一、国内外发展现状及问题   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。技术发展的总趋势是小型化、集成化、陈列化、多功能化、智能化、系统化和网络化。主要技术将在现在的基础上予以延伸和提高,并实现产业化。   世界民用传感器市场1998年为325亿美元,2003年将达到422亿美元,2008年将增加到506亿美元。年平均增长率为5.3%。工业过程控制传感器市场1998年为60亿美元,2008年将达到91亿美元,在新型传感器中,MEMS传感器是全世界增长最快的产品之一,近年来,MEMS市场销售年增长率为20%~30%,预计2005年的销

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传感器和仪表元器件2020年发展规划建议

2004-12-31 00:00 

  一、国内外发展现状及问题

  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。技术发展的总趋势是小型化、集成化、陈列化、多功能化、智能化、系统化和网络化。主要技术将在现在的基础上予以延伸和提高,并实现产业化。

  世界民用传感器市场1998年为325亿美元,2003年将达到422亿美元,2008年将增加到506亿美元。年平均增长率为5.3%。工业过程控制传感器市场1998年为60亿美元,2008年将达到91亿美元,在新型传感器中,MEMS传感器是全世界增长最快的产品之一,近年来,MEMS市场销售年增长率为20%~30%,预计2005年的销售额将达到115亿美元。

  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。2000年总产量已经超过13亿只,品种规格已经超过6000种,产值达到19.5亿元。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90年代初期的水平。

  存在的问题:
 
  (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。

  二、发展的战略目标和意义

  1、战略目标

  (1)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;

  (2)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;

  (3)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。

  2、意义

  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,为我国制造业信息化奠定基础。

  三、重点发展的前沿及关键技术

  1、传感器技术

  发展重点是:

  (1)MEMS工艺和新一代固态传感器

  ①微结构制造工艺:深反应离子刻蚀(DRIE)工艺或IGP工艺;

  ②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;

  ③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

  ①微结构集成制造工艺;

  ②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 

  ①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;

  ②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

  ①传感器网络化技术;

  ②网络化传感器,使传感器具有工业化标准接口和协议功能。
  
  2、仪表元器件

  (1)弹性元件

  发展重点是:

  ①开发和完善新型成型工艺:电沉积成型工艺,焊接成型工艺;

  ②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;

  ③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

  发展重点是:

  ①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。

  ②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

  发展重点是:

  ①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;

  ②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。

  四、分段实施的步骤和方案

  1、2006~2010年

  重点研究MEMS工艺,集成化工艺和仪表元件新型制造工艺;开发新一代固态传感器和新型仪表元器件;进行新产品的工程化研究,新型传感器和仪表元器件实现中试生产。

  2、2011~2015年

  重点研究传感器的智能化技术,在继续开发MEMS工艺和新型仪表元件制造工艺的基础上,开发智能化传感器和高性能仪表元器件;进行新产品的产业化研究,部分新产品实现产业化生产。

  3、2016~2020年

  重点研究传感器网络化技术,开发网络化传感器和相应专用电路。新型传感器和仪表元器件实现产业化生产,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。
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