中国传感器产业发展历程及特点

信息来源于《中国传感器（技术、产业）发展蓝皮书》

《中国传感器（技术、产业）发展蓝皮书》是由中国仪器仪表行业协会传感器分会、中国仪器仪表学会传感器分会、中国仪器仪表学会仪表元件分会、传感器国家工程研究中心四机构，于2020年9月19日，在第十六届全国敏感元件与传感器学术会议上联合发布。

中国传感器产业发展历程

“七五”期间

在重视产品开发的同时，重视“中试生产”

在“工业过程自动控制”项目中，“敏感元件及传感器开发”作为攻关课题进行攻关。

开发扩散硅2英寸硅片的芯片制备工艺、力敏器件封接工艺、硅杯加工工艺，以及薄膜溅射工艺，厚膜浆料配制及元件刻蚀、调阻等传感器制造的新工艺。

开发了17种新型敏感材料，使敏感材料依靠国外的局面有了很大的改善。

扩散硅力敏器件、压力传感器、液位传感器、薄膜铂电阻、厚膜铂电阻、电涡流传感器等新产品，进行了小批量生产，并在电站故障诊断系统等工程中应用。在沈阳仪器仪表工艺研究所和大连仪表元件厂进行硅压力传感器的中试生产，产品的技术水平与当时国外同类产品水平相当。

“八五”期间

加强传感技术研究，开展“批量生产研究”

“传感器技术研究”列为国家科技攻关。以“3-5-3”的原则安排，即以工业控制、测试仪器和机电一体化为服务对象，选择力、磁、热、湿、气五大类传感器为攻关重点，形成沈阳仪表工艺所、上海冶金所、 哈尔滨49所三个传感器研发中心。

取得新技术、新工艺37项，开发了74个品种132规格的新产品，获得国家专利15项。攻关期间销售各类传感器2360万只，销售收入13711万元，创汇214万美元。

首次开发了InSb磁敏薄膜和霍尔元件；小型廉价压力传感器、磁敏电流传感器、厚膜压力传感器、高性能NTC热敏电阻、可燃气体传感器、廉价湿度传感器等产品开始批量生产。

“九五”期间

“工程化研究”正式立项

“传感器技术研究”继续列为国家重点科技攻关项目。攻关以提高技术水平、可靠性水平和产业化程度为目标，以市场需求为导向，进行工程化、新产品开发、共性关键技术研究。

获得科技成果59项，有6项成果进行了技术转让，取得专利32 项，其中发明专利7项。攻关期间累计销售各类传感器1260万只，销售收入25218万元，创汇907万美元。

工业变送器用硅压力传感器、OEM通用压力传感器、厚膜压力传感器、石英谐振式称重传感器、InSb霍尔元件、厚膜铂电阻，α-Fe₂0₃可燃气体传感器、廉价湿度传感器进行工程化研究，18个品种75个规格新型传感器中试生产，年生产能力2257万只，石英谐振式称重传感器的批量生产在国内外属于首创，开发了两大系列7个品种的电子衡器，建立了深圳清华传感设备公司。

微机械加工（MEMS）工艺在压力传感器的生产中得到实际应用。解决了扩散硅芯片的稳定性和免补偿工艺，提高了可补性、稳定性、一致性，成品率80%。实现4英寸片批量生产工艺。

InSb磁敏薄膜芯片的制备工艺由化合物蒸镀过渡到In和Sb的单质蒸镀，成品率达到60%，在南京中旭微电子公司进行生产。

完成了51个品种、72个规格的新产品开发。微压传感器、高温硅集成开关、快响应电流传感器、硅集成线性传感器、电化学CO传感器、低浓度NO₂传感器、长寿命高分子湿度传感器、低功耗气体传感器、小型固态PH传感器等新产品进行批量生产。在突破关键技术之后，建立了新疆传感器公司和武汉湖北中邦电子有限公司，产业化生产超小型NTC热敏电阻、过载保护用PTC热敏电阻。

“十五”期间

“产业化研究”成为攻关重要内容

“先进制造基础件开发研究和应用”中，传感器产业化技术研究是该项目的重要攻关内容之一，列了三个专题，分别是：

——差压、静压、温度三参数一体化多功能传感器产业化技术，为国内智能工业变送器配套。年生产能力达到2万只；

——低功耗强磁体薄膜磁阻器件系列产品开发，为工业计量仪表配套。年生产能力达到50万只；

——可靠性增长技术研究，实现上述两种传感器的可靠性增长。一体化多功能传感器达到5万小时，低功耗强磁体薄膜磁阻器件达到六级。

“十一五”至今

“传感器的规模化产业化问题”成为传感器的热点，引起多方关注。

中国传感器产业特点

1

基础面广，依附性强

传感器、传感技术的发展依附于敏感机理、敏感材料、制备工艺、工艺装备、检测技术、市场应用六块基石。敏感机理千差万别，敏感材料多种多样，工艺技术层出不穷，工艺装备各有特点，检测技术变化多端，市场应用复杂多变。没有上述六块基石支持，传感器和传感技术发展难以为继。

2

技术密集，新技术日新月异

传感器是多学科、多技术的综合，特别是智能传感器，除涉及传感技术外，还涉及IC技术、计算机技术、无线通信技术等，而这些技术都在不断开展和完善中。纳米技术、量子技术、柔性技术、新材料技术等均在不断发展，开发出相应的传感器产品，使得设计技术、工艺技术和应用技术跟进拓展。

3

投资密集，投资强度高

对传感器芯片制造企业而言，传感器除在产品研发过程中需投入大量资金外，在工艺装备、测试设备、示范应用、人才培养等方面的投资也很高，尤其是在工程化研究以及实现规模化生产时，要求的投资强度更高，而且要求投资是连续性投资，在短期内又很难见到效益。

对非传感器芯片制造企业，投资强度未必很高，对纯传感器应用企业，只要掌握某一应用技术就可开公司，从事传感器的应用，而芯片或芯体从外面购买。对传感器的商贸公司，投资强度就更低了。所以国内从事传感器产业的企业众多，生产制造型企业仅为7.8%。90%以上是小微企业，其优势之一是能帮政府解决一些就业问题。

4

产业链长，产业化是难点

传感器产业链很长，从设计、制备、产业化到工程应用，有上百个产业链条需打通，其中有一个链条出问题，就将功亏一篑。而要实现传感器产业化，必须解决一系列传感器产业化难题：如产业化中关键技术的突破、产业化条件的提供、产业化人才的培养、产品的市场应用规模，产业政策的制定和实施等一系列问题。

5

产品规格多，应用分散

传感器产品门类和品种规格繁多，据不完全统计有6种分类方法，形成25大类，百余种小类，20000余种规格的产品。多品种、少批量、高要求、广应用，不同的应用场合对传感器有不同的要求。

从本质上讲，传感器产业属于服务型产业。投资密集，一次性投资强度大，且要连续投资，但传感器的经济效益具有“四两拨千金”作用，其本身的直接经济效益也许并不明显，但其推动的产业链及其产品，效益可观、市场巨大、影响深远。其本身的经济主要由其应用对象体现，市场开发多依赖于各产业应用的支撑。

传感器的难点在于产业化

重点也在于产业化