編者按：
自傳感器誕生以來，不斷在各式各樣的產品和技術上進行內嵌與應用，已經成為了終端設備當中不可缺少的組成部分。隨著時間的推移，網際網路時代的發展，儘管傳感器開始與物聯網結合，形成智能化協同部分。但大眾突然發現，傳感器市場仍處於小規模，無大品牌，很大程度上依賴進口等等窘境。在剛剛結束的 2019 重慶智博會中國智能博覽會傳感器與物聯網高峰論壇上，多位專家群起獻策，商討傳感器產業的變局。本文將從技術和產業兩個角度，來回顧一下傳感器發展的歷程和現狀，並通過與專家的採訪和商討，分析這個領域未來的行業趨勢，希望能幫助更多人了解傳感領域，並且對工業傳感器有更多的認知。
科技，讓人類的能力圈不斷擴大。如果說，機械延伸了人類的體力，計算機延伸了人類的智力，那麼，無處不在的傳感器，大大延伸了人類的感知力。
傳感器，不是 KOC 那種的新造詞，而是一個非常傳統的常用詞彙，大家在新華詞典中就可以輕鬆找到。英文稱 Sensor 或是 Transducer。「傳感器」在新韋式大詞典中定義為：「從一個系統接受功率，通常以另一種形式將功率送到第二個系統中的器件」。根據這個定義，傳感器的作用是將一種能量轉換成另一種能量形式，所以不少學者也用「換能器－Transducer」來稱謂「傳感器－Sensor」。
簡單來說，傳感器就是一種檢測裝置，通常由敏感元件和轉換元件組成，可以測量信息，也可以讓用戶感知到信息。通過變換方式，讓傳感器中的數據或價值信息轉換成電信號或其他所需形式的輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。
圖｜傳感器（來源：Gierad 官方）
其實，傳感器一直存在於你的生活中，小到遙控器、檯燈、手機按鈕，大到電視、鍋爐檢測、電網傳輸、醫療器械診斷等，覆蓋大大小小不同的場景，也可以這樣說，傳感技術和傳感器是產品當中必不可少的一部分。
從技術和應用類型來看，傳感器分為溫度、壓力、超聲波、流量、電阻、圖像傳感器等；從學科來看，包含聲光電等，傳感器還分為化學、物理、生物傳感器等；從產業布局上來看，分為消費級、汽車電子、工業級、醫療傳感器四種。自 1883 年全球第一臺恆溫器上市以來，傳感器就以各種形式存在了相當長的一段時間。並且隨著時間的發展，IoT 和 AI 技術不斷進步情況下，智能傳感器被推向了市場，在物聯網技術項目中得到廣泛的應用。
作為科技產業風向標榜單，在去年和今年的《麻省理工科技評論》 TR10（全球十大突破性技術）中，相關的傳感技術被多次提及，「傳感城市」 就是其中最為代表性的突破性技術之一。DeepTech 曾提到，將大量的智能傳感器融入整個城市場景當中，就如同給其裝上全新的數字肢體和感官，萬物實現互聯、可感、可控，城市的運行將由一個無比強大的 AI 接管。從目前的情況來看，傳感技術仍在廣泛用於相關產品落地和城市規劃用途。
圖｜「傳感城市」新技術（來源：DeepTech）
當然，傳感器仍有其他的嚴峻挑戰，由於投資較高，相比歐美的傳感器和傳感技術應用，中國的部分傳感器和傳感技術仍處於相對落後狀態。
工業和信息化部原副部長、中國傳感器與物聯網產業聯盟名譽理事長楊學山曾在演講中表示，雖然傳感技術在不斷進步，但由於中國傳感器產業起步較晚，缺乏相關優秀人才，導致中國的傳感器與傳感技術仍依賴進口，中國自主科技創新以及高端領域的傳感器產品都處於空白狀態。
本文將從技術和產業兩個角度，來回顧一下傳感器發展的歷程和現狀，並分析一些未來趨勢。
傳感器和傳感技術歷程
1883 年，全球首臺恆溫器正式上市，一個名為 Warren S. Johnson 的發明者創造了它。這款恆溫器能夠將溫度保持在一定程度的精確度，就是利用了傳感器和傳感技術，在當時看來，是非常厲害的一項技術。
圖｜全球首臺恆溫器（來源：what-is-a-sensor 網站）
到了 20 世紀 40 年代末，第一款紅外傳感器問世。隨後，許許多多的傳感器不斷被催生出來，直到現在，全球大概有 35000 種以上的傳感器，數量和用途上非常繁雜，可以說，現在是傳感器和傳感技術最為火熱的一個時期。
1987 年，ADI（亞德諾半導體）開始投入全新的傳感器研發，這種傳感器與其他不太一樣，名叫 MEMS 傳感器，是採用微電子和微機械加工技術製造出來的新型傳感器。與傳統的傳感器相比，它具有體積小、重量輕、成本低、功耗低、可靠性高、適於批量化生產、易於集成和實現智能化的特點。而 ADI 是業界最早做 MEMS 研發的公司。
1991 年，ADI 發布了業界第一顆 High-g MEMS 器件，主要用於汽車安全氣囊碰撞監測。而後眾多 MEMS 傳感器被廣泛研發，用在手機、電燈、水溫檢測等精密儀器上，截止到 2010 年，全世界有大約 600 餘家單位從事 MEMS 的研製和生產工作。
