“智能制造”下的主角
——傳感器

文 李 偉

“智能制造”下的主角
——傳感器

文 李 偉

傳感器，作為物聯網采集信息的終端工具，就如同物聯網的“眼睛”“鼻子”和“耳朵”，是一種不可或缺的存在。

現今，當人們提及“工業4.0”這一概念時已經不再陌生，一言以蔽之，其背后所指為“工業+信息互聯”。反觀國內，我國則啟用了一個專屬的名詞—“中國制造2025”，這兩者的本質內容是一致的，都指向一個核心—智能制造。而面對“智能制造”始終繞不過一個詞兒—傳感器。

從近期我國發布的《中國制造2025》重點領域技術路線圖中可窺探一二，在十大重點領域中，其中就有六大領域涉及傳感器，如節能與新能源汽車、新一代信息技術產業、航空航天裝備等，其所涉及的傳感器包括溫度傳感器、壓力傳感器、振動傳感器、陀螺儀、傳感器ASIC等。位于上海寶山區復旦軟件園的上海賽赫信息科技有限公司（以下簡稱“賽赫”）正是以傳感器為主要經營業務的資深解決方案提供者。其核心技術為聲表面波（SAW）技術，且已有成熟的產品推向了市場。目前，賽赫掌握了從建模仿真、材料選取、器件設計到封裝測試，再到終端產品軟件校準和測量等一整套技術。

記者說：

信息互聯被看作是繼計算機、互聯網之后，世界信息產業的第三次浪潮。而作為互聯的關鍵所在——傳感器，作為物聯網采集信息的終端工具，就如同物聯網的“眼睛”“鼻子”和“耳朵”，是一種不可或缺的存在。

賽赫在積極深挖技術創新、知識產權的同時，也努力在軟件層上尋求設備、數據及服務的融合。以此在新一輪的“中國制造2025”國家戰略背景下搶占傳感器領域的先機。

自主創新，增添話語權

“中國制造2025”的實現基礎就是各種信息通過相應的工業傳感器實現互聯，因此從某種程度上來看，對傳感器在性能上也提出了更多的要求，如集成化、高精度、低功耗、無線化和連通性。這家成立于2011年6月以“研發型”為主打的賽赫，30余人的團隊中研發人員占了80%，即5名員工里面有4個是研發人員。在人才梯隊的構成中，本科以上學歷者占據大多數，其中不乏來自北京航空航天大學、上海交通大學、同濟大學、哈爾濱工程技術大學以及中國科技大學等高校的研發人員。

目前，賽赫已問世的產品是溫度傳感器。市面上，溫度傳感器無外乎紅外、光纖、有源傳感器三大類，而賽赫在歷經數年的研發后，基于新一代傳感材料和制備工藝的無線無源傳感器可謂獨具特色。“我們的產品是新型溫度/壓力傳感系統，其基本工作原理為聲表面波技術。聲表面波傳播于壓電基片表面，通過物理、化學參量對聲波傳播特性的擾動對待測參量進行檢測。我們在對基片上傳播并返回來的信號進行數據處理以及專門的公式運算后讀出實際溫度、壓力等數值。”對賽赫產品線異常熟悉的賽赫總經理張淳如是說，“我們在核心部件上創新地使用了陶瓷集成組件，最大的好處在于它能絕緣、防火，該技術已獲得國內和國際專利認證，可以說我們的傳感器已經與國際水平比肩。”

此外，該傳感器的“無線無源”也有別于市面上其他傳感器。無源，即不需要電池供電；無線，即信號的傳輸無需數據線。這些功能為地處高壓、核輻射、山丘溝壑等地區的電網帶去了福音，真正解決了無線無源傳感器在智能電網領域中的應用問題。“中國的電網建設很快，但用電需求更快。目前，智能電網的監控存在兩大問題：其一，電極老化、溫度監控問題還沒有良好的解決方案；其二，超高壓電的安全巡檢目前使用紅外檢測，容易造成誤報。使用無線無源傳感器，可以實時監控電力系統，保證智能電網穩定性和安全巡檢精準性。”身為賽赫項目經理的馮炳康如是說。據悉，該款無線無源溫度傳感器的使用壽命可達15年到20年之久，兼具靈活性與穩定性。

截至目前，賽赫已經申請了三項國內發明專利，2015年1月被授權1項，還有兩項進入復審階段。此外，賽赫還相應申請了三項國際PCT發明專利。“目前在全世界一共有兩家公司在溫度傳感器方面擁有完全自主的知識產權。一家為英國的TRANSENSE，還有一家就是中國上海的賽赫信息。”張淳在講述的過程中語氣瞬間高昂了起來，“值得注意的是，我們的專利跟它是互補的，互不侵犯。此外，我們非但做傳感器，還做接收器以及提供整套解決方案。”就國內市場而言，出于安全的考慮，新產品的面世還需要一個接受的過程，但從目前來看，無線無源類溫度傳感器正處于被逐步接受的狀態。

除了溫度傳感器之外，賽赫的產品還涵蓋了壓力傳感器，主要應用于汽車行業，即胎壓監測。目前，賽赫已與北汽奔馳、上海通用、廣州菲亞特、天津豐田、武漢通用等廠家建立了戰略合作伙伴關系。在它們的生產線上賽赫的產品已被調成了“出廠設置”，由此為車主的駕駛保駕護航。

進入藍海

隨著中國以及亞洲國家工業化的發展，以中國為主的亞洲地區也正在成為傳感器領域全世界最大的市場，并占據近1/3的市場份額。資料顯示，我國市場在2016年底將達到1200億元的規模，目前傳感器生產企業呈現集中度極強的特征。未來，市場增長點將在無線、MEMS以及生物傳感器等領域，賽赫公司基于MEMS技術的SAW傳感器將重點關注此市場的應用，并且積極發展行業應用，努力開拓更大的市場。

面對這一片巨大的藍海，從張淳的口中可以看出他對于公司在未來的發展充滿了希望，“目前在國內電力行業開關柜這塊，存量大概是1000萬臺柜子，每年更新改造或新增的柜子，預估大概是50萬臺。當然這個數字里面會涉及各家的傳感器產品，但初步預估我們將會占到十分之一的比重，當然也有可能不止。如果十分之一的話，那就是至少5萬臺柜子，折合下來大概有2億多元入賬。”

張淳的這一說法并非空穴來風。根據2015年版中國統計年鑒報告，當年銷售的電力開關設備 (3.6kV—550 kV) 共151.8萬臺，按10年折舊更換來估算的話，中高壓范圍的開關設備市場存量為1000萬臺左右。如果所有開關設備都必須安裝溫度安全監控系統，按照每套5000元人民幣的價格，則市場總容量約為500億元人民幣；如果假設10%的設備會安裝，則市場容量約為50億元人民幣。因此，傳感器這一市場就像一塊尚未被切分的大蛋糕，國內外廠家紛紛瞄準了這一藍海。

“SAW芯片級研發主要集中在歐美，分別是英國的TRANSENSE、德國的WIKA以及美國的VECTRON、INTELISAW公司（TRANSENSE子公司，馮炳康補充道，“2013年，SAW溫度監控系統已經正式進入國家電網標準，賽赫公司是目前世界市場內僅有的兩家可以提供成熟產品的供應商之一。因此，我們對于所研發出來的產品有著十足的信心。”