在物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，MEMS傳感器究竟面臨著(zhù)哪些挑戰和機遇？來(lái)自業(yè)界的大咖從不同的應用領(lǐng)域探討了MEMS傳感器的市場(chǎng)機會(huì )和需要提升和創(chuàng )新的地方。
中國MEMS 市場(chǎng)年需求增長(cháng)率20% 中高端產(chǎn)品供給能力不足
東南大學(xué)MEMS教育部重點(diǎn)實(shí)驗室主任黃慶安在題為“顛覆性技術(shù)—微納傳感器技術(shù)發(fā)展及應用”的主題演講中提到，早在2014年，以微納傳感器為代表的先進(jìn)傳感器技術(shù)連同3D打印、納米材料、下一代機器人、人工智能一起，就被美國先進(jìn)制造業(yè)協(xié)會(huì )認為是對美國未來(lái)制造業(yè)帶來(lái)巨大影響的5項顛覆性技術(shù)，其學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界都投入大量資源研究。 而中國目前的MEMS 市場(chǎng)的年需求增長(cháng)率都在20%以上，中低檔產(chǎn)品基本能滿(mǎn)足市場(chǎng)需求 (60% -70% )，老產(chǎn)品比例占 60% 以上，新產(chǎn)品明顯不足，高新技術(shù)類(lèi)產(chǎn)品更少，數字化、智能化、微型產(chǎn)品嚴重欠缺。因此，MEMS蘊含著(zhù)巨大的創(chuàng )新與市場(chǎng)空間，近年已經(jīng)成為政府、社會(huì )資金投資的熱點(diǎn)領(lǐng)域之一。
深圳狗尾草智能科技有限公司COO嚴漢明的演講重點(diǎn)講述了傳感器在機器人中的應用。他表示，機器人的傳感器非常關(guān)鍵，數據采集、信號輸入都非常依賴(lài)傳感器的應用和結合。
目前，聲覺(jué)、聲覺(jué)傳感器在機器人上的應用較為常見(jiàn)。人們對機器人智能化程度的期待在不斷提高，尤其是需要自主規劃路徑、避障、抓取物體的機器人，還有需要作出細微精確動(dòng)作的機器人對傳感器都提出了更高要求，更需要不同傳感器之間協(xié)調、整合成一個(gè)有機整體，形成如同人體神經(jīng)系統一樣的判斷決策機制。
上海工研院系統集成副總裁李宏則介紹了智能傳感器在智能家居、智慧城市上的應用。他提到傳感器最早在汽車(chē)上得到廣泛應用，進(jìn)而在智能手機上也有一個(gè)爆發(fā)的機會(huì )，然后到了物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，幾乎沒(méi)有哪個(gè)領(lǐng)域不會(huì )用到傳感器了。
尤其現在提到比較多的智能家居和智慧城市兩個(gè)方面，因為有了傳感器之后，人與原來(lái)房屋之間的關(guān)系在發(fā)生變革，從以前的靜態(tài)到現在動(dòng)態(tài)的交互；而整個(gè)城市的基礎設施因為傳感器的不斷運用幾乎面臨著(zhù)重新改造，整個(gè)城市會(huì )因為傳感器而連接成一個(gè)網(wǎng)絡(luò )。
因此，在硬件層面，傳感器本身的精度需要提升。同樣，在系統軟件層面，也需要借助大數據技術(shù)來(lái)保證海量的傳感器產(chǎn)生的海量數據能行成完美交融，而產(chǎn)生實(shí)際價(jià)值，而非死數據。
麥姆斯咨詢(xún)有限公司總經(jīng)理王懿的演講分享了自己對傳感器市場(chǎng)調研的一些心得。他指出我國傳感器市場(chǎng)從出貨量、產(chǎn)值、市場(chǎng)規模、技術(shù)水平都跟國外有著(zhù)較大差距，尤其傳感器的仿真軟件、設計工具、制造裝備基本上是靠進(jìn)口。傳感器雖然是消耗量巨大的微型產(chǎn)品，但是本身技術(shù)的進(jìn)步導致價(jià)格在不斷下降，如果只能靠走量來(lái)獲利，企業(yè)的路會(huì )越來(lái)越難走。
因此，國產(chǎn)傳感器廠(chǎng)家需要有技術(shù)、基本原理、工藝等方面創(chuàng )新，哪怕是微創(chuàng )新。比如將傳感器芯片加上后端的處理電路，把一些算法再融合到MEMS里面，就形成了軟硬結合的智能傳感器；比如諧振式的、壓電式的傳感器；比如多傳感器的集成封裝等創(chuàng )新。
