近期，《人民日?qǐng)?bào)》、新華社、中央廣播電視總臺(tái)等知名媒體報(bào)道陜西秦創(chuàng)原總窗口西咸新區(qū)取得的技術(shù)創(chuàng)新成就，頻頻提及一家傳感器企業(yè)。 這家傳感器企業(yè)主要從事溫度傳感器技術(shù)研發(fā)生產(chǎn)，技術(shù)主要來(lái)源于西北工業(yè)大學(xué)的科研成果轉(zhuǎn)化，擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，并打破了國(guó)外傳感器巨頭在該領(lǐng)域近30年的壟斷。詳情見(jiàn)下文。

新華社等報(bào)道，國(guó)內(nèi)首家量產(chǎn)高精度薄膜鉑電阻溫度傳感器，未來(lái)要占據(jù)國(guó)內(nèi)80%市場(chǎng)！國(guó)產(chǎn)替代空間巨大！

RTD傳感器即電阻溫度探測(cè)器，其中用的最多的就是PT100、PT1000等薄膜鉑電阻，作為知名的溫度傳感器種類(lèi)，相信許多電子行業(yè)人士并不陌生。

據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，每年薄膜鉑電阻傳感器的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求達(dá)3億支，國(guó)際需求約10億支，市場(chǎng)空間龐大。

但目前，我國(guó)市場(chǎng)上售賣(mài)的薄膜鉑電阻傳感器，基本都會(huì)標(biāo)明來(lái)自“德國(guó)原產(chǎn)地”等字眼，以證明元件的優(yōu)異。

為什么？

因?yàn)榇饲埃慨a(chǎn)水平的國(guó)產(chǎn)薄膜鉑電阻傳感器與國(guó)際先進(jìn)水平存在較大差距，國(guó)產(chǎn)薄膜鉑熱電阻精度可達(dá)到德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)(DIN)中的B級(jí)，遠(yuǎn)不如國(guó)際先進(jìn)水平。

·

多年來(lái)，世界上能生產(chǎn)高精度薄膜鉑電阻核心部件的企業(yè)，不超過(guò)五指之?dāng)?shù)，而這其中德國(guó)就占了兩家——Heraeus賀利氏、Jumo久茂，這兩家企業(yè)是全球工業(yè)溫度傳感器細(xì)分領(lǐng)域里的隱形冠軍企業(yè)。

而近些年，隨瑞士等國(guó)家薄膜鉑電阻廠商的崛起，全球生產(chǎn)高精度薄膜式鉑電阻傳感器的企業(yè)也不超過(guò)10家——可見(jiàn)薄膜鉑電阻生產(chǎn)技術(shù)難度之高。

據(jù)資料顯示，國(guó)際廠商已壟斷中國(guó)高精度薄膜鉑電阻傳感器領(lǐng)域近30年。

近日，《人民日?qǐng)?bào)》、新華社、中央廣播電視總臺(tái)等知名媒體報(bào)道陜西秦創(chuàng)原總窗口西咸新區(qū)取得的技術(shù)創(chuàng)新成就，頻頻提及一家傳感器企業(yè)——西安礪芯慧感科技有限公司，為什么會(huì)提到這家傳感器企業(yè)？

報(bào)道顯示，礪芯慧感建立起了國(guó)內(nèi)首條覆蓋常溫、超低溫、超高溫薄膜溫度敏感芯片自動(dòng)化生產(chǎn)線，是我國(guó)首家量產(chǎn)薄膜鉑電阻的企業(yè)。

由于該企業(yè)突破了關(guān)鍵生產(chǎn)工藝，使得傳感器滿(mǎn)足國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，從而實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化的完全替代，生產(chǎn)成本與國(guó)外產(chǎn)品相比降低了20%，礪芯慧感成為國(guó)內(nèi)首家量產(chǎn)薄膜鉑電阻企業(yè)，市場(chǎng)前景可期。 “盡管我們用了一年的時(shí)間建成了這條傳感器生產(chǎn)線，但實(shí)際上，這背后是我們團(tuán)隊(duì)近20年的科研工作成果。”金新航說(shuō)。 “每年薄膜鉑電阻傳感器的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求達(dá)3億支，國(guó)際需求約10億支。我們是國(guó)內(nèi)唯一能生產(chǎn)出達(dá)到國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品的企業(yè)。產(chǎn)品將改善關(guān)鍵核心芯片受制于人的被動(dòng)局面，產(chǎn)業(yè)化發(fā)展正當(dāng)其時(shí)。”金新航說(shuō)。 …實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)線設(shè)備和原材料100%國(guó)產(chǎn)，解決了我國(guó)在該領(lǐng)域的“卡脖子”難題。

