技術更新周期長、針對應用要求自下而上設計較少等方面的基礎問題。我國傳感器的科研開發(fā)水平約落后發(fā)達國家5～10年，生產技術約落后10～15年。

系統(tǒng)推進

全IC與傳感器產業(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采取的跨越式的發(fā)展思路，是占領未來信息技術制高點的戰(zhàn)略的關鍵措施。公眾信息市場是智能傳感器應用體量巨大的市場。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，在國務院《關于加快促進信息消費擴大內需的若干意見》的政策支持下，我國智能傳感器從技術到產品都將會超出預期快速發(fā)展，在技術的自主創(chuàng)新、產品產業(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的綜合實力、建立智能傳感器高新技術產業(yè)是我國未來在信息技術領域處于自主地位的重要基礎。

從國家經濟結構布局考慮，應著重于全IC與傳感器產業(yè)鏈的系統(tǒng)推進，加大政府支持力度，建立行業(yè)共性技術服務平臺，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)合經營模式，支持完成一批高精度智能傳感器的自主設計、開發(fā)及產業(yè)化建設;組織各研究機構大專院校解決傳感器主干產品智能化、網絡化的關鍵問題，在技術上突破封鎖，在智能傳感器上以自主創(chuàng)新技術為主，在下一代信息技術發(fā)展中步入先進行列。