隨著雲計算、5G、大數據、AI 技術以及物聯網技術的爆發，智能傳感器和智能傳感技術逐漸被提及起來，大量的可穿戴式設備中含有多種生物以及環境智能感應器，用以採集人體及環境參數，實現對穿戴者運動健康的管理，其傳感器更高的精度使得設備更加可靠。
傳感器的現狀與未來趨勢
目前，消費級的感應器產品已大量流入市場，消費者現在都可以看得到，摸得著。甚至可以這麼說，C 端的傳感器已經家喻戶曉，所有人、所有地方都可以感受到傳感器的存在。在即將發布的 Google Pixel 4 手機中，會搭載全新的雷達檢測，手勢操控，這些都需要消費級傳感器，配合專業的傳感技術才可以達到，還有 iPhone X 上的 Face ID 功能，也是通過多個傳感器感應並將信息傳輸到晶片或系統中而實現的。
8 月 24 日，在重慶舉辦的 2019 年中國智能博覽會傳感器與物聯網高峰論壇上，中國信息通信研究院副總工程師史德年在主旨演講中提到，全球 MEMS 傳感器市場結構當中，消費電子佔據了 45% 以上的份額，而未來，傳感器也會通過手機設備，在 3D 地圖、虛擬實境等新型場景中用於更重要的位置。
在汽車電子領域，全球平均每輛汽車包含 10 只傳感器，高檔汽車中，大約採用 25 至 40 只 MEMS 傳感器。中國傳感器與物聯網產業聯盟副秘書長谷榮祥在接受 DeepTech 採訪時表示，汽車的傳感器在工業應用裡面算是比較大的，這一塊中國和國外相比，確實差距比較大。比如說規模、汽車歷史發展、價格、品牌等，但是中國的創新動力很強，在技術上差距並不大，未來隨著汽車智能化的進一步發展，傳感器的應用將會更加廣泛。
除了消費級別的傳感器，最值得關注的就是工業智能傳感器產業發展狀況。與消費電子相比，工業傳感器在穩定性、精度、運行安全等多方面要求都要更高。
圖｜MEMS 傳感器（來源：Electronicproducts）
根據前瞻經濟學人的統計數字表明，截止 2017 年，我國 MEMS 傳感器製造行業企業大約有 135 家。從產業能力來看，大多屬於初創類中小型企業，供給能力不強，除此以外，企業存在著管理問題、資金不足、科研能力弱和吸引高科技人才的能力較弱、技術能力不強等問題。
目前，在全球感應器製造供應鏈中，包括研發、設計、製造、封裝、測試、軟體、系統應用等流程，但是由於多種原因，在工業傳感器中，高度依賴進口，從研發到設計仍需要大量的投入與人才供給，而很多傳感器製造企業都是從製造開始，做著類似代工的工作。
不管從資本來說，還是整個產業人才來看，這個領域依然是小的，傳感器的技術壁高，開發周期長，社會資本把傳感器晶片項目評為高風險，導致核心技術缺乏長期投入，產業發展慢，最終導致依賴進口來源製造或加工傳感器產品，再流入中國市場。
但隨著中美關係加劇，以及貫徹落實《「十三五」國家戰略性新興產業發展規劃》，傳感器產業逐漸開始被重視起來。
2013 年，工業和信息化部、科技部等四部委制定了《加快推進傳感器及智能化儀器儀表產業發展行動計劃》，提到目前是中國傳感器及智能化儀器儀表產業快速發展的關鍵時期，對於未來企業發展，國家將鼓勵、支持並培育產值超 10 億元的行業龍頭企業和產值 5000 萬元以上的「小（中）而精、精而專、專而強」的創新型企業。
中電科技集團重慶聲光電有限公司傳感器中心副主任楊靖在專訪中也提到，目前中國的傳感器產業仍跟隨政策影響，他認為國家應該去定向地去扶持一些高端的新材料、新工藝、新技術等這類傳感器，包括國內傳感器產業的空白區域，仍是有很大的市場。
傳感器產業是有希望的
從技術進展和產業發展來看，傳感器領域雖然處在高度依賴進口，高科技人才短缺等問題中，但是中國已經在不斷鼓勵傳感器企業做大做強，希望從消費品到工業領域，有更多創新的可能。
隨著網際網路行業的發展，在首屆重慶智博會上，阿里巴巴集團董事會主席馬雲曾提到，未來 90% 的製造業將在網際網路上進行，如今中國的網際網路產業已經遙遙領先其他國家，在物聯網+5G+AI 全面加持下，傳感器製造業仍有很大的市場。
圖｜傳感器（來源：Gierad 官方）
眾所周知，技術和產業之間是需要形成比較好的正向迭代效應，落地場景越多，產品的製造就會越來越多，產業就會變得越來越大，傳感器產業發展亦是如此。
隨著物聯網技術的不斷發展，傳感器產業未來如何發展，政府如何吸引傳感器產業園區的落地等議題，仍是需要不斷探討的。中國四聯儀器儀表集團有限公司吳朋在接受採訪時提到，希望國家有一些比較好的規劃跟一些支持的政策，把整個產業鏈拉動起來，針對未來發展，大家加把勁，發揮主要優勢，助力物聯網，傳感器產業就會變好了。