據(jù)悉，該技術(shù)由西北工業(yè)大學(xué)航空航天先進(jìn)流動(dòng)測(cè)試微系統(tǒng)技術(shù)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì) “薄膜溫度與壓力傳感器”相關(guān)技術(shù)成果轉(zhuǎn)化，礪芯慧感目前有三大核心產(chǎn)品，分別是薄膜鉑電阻傳感器、柔性薄膜溫度傳感器和高溫薄膜熱流傳感器。相關(guān)產(chǎn)品介紹可在傳感搜小程序或傳感器專(zhuān)家網(wǎng)搜索查看。

作為目前國(guó)內(nèi)少數(shù)在薄膜鉑電阻這一需求龐大的傳感器領(lǐng)域掌握核心技術(shù)的企業(yè)，礪芯慧感雄心勃勃。

憑借完全的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，其生產(chǎn)的薄膜鉑電阻比國(guó)外競(jìng)品成本降低20%，在成本和技術(shù)的支撐下，礪芯慧感規(guī)劃在未來(lái)3-5年，建成年產(chǎn)5000萬(wàn)支的薄膜鉑電阻自動(dòng)化生產(chǎn)線，并且將占據(jù)國(guó)內(nèi)薄膜溫度傳感器80%市場(chǎng)份額。

上文提到薄膜鉑電阻傳感器的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求達(dá)3億支/年，80%的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)即需要年產(chǎn)2.4億支薄膜鉑電阻。據(jù)報(bào)道透露，目前礪芯慧感薄膜鉑電阻傳感器售價(jià)在10元以?xún)?nèi)。

這些數(shù)據(jù)顯示了高精度傳感器國(guó)產(chǎn)替代空間的龐大。

什么是薄膜鉑電阻？用在哪些領(lǐng)域？用量巨大的薄膜鉑電阻傳感器基本靠進(jìn)口！

薄膜鉑電阻（薄膜鉑熱電阻）是一種溫度傳感器 ，具體的說(shuō)是RTD溫度傳感器即電阻溫度探測(cè)器的一種，“RTD”是“電阻溫度探測(cè)器”的首字母縮寫(xiě)。

通常，RTD 包含鉑、鎳或銅線，因?yàn)檫@些材料是正溫度系數(shù)材料。這意味著隨著溫度升高電阻也隨之增加 – 電阻的這種變化將用于探測(cè)和測(cè)量溫度變化。

目前，用的最多、最廣泛的RTD溫度傳感器是鉑金RTD，一般我們所說(shuō)RTD溫度傳感器都是指鉑RTD。因?yàn)殂K具有出色的耐腐蝕性，卓越的長(zhǎng)期穩(wěn)定性，并且測(cè)量溫度范圍很廣 (-200~+850°C)。主要有PT100、PT1000等鉑金RTD。

▲不同金屬材料的RTD溫度傳感器區(qū)別，來(lái)源：prelectronics

鉑RTD的核心元器件就是薄膜鉑熱電阻，由一種新的鉑熱電阻生產(chǎn)技術(shù)生產(chǎn)，即用膜工藝改變?cè)械木€繞工藝，制備薄膜鉑熱電阻。它是由亞微米或微米厚的鉑膜及其依附的基板組成。由于薄膜熱容量小，熱導(dǎo)率大，而基板又是很好的絕緣材料，薄膜鉑熱電阻能準(zhǔn)確地測(cè)出所在表面的真實(shí)溫度。

除RTD傳感器外，常用的溫度傳感器還有熱電偶、熱敏電阻（NTC/PTC）、芯片型等種類(lèi)。

其中RTD傳感器擁有最好的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性，薄膜鉑熱電阻等薄膜溫度傳感器是典型的軍民兩用新型基礎(chǔ)核心元器件。在航空航天、軍工、汽車(chē)電子、家用電子、儀器儀表和生物醫(yī)療等領(lǐng)域有非常廣闊而緊迫的應(yīng)用需求。

