小型化、节能化和智能化将是传感器未来发展趋势
“随着新能源和物联网的发展，小型化、节能化和智能化将是传感器的未来趋势。”中国工程院院士、现任中车株洲电力机车研究所有限公司董事长丁荣军院士表示，智能传感技术是轨道交通装备运营安全的保障性技术，也是装备持续升级的关键技术。掌握这一趋势，对于为提升轨道交通用传感器的智能化、集成化和数字化水平，推动我国智能传感器产业的发展，具有深远的意义。这是记者从４月２８日在宁波举办的“智能传感技术在轨道交通中的应用工程前沿技术论坛”上了解到的。
传感器应用广泛在国民经济中具有重要地位
近年来，随着物联网等新产业的兴起，传感器作为其中的核心部件也愈来愈受到重视。
在自然界中包含了大量如电、光、力、化学等信息，因此对应采集信息的传感器种类也极其繁多，其应用范围从日常的家用电器、智能手机到尖端的军工武器、航空航天。以其中采集电信号的电量传感器为例，根据其不同的性能等级，分别应用于小家电、电源、工业自动化、轨道交通、汽车、医疗、船舶、航天、新能源、电网等不同领域。以电网为例，电量传感器参与了从发电、输电到用电的全过程。无论是煤电、核电或新能源风电\光伏，其发电过程包含整流、逆变等环节，在对其进行检测、控制和保护的过程中，必须采用电量传感器，以保证并网电能的可靠性。在目前特高压等新兴的输电技术中，也使用电量传感器来实现输电过程的可测和可控。
传感器产业大体可以分为三个阶段：第一阶段是20世纪50年代伊始，结构型传感器出现，它利用结构参量变化来感受和转化信号。第二阶段是20世纪70年代开始，固体型传感器逐渐发展起来，这种传感器由半导体、电介质、磁性材料等固体元件构成，是利用材料某些特性制成。如：利用热电效应、霍尔效应，分别制成热电偶传感器、霍尔传感器等。第三阶段是20世纪末开始，智能型传感器出现并快速发展。智能型传感器是微型计算机技术与检测技术相结合的产物，使传感器具有人工智能的特性。
随着新能源和物联网的发展，小型化、节能化和智能化将是传感器的未来趋势。传感器应用广泛，伴随着产业升级，其市场规模将进一步扩大，预估2015年全球传感器市场规模为1814亿美元，而我国将占据其中三分之一的份额。近年来轨道交通、新能源风电光伏、新能源汽车等行业发展迅猛，市场规模已经形成，而这其中离不开传感器、IGBT等电力电子核心器件的支撑。因此，传感器不仅本身具备良好的行业经济效益，直接推动国民经济发展，同时也是促成中国制造走向世界、中国制造向中国创造转型的重要组成部分。
传感器技术及产业战略地位日益凸显
传感器产业具有投资密集型、技术含量高的特点，近年来，全球传感器市场一直保持快速增长，2013年全球传感器市场规模约1055亿美元，2015年市场规模将突破1500亿美元。目前全世界约有40个国家从事传感器的研制、生产和应用开发，研发机构6000余家。发达国家在传感器领域具有技术和品牌等优势，其中以美、德、日等国实力较强。
近年来，国内传感器市场高速增长，2013年市场规模超过640亿元。已有2000余家从事传感器生产和研发的企事业单位，已形成从技术研发、设计、生产到应用的完整产业体系，产业门类基本齐全，中低档产品基本满足市场需求，并逐渐向高端领域拓展，部分细分领域已跻身世界领先水平。随着“中国制造2025”战略、“互联网+”行动计划的大力推进，作为信息获取单元的传感器技术及传感器产业的战略地位日益凸显，传感器市场将保持强劲增长。
与工业发达国家相比，我国传感器产业整体发展相对滞后，高端和高新技术类产品少。产品品质、工艺水平、生产装备、企业规模、市场占有率和综合竞争能力等方面与国外同类企业还有差距。
目前产业发展呈现两大趋势：一是创新驱动发展，在传统类型传感器发展的基础上，采用新原理、新材料、新工艺、新结构、新功能的传感器不断出现，实现了产品微型化、集成化、智能化、低功耗、高精度、高可靠性等特性，未来传感器市场的主要增长将来自于无线传感器、MEMS传感器、生物传感器等新型传感器；二是企业形态呈集团化垄断和精细化分工的有机结合，一方面大公司通过兼并重组，逐步形成垄断地位，既占据高端市场又加速向中低端市场扩张，掌控技术标准和专利，引领产业发展方向；另一方面小企业则向“小(中)而精、精而专、专而强”方向发展，技术和产品专一，独占细分市场。
产业困境呼唤小型化、节能化和智能化发展
国内传感器产业发展的主要问题在于：
一是企业规模较小，产品对外依存度高。我国传感器生产企业较多，但普遍存在规模小、人才短缺、研发能力弱、规模效益较差、国际竞争力不强等问题。同时，产品大多处于中低端领域，价格竞争激烈，附加值较低，国产化需求迫切。
二是技术水平总体较低，创新能力弱。很多企业都是引进国外元件进行加工，拥有自主知识产权的产品少，特别是在高端传感器方面。此外，传感器设计技术、可靠性技术、封装技术、装备技术等关键共性技术研究缺位，创新能力有限。
三是产品结构不合理，品种、规格、系列不全。国内传感器产品往往难以形成系列，在产品质量、测量精度、温度特性、响应时间、稳定性和可靠性等指标方面与国外产品相比还存在差距。
四是产业化水平较低，产业配套不足。我国对传感器技术研究开发阶段的资源投入比较重视，但却相对忽略了产业化基础性的开发，对产品化、商品化的基础技术的开发严重滞后，材料、制造工艺与设备、测试及仪器等相关和配套的共性基础技术相互脱节，制约了产业化进程。
