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傳感器和儀表元器件的現(xiàn)狀與發(fā)展
2014-10-28
傳感器和儀表元器件是儀器儀表與自動(dòng)化系統(tǒng)最基礎(chǔ)元器件之一。傳感器和儀表元器件具有服務(wù)面廣、品種繁多、需求量大等特點(diǎn)，其技術(shù)水平和產(chǎn)品質(zhì)量的提高，將為我國制造業(yè)信息化奠定基礎(chǔ)。
現(xiàn)狀與問題
我國傳感器和儀器儀表的技術(shù)和產(chǎn)品，經(jīng)過發(fā)展，有了較大的提高。全國已經(jīng)有1600多家企事業(yè)單位從事傳感器和儀表元器件的研制、開發(fā)、生產(chǎn)。但與國外相比，我國傳感器和儀表元器件的產(chǎn)品品種和質(zhì)量水平，尚不能滿足國內(nèi)市場(chǎng)的需求，總體水平還處于國外上世紀(jì)90年代初期的水平。存在的主要問題有：
（1）科技創(chuàng)新差，核心制造技術(shù)嚴(yán)重滯后于國外，擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品少，品種不全，產(chǎn)品技術(shù)水平與國外相差15年左右。
（2）投資強(qiáng)度偏低，科研設(shè)備和生產(chǎn)工藝裝備落后，成果水平低，產(chǎn)品質(zhì)量差。
（3）科技與生產(chǎn)脫節(jié)，影響科研成果的轉(zhuǎn)化，綜合實(shí)力較低，產(chǎn)業(yè)發(fā)展后勁不足。
戰(zhàn)略目標(biāo)
到2020年，傳感器及儀表元件領(lǐng)域應(yīng)爭(zhēng)取實(shí)現(xiàn)三大戰(zhàn)略目標(biāo)：
以工業(yè)控制、汽車、通訊、環(huán)保為重點(diǎn)服務(wù)領(lǐng)域，以傳感器、彈性元件、光學(xué)元件、專用電路為重點(diǎn)對(duì)象，發(fā)展具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的原創(chuàng)性技術(shù)和產(chǎn)品；
以MEMS工藝為基礎(chǔ)，以集成化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)為依托，加強(qiáng)制造工藝和新型傳感器和儀表元器件的開發(fā)，使主導(dǎo)產(chǎn)品達(dá)到和接近國外同類產(chǎn)品的先進(jìn)水平；
以增加品種、提高質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益為主要目標(biāo)，加速產(chǎn)業(yè)化，使國產(chǎn)傳感器和儀表元器件的品種占有率達(dá)到70%-80%，高檔產(chǎn)品達(dá)60%以上。
發(fā)展重點(diǎn)
傳感器技術(shù)
（1）MEMS工藝和新一代固態(tài)傳感器微結(jié)構(gòu)制造工藝：深反應(yīng)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(yīng)力微薄結(jié)構(gòu)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(zhì)量流量傳感器、航空航天用動(dòng)態(tài)傳感器、微傳感器，汽車專用壓力、加速度傳感器，環(huán)保用微化學(xué)傳感器等。
（2）集成工藝和多變量復(fù)合傳感器微結(jié)構(gòu)集成制造工藝；工業(yè)控制用多變量復(fù)合傳感器，如：壓力、靜壓、溫度三變量傳感器，氣壓、風(fēng)力、溫度、濕度四變量傳感器，微硅復(fù)合應(yīng)變壓力傳感器，陳列傳感器。
（3）智能化技術(shù)與智能傳感器信號(hào)有線或無線探測(cè)、變換處理、邏輯判斷、功能計(jì)算、雙向通訊、自診斷等智能化技術(shù)；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(wǎng)絡(luò)化技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)化傳感器，使傳感器具有工業(yè)化標(biāo)準(zhǔn)接口和協(xié)議功能。
儀表元器件
（1）彈性元件開發(fā)和完善新型成型工藝：電沉積成型工藝，焊接成型工藝；重點(diǎn)開發(fā)航空、航天用的低剛度、大位移、長(zhǎng)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(shè)備和性能檢測(cè)儀器。
（2）光學(xué)元件開發(fā)先進(jìn)工藝：非球面光學(xué)元件設(shè)計(jì)、制造技術(shù)、光學(xué)多層測(cè)射鍍膜技術(shù)和新型離子輔助鍍膜技術(shù)。
開發(fā)光纖通訊和數(shù)字成像用新型光學(xué)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(gè)性化服務(wù)的設(shè)計(jì)技術(shù)和制造工藝；