部分常見(jiàn)溫度傳感器特點(diǎn)如下表：

溫度傳感器、壓力傳感器和流量傳感器簡(jiǎn)稱(chēng)“溫壓流”，是整個(gè)傳感器市場(chǎng)中應(yīng)用量TOP 3的傳感器種類(lèi)。

據(jù)相關(guān)資料顯示，壓力傳感器市場(chǎng)占比約為19%，流量傳感器21%，溫度傳感器14%。

▲來(lái)源：觀研天下數(shù)據(jù)中心整理

因?yàn)檫@些傳感器市場(chǎng)需求大，同時(shí)發(fā)展時(shí)間長(zhǎng)，上游敏感元件獲取容易，因此組裝門(mén)檻較低，我國(guó)大量傳感器企業(yè)從事“溫壓流”傳感器的生產(chǎn)制造。

但這些生產(chǎn)制造企業(yè)又有80%是OEM公司，即從國(guó)外傳感器廠商采購(gòu)核心敏感元件，自己進(jìn)行封裝貼牌銷(xiāo)售。據(jù)《中國(guó)傳感器發(fā)展藍(lán)皮書(shū)》此前資料顯示，我國(guó)力傳感器（以壓力傳感器為主）企業(yè)約470余家，熱傳感器（以溫度傳感器為主）企業(yè)約360余家，光傳感器（含圖像、激光、色度、紅外等傳感器）約460余家，為國(guó)產(chǎn)傳感器企業(yè)最集中的領(lǐng)域。

▲來(lái)源：《中國(guó)傳感器發(fā)展藍(lán)皮書(shū)》

據(jù)《中國(guó)傳感器發(fā)展藍(lán)皮書(shū)》披露，此前我國(guó)在多個(gè)傳感器領(lǐng)域國(guó)產(chǎn)化率為零。溫度傳感器中應(yīng)用廣泛的高精度RTD溫度傳感器，國(guó)內(nèi)也基本需要靠進(jìn)口。

近年來(lái)多個(gè)國(guó)產(chǎn)傳感器領(lǐng)域獲“0”的突破！新興傳感器領(lǐng)域國(guó)產(chǎn)取得領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)！中國(guó)傳感器快速發(fā)展！

“十四五”以來(lái)，我國(guó)日益重視智能傳感器產(chǎn)業(yè)發(fā)展，在技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)規(guī)模上取得重大突破，產(chǎn)業(yè)規(guī)模已突破千億元。

除高性能薄膜鉑電阻量產(chǎn)取得突破外，近年來(lái)，我國(guó)在多個(gè)傳感器領(lǐng)域取得零的突破。

溫鹽深(CTD)是海洋動(dòng)力環(huán)境要素中最基礎(chǔ)的環(huán)境信息, 海洋調(diào)查首先是對(duì)海水的溫度、鹽度隨深度分布及變化的調(diào)查。所有的海洋觀測(cè)監(jiān)測(cè)平臺(tái)都要集成和應(yīng)用溫鹽深（CTD）傳感器，相關(guān)測(cè)量?jī)x器已普遍應(yīng)用于臺(tái)站, 船舶, 浮標(biāo), 潛標(biāo), 座底式、拖曳式和水下運(yùn)動(dòng)平臺(tái)等。

在國(guó)家海洋技術(shù)中心海洋裝備技術(shù)研究院院長(zhǎng)李紅志，及其帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)努力下，2021年國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“海洋環(huán)境安全保障”專(zhuān)項(xiàng)“基于水下平臺(tái)的系列化溫鹽深流浪潮測(cè)量?jī)x產(chǎn)品化”項(xiàng)目通過(guò)考核，項(xiàng)目組成功研制了“OST”全系列溫鹽深測(cè)量?jī)x，系列化自主溫鹽深傳感器部件國(guó)產(chǎn)化率達(dá)到100%，處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先、國(guó)際先進(jìn)水平，實(shí)現(xiàn)我國(guó)海洋傳感器領(lǐng)域零的突破，填補(bǔ)了我國(guó)傳感器領(lǐng)域的一項(xiàng)空白。