現在國家層面已經(jīng)意識到傳感器與半導體芯片產(chǎn)業(yè)一樣需要大力扶持，例如公信部發(fā)布了智能傳感器的三年的行動(dòng)指南，目的是為了提升中高端產(chǎn)品的供給能力，推動(dòng)我國智能傳感器的發(fā)展步伐，希望到2019年我國智能傳感器有突破，涌現出一批有創(chuàng )新活力的企業(yè)。
民用級醫療、智慧家庭對MEMS傳感器提出了哪些新要求？
在“MEMS與消費類(lèi)應用”的分論壇上，廣州中科新知科技有限公司研發(fā)總監劉勇在演講中將自己作為醫療終端產(chǎn)品的制造商身份而對傳感器市場(chǎng)的思考。未來(lái)，醫學(xué)的發(fā)展會(huì )以人體健康而非疾病為方向，因而也必然帶動(dòng)醫療健康產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。專(zhuān)業(yè)醫療市場(chǎng)和普通消費市場(chǎng)的融合使得很多公司進(jìn)入到消費級醫療健康行業(yè)里。
但是，需要注意的是，在民用環(huán)境下，醫療健康設備并非由專(zhuān)業(yè)人員操作，很多情況下取得的一些數據質(zhì)量也不能同專(zhuān)業(yè)醫療環(huán)境相比。因此，對于民用級醫療健康設備來(lái)說(shuō)，獲取準確數據的能力至關(guān)重要，對優(yōu)質(zhì)的傳感器的要求不言而喻。
除此之外，民用級醫療健康設備使用的便利性是獲得用戶(hù)黏性的必然條件。傳感器的低功耗和小體積也必然成為標配。對于將民用級醫療健康設備作為自己應用市場(chǎng)的傳感器廠(chǎng)家來(lái)說(shuō)，就必然要考慮針對這樣特定場(chǎng)景下的要求，如數據檢測的穩定性、一致性、高精度等，否則，長(cháng)期下來(lái)，用戶(hù)會(huì )失去對醫療產(chǎn)品的信心。
蘇州工業(yè)園區納米產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院有限公司研發(fā)總監馬清杰則介紹了蘇州納米科技公司在納米產(chǎn)業(yè)方面做的一些努力。蘇州納米科技發(fā)展有限公司是蘇州工業(yè)園區為了支撐帶動(dòng)MEMS、納米產(chǎn)業(yè)的發(fā)展而成立的專(zhuān)業(yè)公司，擁有研發(fā)、設計、加工全產(chǎn)業(yè)鏈能力。也有國內第一支專(zhuān)注于納米產(chǎn)業(yè)投資的股權基金，投資該領(lǐng)域的一些有成長(cháng)潛力的公司，并提供資金支持、技術(shù)支持、代工業(yè)務(wù)等配套服務(wù)，形成一個(gè)完整、全面、專(zhuān)業(yè)的納米產(chǎn)業(yè)服務(wù)平臺，幫助整個(gè)產(chǎn)業(yè)的健康快速發(fā)展，更歡迎有意向的公司去蘇州成立公司，共同合作。
中電?？导瘓F有限公司產(chǎn)業(yè)規劃與發(fā)展部行業(yè)總監楊佳文以?？低暤陌l(fā)展路徑為實(shí)例介紹了產(chǎn)業(yè)最前沿的技術(shù)動(dòng)向，特別是未來(lái)基于MRAM（磁性隨機存儲器）可能會(huì )改變物聯(lián)網(wǎng)的現有架構體系。
?？低晱臄底謹z像到網(wǎng)絡(luò )攝像到智能攝像的發(fā)展歷程，表明以機器學(xué)習的圖像AI能力將會(huì )成為未來(lái)視頻行業(yè)的主流甚至標配，讓攝像頭從看的見(jiàn)、看的清到看得懂，會(huì )重新定義機器、視頻圖像與現實(shí)生活的關(guān)系。
而?？低曊诜e極布局以MRAM為代表的的微納感知產(chǎn)業(yè)，MRAM(Magnetic Random Access Memory) 是一種非揮發(fā)性的磁性隨機存儲器。它擁有靜態(tài)隨機存儲器（SRAM）的高速讀取寫(xiě)入能力，以及動(dòng)態(tài)隨機存儲器（DRAM）的高集成度，幾乎可以無(wú)限次地重復寫(xiě)入。這種底層技術(shù)的變革會(huì )帶來(lái)視頻計算、分析能力的集合倍數增長(cháng)，改變目前的市場(chǎng)格局，高通、英特爾、IBM、臺積電、索尼、東芝等國際巨頭都在紛紛布局這一新興領(lǐng)域。據介紹，?？低曊诤贾萸嗌胶顿Y興建產(chǎn)業(yè)基地，年底第一款測試芯片熱會(huì )出來(lái)。
