传感器和仪表元器件的现状与发展
2014-10-28
传感器和仪表元器件是仪器仪表与自动化系统最基础元器件之一。传感器和仪表元器件具有服务面广、品种繁多、需求量大等特点，其技术水平和产品质量的提高，将为我国制造业信息化奠定基础。
现状与问题
我国传感器和仪器仪表的技术和产品，经过发展，有了较大的提高。全国已经有1600多家企事业单位从事传感器和仪表元器件的研制、开发、生产。但与国外相比，我国传感器和仪表元器件的产品品种和质量水平，尚不能满足国内市场的需求，总体水平还处于国外上世纪90年代初期的水平。存在的主要问题有：
（1）科技创新差，核心制造技术严重滞后于国外，拥有自主知识产权的产品少，品种不全，产品技术水平与国外相差15年左右。
（2）投资强度偏低，科研设备和生产工艺装备落后，成果水平低，产品质量差。
（3）科技与生产脱节，影响科研成果的转化，综合实力较低，产业发展后劲不足。
战略目标
到2020年，传感器及仪表元件领域应争取实现三大战略目标：
以工业控制、汽车、通讯、环保为重点服务领域，以传感器、弹性元件、光学元件、专用电路为重点对象，发展具有自主知识产权的原创性技术和产品；
以MEMS工艺为基础，以集成化、智能化和网络化技术为依托，加强制造工艺和新型传感器和仪表元器件的开发，使主导产品达到和接近国外同类产品的先进水平；
以增加品种、提高质量和经济效益为主要目标，加速产业化，使国产传感器和仪表元器件的品种占有率达到70%-80%，高档产品达60%以上。
发展重点
传感器技术
（1）MEMS工艺和新一代固态传感器微结构制造工艺：深反应离子刻蚀（DRIE）工艺或IGP工艺；封装工艺：如常温键合倒装焊接、无应力微薄结构封装、多芯片组装工艺；新型传感器：如用微硅电容传感器、微硅质量流量传感器、航空航天用动态传感器、微传感器，汽车专用压力、加速度传感器，环保用微化学传感器等。
（2）集成工艺和多变量复合传感器微结构集成制造工艺；工业控制用多变量复合传感器，如：压力、静压、温度三变量传感器，气压、风力、温度、湿度四变量传感器，微硅复合应变压力传感器，陈列传感器。
（3）智能化技术与智能传感器信号有线或无线探测、变换处理、逻辑判断、功能计算、双向通讯、自诊断等智能化技术；智能多变量传感器，智能电量传感器和各种智能传感器、变送器。
（4）网络化技术和网络化传感器，使传感器具有工业化标准接口和协议功能。
仪表元器件
（1）弹性元件开发和完善新型成型工艺：电沉积成型工艺，焊接成型工艺；重点开发航空、航天用的低刚度、大位移、长寿命的微小型精密波纹管，高温高压阀用波纹管；研制波纹管高效成型工艺设备和性能检测仪器。
（2）光学元件开发先进工艺：非球面光学元件设计、制造技术、光学多层测射镀膜技术和新型离子辅助镀膜技术。
开发光纤通讯和数字成像用新型光学元件，如：微型变密度滤光片、超窄带滤光片，微透镜阵列、大面积偏振元件、非球面玻-塑混合透镜。
（3）专用电路提高专用电路集成度和个性化服务的设计技术和制造工艺；
应用软件固化技术，开发适合智能化、网络化传感器和仪表的信号变换、补偿、线性化、通讯、网络接口等专用电路。
现状与问题
我国传感器和仪器仪表的技术和产品，经过发展，有了较大的提高。全国已经有1600多家企事业单位从事传感器和仪表元器件的研制、开发、生产。但与国外相比，我国传感器和仪表元器件的产品品种和质量水平，尚不能满足国内市场的需求，总体水平还处于国外上世纪90年代初期的水平。存在的主要问题有：
（1）科技创新差，核心制造技术严重滞后于国外，拥有自主知识产权的产品少，品种不全，产品技术水平与国外相差15年左右。
（2）投资强度偏低，科研设备和生产工艺装备落后，成果水平低，产品质量差。
（3）科技与生产脱节，影响科研成果的转化，综合实力较低，产业发展后劲不足。
战略目标
到2020年，传感器及仪表元件领域应争取实现三大战略目标：
以工业控制、汽车、通讯、环保为重点服务领域，以传感器、弹性元件、光学元件、专用电路为重点对象，发展具有自主知识产权的原创性技术和产品；
以MEMS工艺为基础，以集成化、智能化和网络化技术为依托，加强制造工艺和新型传感器和仪表元器件的开发，使主导产品达到和接近国外同类产品的先进水平；
以增加品种、提高质量和经济效益为主要目标，加速产业化，使国产传感器和仪表元器件的品种占有率达到70%-80%，高档产品达60%以上。
发展重点
传感器技术
（1）MEMS工艺和新一代固态传感器微结构制造工艺：深反应离子刻蚀（DRIE）工艺或IGP工艺；封装工艺：如常温键合倒装焊接、无应力微薄结构封装、多芯片组装工艺；新型传感器：如用微硅电容传感器、微硅质量流量传感器、航空航天用动态传感器、微传感器，汽车专用压力、加速度传感器，环保用微化学传感器等。
（2）集成工艺和多变量复合传感器微结构集成制造工艺；工业控制用多变量复合传感器，如：压力、静压、温度三变量传感器，气压、风力、温度、湿度四变量传感器，微硅复合应变压力传感器，陈列传感器。
（3）智能化技术与智能传感器信号有线或无线探测、变换处理、逻辑判断、功能计算、双向通讯、自诊断等智能化技术；智能多变量传感器，智能电量传感器和各种智能传感器、变送器。
（4）网络化技术和网络化传感器，使传感器具有工业化标准接口和协议功能。
仪表元器件
（1）弹性元件开发和完善新型成型工艺：电沉积成型工艺，焊接成型工艺；重点开发航空、航天用的低刚度、大位移、长寿命的微小型精密波纹管，高温高压阀用波纹管；研制波纹管高效成型工艺设备和性能检测仪器。
（2）光学元件开发先进工艺：非球面光学元件设计、制造技术、光学多层测射镀膜技术和新型离子辅助镀膜技术。
开发光纤通讯和数字成像用新型光学元件，如：微型变密度滤光片、超窄带滤光片，微透镜阵列、大面积偏振元件、非球面玻-塑混合透镜。
（3）专用电路提高专用电路集成度和个性化服务的设计技术和制造工艺；
应用软件固化技术，开发适合智能化、网络化传感器和仪表的信号变换、补偿、线性化、通讯、网络接口等专用电路。