今年7月份，中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院智能機(jī)械研究所研制出了國(guó)內(nèi)首臺(tái)深海質(zhì)譜儀并在南海某海域成功完成多次海試。該工作填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)在深海質(zhì)譜儀研制領(lǐng)域的空白，為我國(guó)深海、深淵探測(cè)戰(zhàn)略提供更多技術(shù)支持和保障，同時(shí)為后續(xù)尋找海底油氣及礦產(chǎn)資源，探究生命起源和早期演化以及研究全球氣候變化等奠定了原位質(zhì)譜探測(cè)基礎(chǔ)。相關(guān)情況參看《中國(guó)科學(xué)院這個(gè)國(guó)產(chǎn)傳感器儀器獲重大突破！》

除尖端傳感器技術(shù)的突破外，在傳感器應(yīng)用領(lǐng)域，我國(guó)傳感器企業(yè)亦在一些新興傳感器賽道取得領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。

具備大規(guī)模應(yīng)用需求的典型新興傳感器領(lǐng)域，譬如車(chē)載激光雷達(dá)——被譽(yù)為汽車(chē)自動(dòng)駕駛中最關(guān)鍵的傳感器，中國(guó)廠商在過(guò)去的一年中，取得了全球市場(chǎng)領(lǐng)先地位。

據(jù)知名市場(chǎng)咨詢(xún)機(jī)構(gòu)Yole的《LiDAR for Automotive 2023》報(bào)告顯示，2022年，禾賽以近50%的市場(chǎng)份額連續(xù)兩年穩(wěn)居全球車(chē)載激光雷達(dá)總營(yíng)收榜首，并且其市場(chǎng)份額從2021年的42%進(jìn)一步擴(kuò)大至47%。圖達(dá)通則依靠蔚來(lái)汽車(chē)的持續(xù)出貨，以15%的市場(chǎng)份額奪得第二名，法雷奧、速騰聚創(chuàng)分別以13%、9%的市場(chǎng)份額位列第三、第四。

禾賽科技、圖達(dá)通、速騰聚創(chuàng)、華為、大疆覽沃等國(guó)產(chǎn)激光雷達(dá)廠商，都是全球車(chē)載激光雷達(dá)市場(chǎng)中重要的參與者，市場(chǎng)份額排名前列。這不僅因?yàn)橹袊?guó)擁有龐大的汽車(chē)市場(chǎng)，更基于國(guó)產(chǎn)激光雷達(dá)廠商優(yōu)秀的技術(shù)實(shí)力。

▲來(lái)源：Yole，激光雷達(dá)老炮兒

在全球CMOS圖像傳感器市場(chǎng)中，國(guó)產(chǎn)傳感器廠商韋爾股份旗下豪威科技（Omnivision）、格科微（Galaxycore）、思特威（Smartsens）分別以11%、4%、2%的份額在全球市場(chǎng)中占據(jù)一席之地。

▲來(lái)源：Yole

此外，同屬于溫度傳感器的紅外傳感器領(lǐng)域，高德紅外、海康威視、睿創(chuàng)微納、大立科技等國(guó)產(chǎn)傳感器廠商均取得不錯(cuò)的市場(chǎng)份額，并且掌握了非制冷紅外探測(cè)器芯片等全產(chǎn)業(yè)鏈核心技術(shù)。

結(jié)語(yǔ)

隨著近年來(lái)我國(guó)對(duì)傳感器產(chǎn)業(yè)的日益重視，國(guó)產(chǎn)傳感器取得快速發(fā)展。

但是，傳感器又是一個(gè)細(xì)分賽道眾多，各領(lǐng)域壁壘極高的特殊產(chǎn)業(yè)，我國(guó)在激光雷達(dá)、圖像傳感器以及一些MEMS智能傳感器上，取得較快的發(fā)展，同時(shí)建立了多條MEMS傳感器芯片產(chǎn)線等關(guān)鍵共性技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施。

在傳統(tǒng)傳感器領(lǐng)域，尤其是工業(yè)、醫(yī)療等高精度傳感器領(lǐng)域，我國(guó)傳感器產(chǎn)業(yè)仍進(jìn)展緩慢，亟需重視。

薄膜鉑金電阻作為高精度溫度傳感器，在工業(yè)、汽車(chē)、醫(yī)療、航空航天等領(lǐng)域具有關(guān)鍵作用，然而多年來(lái)我國(guó)高精度薄膜鉑金電阻量產(chǎn)困難重重。

未來(lái)，一個(gè)個(gè)傳感器卡脖子技術(shù)難點(diǎn)被突破，我們將能看到更多國(guó)產(chǎn)高科技發(fā)揮重要作用。未來(lái)可期！

審核編輯 黃宇