應(yīng)用軟件固化技術(shù)，開發(fā)適合智能化、網(wǎng)絡(luò)化傳感器和儀表的信號(hào)變換、補(bǔ)償、線性化、通訊、網(wǎng)絡(luò)接口等專用電路。
現(xiàn)狀與問題
我國傳感器和儀器儀表的技術(shù)和產(chǎn)品，經(jīng)過發(fā)展，有了較大的提高。全國已經(jīng)有1600多家企事業(yè)單位從事傳感器和儀表元器件的研制、開發(fā)、生產(chǎn)。但與國外相比，我國傳感器和儀表元器件的產(chǎn)品品種和質(zhì)量水平，尚不能滿足國內(nèi)市場(chǎng)的需求，總體水平還處于國外上世紀(jì)90年代初期的水平。存在的主要問題有：
（1）科技創(chuàng)新差，核心制造技術(shù)嚴(yán)重滯后于國外，擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品少，品種不全，產(chǎn)品技術(shù)水平與國外相差15年左右。
（2）投資強(qiáng)度偏低，科研設(shè)備和生產(chǎn)工藝裝備落后，成果水平低，產(chǎn)品質(zhì)量差。
（3）科技與生產(chǎn)脫節(jié)，影響科研成果的轉(zhuǎn)化，綜合實(shí)力較低，產(chǎn)業(yè)發(fā)展后勁不足。
戰(zhàn)略目標(biāo)
到2020年，傳感器及儀表元件領(lǐng)域應(yīng)爭(zhēng)取實(shí)現(xiàn)三大戰(zhàn)略目標(biāo)：
以工業(yè)控制、汽車、通訊、環(huán)保為重點(diǎn)服務(wù)領(lǐng)域，以傳感器、彈性元件、光學(xué)元件、專用電路為重點(diǎn)對(duì)象，發(fā)展具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的原創(chuàng)性技術(shù)和產(chǎn)品；
以MEMS工藝為基礎(chǔ)，以集成化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)為依托，加強(qiáng)制造工藝和新型傳感器和儀表元器件的開發(fā)，使主導(dǎo)產(chǎn)品達(dá)到和接近國外同類產(chǎn)品的先進(jìn)水平；
以增加品種、提高質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益為主要目標(biāo)，加速產(chǎn)業(yè)化，使國產(chǎn)傳感器和儀表元器件的品種占有率達(dá)到70%-80%，高檔產(chǎn)品達(dá)60%以上。
發(fā)展重點(diǎn)
傳感器技術(shù)
（1）MEMS工藝和新一代固態(tài)傳感器微結(jié)構(gòu)制造工藝：深反應(yīng)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(yīng)力微薄結(jié)構(gòu)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(zhì)量流量傳感器、航空航天用動(dòng)態(tài)傳感器、微傳感器，汽車專用壓力、加速度傳感器，環(huán)保用微化學(xué)傳感器等。
（2）集成工藝和多變量復(fù)合傳感器微結(jié)構(gòu)集成制造工藝；工業(yè)控制用多變量復(fù)合傳感器，如：壓力、靜壓、溫度三變量傳感器，氣壓、風(fēng)力、溫度、濕度四變量傳感器，微硅復(fù)合應(yīng)變壓力傳感器，陳列傳感器。
（3）智能化技術(shù)與智能傳感器信號(hào)有線或無線探測(cè)、變換處理、邏輯判斷、功能計(jì)算、雙向通訊、自診斷等智能化技術(shù)；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(wǎng)絡(luò)化技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)化傳感器，使傳感器具有工業(yè)化標(biāo)準(zhǔn)接口和協(xié)議功能。
儀表元器件
（1）彈性元件開發(fā)和完善新型成型工藝：電沉積成型工藝，焊接成型工藝；重點(diǎn)開發(fā)航空、航天用的低剛度、大位移、長(zhǎng)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(shè)備和性能檢測(cè)儀器。
（2）光學(xué)元件開發(fā)先進(jìn)工藝：非球面光學(xué)元件設(shè)計(jì)、制造技術(shù)、光學(xué)多層測(cè)射鍍膜技術(shù)和新型離子輔助鍍膜技術(shù)。
開發(fā)光纖通訊和數(shù)字成像用新型光學(xué)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(gè)性化服務(wù)的設(shè)計(jì)技術(shù)和制造工藝；
應(yīng)用軟件固化技術(shù)，開發(fā)適合智能化、網(wǎng)絡(luò)化傳感器和儀表的信號(hào)變換、補(bǔ)償、線性化、通訊、網(wǎng)絡(luò)接口等專用電路。
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