2019/9/17 14:35:43
传感器作为物联网技术的最底层和最前沿,对物联网产业发展意义重大。在面部识别、语音指令、眼球追踪和手势控制等“感知技术”的浪潮中,物联网带动的智慧城市、智能汽车、智慧交通等一系列新兴业态应运而生。在智能化社会变革中,物联网行业市场规模迅速扩大,传感器市场的也得到进一步增长。
据相关数据显示,2018年我国传感器市场规模近1500亿元,预计到2022年,我国传感器扩大应用范围,市场规模进一步扩大,预计市场规模将突破2500亿元。
在日前举行的SENSOR CHINA 2019(国际传感器技术与应用展览会)上,国内外各大企业围绕传感器创新研发、智能化产业链、产品技术与策略为关键词,纷纷秀出了最新的传感器技术。
晶华微电子:做真正有价值的IC
杭州晶华微电子有限公司成立于2005年,专注高集中度模拟和数据混合SoC芯片。以“芯知所向,感知未来”为主题,此次晶华微电子重点展出了“工控HART通讯控制器芯片”“4~20mA电流DAC",以及 “带有高精度ADC的SoC芯片”,适用于高精度测量、数据处理和通讯传输等与传感器有密切关联的应用。
“现阶段的传感器技术正朝着智能传感器方向发展,并迅速融入物联网之中,目前热门的物理量智能传感器,如压力传感器,惯性传感器,光学和指纹传感器都有巨大的市场需求量。” 杭州晶华微电子有限公司总经理兼技术总监罗伟绍博士表示,晶华微电子在智能压力传感器、温度传感器领域深耕多年,拥有成熟的解决方案,比如基于HART调制解调+4~20mA电流环DAC的工业仪表应用方案,带蓝牙/wiFi的四电极交流脂肪秤方案,红外测温枪解决方案等等。
杭州晶华微电子有限公司总经理兼技术总监罗伟绍博士
罗伟绍认为,工控领域对于安全性与重复性的要求极高,他透露,带ADC的SoC芯片,晶华微电子每月的出货量在500-700万片左右,占领国内秤械市场份额一半以上。
以纯技术为主,晶华微电子致力于做真正有价值的IC,并且,罗伟绍表示,“我们提供一条龙服务,除了设计芯片之外,我们帮助很多客户开发方案、设计软件以及做电路设计。”然而罗伟绍同时指出,目前国内对于知识产权的概念氛围还不够浓烈,以至于晶华微电子探索出包含芯片在内,利用软件进行定制化的路线。
值得一提的是,晶华微电子所有的芯片都是自主更新、自主研发的。面对目前大多数核心芯片还是进口的现象,罗伟绍认为“中国尽量多用自己国产的芯片”,美国卡住关键技术,也正“逼着国内工控领域开始考虑使用国产芯片”,晶华微电子也希望借着这个机会打入国产仪器仪表行业中去。
“下一步,晶华微电子希望进入工控领域,包括电源管理,与医疗方面人体健康信号的测量,以及比较新颖的电动汽车、自动驾驶技术和穿戴设备等应用。” 晶华微电子对半导体应用网这样说道,他同时强调,模拟技术的积累需要时间的沉淀,是靠一步一脚印稳扎稳打积累出来的。
霍尼韦尔: 将环保市场做大、做旺
近十年来,在工业4.0、IOT物联网市场发展带动下,安全和生产力业务成为霍尼韦尔业务中相对增长最快的,霍尼韦尔工业安全领域涵盖了气体探测、个人防护、传感器三大业务。“传统的工业安全气体传感器市场,如石油石化、冶金、煤矿等,是霍尼韦尔最大的市场,一直保持着平稳增长。” 霍尼韦尔传感物联气体传感器大中华区销售总监华晴说道,“我们看好石油石化市场的发展,虽然市场受中美贸易等地缘政治影响比较大,但只要油价能保持在60美元附近波动,这个市场就能保持稳定增长,增速不会低于中国GDP。”
华晴指出,蓝天保卫战是当下热点,排放费改税将其上升到法律层面,彰显了国家加快环保进程的决心。另外超低浓度排放、小型锅炉的改造,这涉及对氮氧化物和硫化物的监测,也是霍尼韦尔关注的重点。为此,霍尼韦尔在气体检测抗干扰层面做了许多技术提升,尤其是抗一氧化碳干扰的二氧化硫、抗氢气干扰的一氧化碳等。华晴透露,在排放领域中,与国内领先合作伙伴进行了各种测试反馈都不错,预计今年国内市场不少领先企业会用上新一代产品。