海爾集團開(kāi)放創(chuàng )新中心產(chǎn)品創(chuàng )意總監樸成杰談了來(lái)自家電制造業(yè)對智慧家庭與傳感器之間關(guān)系的思考。海爾作為中國家電行業(yè)的龍頭企業(yè)，在智慧家庭上的探索也走得最早走得最遠，從單品智能、到家電聯(lián)網(wǎng)、到全屋場(chǎng)景化，海爾對智慧家庭的理解和推進(jìn)都在不斷深入。
談到智慧家庭與傳感器的關(guān)系是時(shí)，樸成杰將智慧家庭里的傳感器的使用分為兩大類(lèi)，一類(lèi)是有明確需求的，比如空氣傳感器，就是要檢測空氣中各種污染的濃度數值；還有一類(lèi)是沒(méi)有特別明確的需求，只能通過(guò)生活經(jīng)驗提煉成場(chǎng)景要求，比如要求智能冰箱要能檢測長(cháng)時(shí)間儲存食物產(chǎn)生的亞硝酸鹽濃度，在傳感器方案上如何實(shí)現沒(méi)有現成的案例可供參考，只能尋求跨界合作。
為此，海爾建立了一個(gè)跨行業(yè)的開(kāi)放合作平臺，融匯了化學(xué)、營(yíng)養學(xué)、醫學(xué)等很多方面的技術(shù)專(zhuān)家共同參與，探討如何從傳感器層面開(kāi)始創(chuàng )新，解決生活中遇到的一些痛點(diǎn)問(wèn)題，因為畢竟家電的智能程度往往是建立在傳感器方案的合理性與精度之上的。
MEMS與家電、VR和可穿戴結合，將釋放出怎樣的能量？
在“MEMS與行業(yè)應用”分論壇上，邵行（蘇州）智能科技有限公司總經(jīng)理劉廷宇介紹了聲表面波技術(shù)用于錄波器的開(kāi)發(fā)和應用。隨著(zhù)手機濾波器的廣泛使用，該技術(shù)得到了業(yè)界高度重視，同時(shí)，基于聲表面波技術(shù)的特點(diǎn)，特別是天然無(wú)源無(wú)線(xiàn)、工作溫度廣泛、傳感和識別一體的復合傳感器更是得到了業(yè)界的重視。
美的中央研究院創(chuàng )新中心傳感器專(zhuān)家伍叔云博士則從應用層面探討了對傳感器的需求。伍叔云指出，家電中傳感器技術(shù)應用大于85%，而且會(huì )越來(lái)越多。家電中傳感器技術(shù)的應用趨勢將是智能感知芯片技術(shù)/數字化以及有更多創(chuàng )新運用。美的的傳感器技術(shù)應用策略將是傳感器同時(shí)與人工智能技術(shù)相結合，深化傳感器共性技術(shù)的產(chǎn)品轉化，實(shí)現智能家電、智慧家居、機器人、智能制造等產(chǎn)業(yè)的領(lǐng)先。
晨芯時(shí)代科技有限公司虛擬現實(shí)事業(yè)部研發(fā)總監張斌從VR應用領(lǐng)域介紹了傳感器的重要性。他表示：VR設備硬件中，各種傳感器占據了非常重要的地位，特別是多傳感器的數據融合算法，影響用戶(hù)的直接體驗，是帶來(lái)沉浸感的基礎。同時(shí)，他也指出了VR對傳感器在精度、算法和其他如溫漂等方面的進(jìn)一步需求，希望能用傳感器廠(chǎng)商密切配合，將VR越做越好。
蘇州聚宜工坊信息技術(shù)有限公司聯(lián)合創(chuàng )始人黃哲軍介紹了可穿戴設備對傳感器小型化、低功耗和多功能組合的需求。利用柔性傳感器技術(shù)，聚宜工坊開(kāi)發(fā)了能變頻發(fā)熱的“暖科技”智能穿戴設備，可用于戶(hù)外保暖衣和襯衣中，解決室內外自動(dòng)保暖需求。
深圳華強旗艦事業(yè)部總經(jīng)理徐曉曉分享了MEMS行業(yè)現在和市場(chǎng)規模，她表示，預計2016到2020年，MEMS復合增長(cháng)率在全球為11%，預計2020年市場(chǎng)規模將達1717億美元，物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的到來(lái)對傳感器的需求帶來(lái)極大的發(fā)展機遇。
中興通訊股份有限公司教授級高工/材料技術(shù)專(zhuān)家杜良楨從技術(shù)原理、加工及裝配工藝、技術(shù)應用和技術(shù)市場(chǎng)發(fā)展前景等各方面介紹了薄膜體聲波諧振器技術(shù)（FBAR），該技術(shù)可以廣泛應用于智能手機、平板電腦、GPS以及北斗系統、微基站、工業(yè)醫療軍事無(wú)線(xiàn)通信等等，市場(chǎng)規模及其巨大。不過(guò)FBAR器件之前都需要從國外進(jìn)口，而近期中興與天津大學(xué)展開(kāi)的產(chǎn)學(xué)研合作取得一定成功，FBAR技術(shù)上已經(jīng)研制成功并實(shí)現小規模生產(chǎn)，是我國在此領(lǐng)域躋身于世界先進(jìn)水平。