霍尼韦尔传感物联气体传感器大中华区销售总监华晴
华晴称,今年年底霍尼韦尔将推出1系列(小型化)产品,明年推出I系列(intelligent)产品,利用算法优化的方式融合自诊断功能。目前,小型化传感器只用在霍尼韦尔品牌的仪表里,预计今年年底或明年初对外推出。此外,在产品迭代方面,智能化、小型化、低功耗与物联网关联是主要的推动方向。
展会期间,霍尼韦尔展示了两款主推产品:针对医疗行业的无铅氧和针对石油石化行业的丙烯腈产品。
无铅氧推出的背景是全球RoHS要求逐步实现无铅化。医疗行业要求2021年所有测氧气浓度的传感器不能含铅,主要是呼吸机和麻醉剂,包括ICU重症监护室场景下,而目前市场上的产品都是含铅的。霍尼韦尔现在推无铅氧产品就是为了助力客户快速满足市场新的需求。
“医疗行业认证需要很长的周期,核心元器件的改变需要重做认证,因此,霍尼韦尔建议医疗设备企业规划产品时提前考虑无铅氧,以便占得市场先机,尤其是在多种新品并行开发,优先级不同的情况下。” 华晴说道。
丙烯腈则是一种比较特殊的气体,由于投入产出比太高,目前行业中经营的厂商屈指可数。然而霍尼韦尔始终觉得,虽然丙烯腈量小,但对石油石化产业而言非常重要,同时,这也是霍尼韦尔确保在气体探测领域尽可能全面覆盖必须要做的。
相较于现在市场上传统的泛化性检测,霍尼韦尔丙烯腈检测传感器的寿命更长、响应更快、稳定性更好。除了丙烯腈,霍尼韦尔还计划在氯乙烯等小众气体检测上保持投入,以领先的技术优势,助力客户提升工业安全系数,真正做到稳定、可靠的安全生产。
华晴指出,在中国,两位数增长的市场,一定和环保相关的,且未来3-5年将保持快速增长的势头。在保持加大投入的同时,霍尼韦尔愿意与众多产业参与者共同将环保市场做大、做旺。在中国这个有足够空间预期的市场里,相信所有产业链参与者都会找到各自的增长点。
Senis:将专利和技术与国内客户做对接
Senis由Prof. Popovic教授创立于2004年,主要是从事于磁场、磁材料的检测和测量,主要产品包括磁测量的仪表、大型的磁场扫描测绘仪等。另外一部分,Senis研发的电流传感器精度极高,电流大到上千安培,小到微安级都可以做。Senis研发项目经理Dr.Thomas Kaltenbancher表示,Senis回到半导体行业在传感器行业真正开始准备是在2013年左右,此次展会带来了Senis两款新产品,分别是3D霍尔传感器与角度传感器,也是Senis目前的核心专利。
Senis研发项目经理Dr.Thomas Kaltenbancher
在3D磁场里测量点越小,代表XYZ3个轴表征的矢量是越准的,Senis的3D霍尔传感器已经做到业界最小的测量点。并且,Senis的快速角度测量传感器是目前世界上最快的一款测量角度传感的芯片,可以做到20万转,不过Dr.Thomas Kaltenbancher表示目前还没有找到需要20万转的应用。
据介绍,快速角度测量最直接的一个应用就是无刷直流电机控制,“因为在做FOC矢量控制的时候,我们需要很精确地知道转角的位置,就是转子的位置和电流,所以通过这两个东西可以很精确的电机的换向。” Dr.Thomas Kaltenbancher说道。针对3D霍尔传感器的应用一个是3D电流的测量,还有就是在一些应用场景里要测量物体位置的移动,比如控制遥感、线性位移接近等等。
对于未来的发展方向,Dr.Thomas Kaltenbancher表示首先将关注工业物联网应用和消费品应用,下一步会再看向汽车行业。
值得一提的是,Senis的许多精密测量产品都被科研院校、科研院所、计量院、中科院等,包括欧洲一些离子加速、核磁反应的这样一些机构里,产品的精度可以达到50个PPM。
“我们在中国市场希望找到更多的潜在客户应用,包括跟客户一起做一些延伸的平行开发,这都是我们希望在未来一段时间里可以实现的。” Dr.Thomas Kaltenbancher这样说,另外,Senis可以将专利和技术与国内客户做对接。“从中美贸易战,我们也看到了国家对本地芯片研发力度的扶持。中国的需求是引领整个世界研究的方向,同时中国在产业化方面的能力很强,我希望把一些欧洲的技术能拿到中国来,扶持中国的企业能够快速的成长。”
麦乐克:用封装、标定、算法、补偿等技术进行最优化整合
杭州麦乐克科技股份有限公司是一家专业从事中高端红外特征敏感元件,传感器及传感技术的研发、生产、销售并为客户提供技术支持等全套产品解决方案的高新技术企业。此次展会期间,麦乐克展示了一系列在智能家居、智慧生产、智慧园区中的应用于终端产品。
在智慧生活应用中,主要以安防传感器为主,比如麦乐克的烟感传感器有电池供电,实验室数据显示电池寿命可用10年,实际家用至少3年,并且已经拿到了专业的消防认证。此外,麦乐克还有气感、水浸、门磁等传感器,可以提高生活质量,加强安全防护。
在智慧园区上,麦乐克的产品通过探测温度湿度、PM2.5空气质量等,再基于数据进行智能化反控,调节空调、新风、开关窗等智能应用,可以提高办公舒适度,提升能源控制效率。目前,麦乐克与雄安政府和阿里智慧园区都在合作当中。
在智慧城市方面,麦乐克的产品主要用于城市信息采集,如空气质量、有毒有害物质或垃圾箱等,为更宜居的城市建设提供传感解决方案。
杭州麦乐克科技股份有限公司董事长吕晶表示,麦乐克还提供人体存在检测,这与简单的人体移动不一样,比如灯控,当人停止动作后传感器可能感知不到就会灭灯,这在很多场景下都不适用。“目前人体移动传感的量很大,但价格很低。” 吕晶说,“人体存在目前更多应用在办公或商业中,智慧酒店以及长租房也是一种新的应用场景。”
杭州麦乐克科技股份有限公司董事长吕晶
在工业领域,麦乐克的工业级的传感解决方案有高端的红外测温,据吕晶介绍,这是个非接触式红外传感器,无需外接电源,精度高达+/-0.01度,可用在高端工业场景,用在特殊的航天发动机里,可精准控制它监测对象的温度稳定;也可以用在要求较高的车载应用中,对电机的温度进行精准控制。
除了传感核心技术研发以外,麦乐克的优势还有传感的封装标定。举例来说,房间的空气质量如何,就要监测二氧化碳、甲醛等都有多少,传感器检测时精度越高受环境影响越大,麦乐克就会进行标定,告诉传感器在不同温度、不同浓度等状态下如何进行补偿,以做到精准。“我们花了3000多万元、两年时间建了全套的标定体系,这套标定系统是向德国设备商定制的,可以自动控制,再由我们改造成标定装备,具体的标定细节制造商完全不了解,是我们所特有的。” 吕晶这样说道。
民用市场要求价格便宜、性能稳定,但对精度的要求不高。“精度高还想价格低,就得整合各种技术的优势,麦乐克的做法是用封装、标定、算法、补偿等技术进行最优化整合。” 吕晶表示,这对工程师的经验要求很高,因此近些年麦乐克研发了标准化的软件,自动进行标定、补偿。
吕晶透露,“到2018年为止,前端业务占比较多,由于智能市场的需求崛起,今年后端业务发展迅猛,相比前端已经超过1倍以上。”看好传感器市场的前景,麦乐克于2018年四季度投的智能传感器工厂已于今年7月批量生产,目前,麦乐克的前端芯片布局在杭州,智能单品、模组、终端在深圳生产。
来源:半导体应用
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