五是缺乏技术开发和产业化发展专业人才。企业缺乏核心技术和自主知识产权，缺乏技术创新和产业化的高端人才，特别是国际化领军人才。同时缺少龙头企业的引领和带动，使得产业重组和资源整合难于形成。
传感器是轨道交通车辆的高端关键零部件，然而，作为国内轨道交通车辆行业的领导者，中国中车在曾经发展的较长时间内使用的传感器一直为国外所垄断，传感器的国产化程度阻碍了轨道交通车辆的完全自主化进程。直到1990年，中国中车创建宁波时代，扛起了振兴民族传感产业的大旗，才逐步实现这一高端零部件的完全自主设计和生产。自宁波时代成立始，先后完成了电流、电压、压力、温度、位移、速度等六大类多规格传感器的国产化开发，全方位覆盖轨道交通车辆的各种测量需求，彻底打破了国外企业在这一领域的垄断。
宁波时代自成立以来就以打造民族高端传感品牌为目标，坚持不懈地建设自主研发平台，抢占传感技术前沿高地。先后突破了多物理场协同仿真、微弱信号处理、低磁滞磁路设计、数字化温度补偿、深盲孔无应力高温灌封等传感器开发关键技术，具备了传感器自主设计的能力。在坚持自主设计同时，产业化方面也取得了较大的突破，针对不同的应用领域，研究产品的可靠性设计，保证产品的质量，摆脱了中国制造低端劣质的形象，宁波时代传感器品牌受到了国内外客户的广泛认可。从创立之初的年产几万只的手工作坊式生产到如今的年产能100万只的自动生产能力，远景将达到300万只每年的规模；从轨道交通领域扩展到风电、光伏、电动汽车等领域，为中国的清洁能源产业提供完整的测量解决方案。目前传感器产业达到近3亿的规模，在国内轨道交通领域占据60%的市场份额，是国内该领域的首选供应商。
传感器产业广泛应用于轨道交通与工业控制领域，轨道交通包括机车、动车、城轨地铁、有轨电车等领域；工业控制领域包括电气传动、电力系统、变频控制、UPS电源、电动汽车等行业。公司传感器占据中国轨道交通市场40%市场份额,工业品电量传感器在风力发电领域占据35%市场份额。中国铁路跨越式发展，高铁、动车组、大功率机车项目发展空前，同时城际铁路、城市轨道交通建设也进入发展高潮，市场需求潜力巨大。随着物联网及环保意识增强，国家政策扶持电动、混动汽车等绿色交通产业，传感器的发展空间广阔。
传感器下一步的发展方向是智能化、微型化、网络化，宁波时代正在进行Asic芯片、MEMS技术、集成传感系统等方面的研究，在轨道交通领域，开展智能化传感器的研发、产业化和推广，从而实现未来智能列车的运营，为车辆的健康状态监控做出贡献；在轨道外领域，紧跟绿色变频、物联网的发展，开发出领先性的产品，从而引导行业的发展。
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一，目前传感器市场格局及现状：
南车、北车合并为中车公司，提高自主发展实力，提升国际竞争力，将轨道交通装备业做到国际一流，提高行业影响力。中车公司内部传感器研发、生产只有宁波中车时代一家公司，为公司在新技术的应用市场争取更多的市场份额。
1) 城轨市场
城轨市场公司抓住城市轨道交通大发展的机会。围绕城轨牵引系统、制动系统不断扩大市场份额，至2015年牵引系统用电量传感器、速度传感器、温度传感器占据90%中国市场份额。城轨用传感器销售突破5000万元。
2) 机车市场
在大功率机车市场领域，牵引系统用电量传感器、监控速度传感器、监控压力传感器、制动压力传感器取得突破进展，实现全产品线覆盖，销售突破6000万。
3) 动、客车市场
高速动车组“十二五”在中国得到了大力发展，公司依托母公司的优势，完成动车轴报系统用传感器及制动系统用传感器的开发并实现小批量销售，并在标准化动车组牵引系统和制动系统、轴报系统上实现突破
4) 工程机械市场
铁路“十二五”的大发展时期，运营里程大幅增加，对线路线路提出了跟高要求，高速、重载、高密度。养路机械在铁路局和新造市场稳步增长。2013-2015年每年传感器销售达到5000万元，占据中国90%市场份额。
二，国家对于传感器产业的重大政策：
世界主要发达国家都把传感器列入国家发展战略，我国对传感器产业同样高度重视，明确了一系列支持政策，传感器产业发展的政策环境不断优化。
2013年2月5日，《国务院关于推进物联网有序健康发展的指导意见》发布，其中着重提出“加强低成本、低功耗、高精度、高可靠、智能化传感器的研发与产业化，着力突破物联网核心芯片、软件、仪器仪表等基础共性技术，加快传感器网络、智能终端、大数据处理、智能分析、服务集成等关键技术研发创新”。
2013年2月18日，为进一步增强传感器及智能化仪器仪表产业的创新能力和国际竞争力，推动传感器及智能化仪器仪表产业创新、持续、协调发展，工业和信息化部、科技部、财政部、国家标准化管理委员会发布《加快推进传感器及智能化仪器仪表产业发展行动计划》。行动计划实施期为2013-2025年。到2025年，我国传感器及智能化仪器仪表产业整体水平要跨入世界先进行列，产业形态实现由“生产型制造”向“服务型制造”的转变，涉及国防和重点产业安全、重大工程所需的传感器及智能化仪器仪表实现自主制造和自主可控，高端产品和服务市场占有率提高到50%以上。
《中国制造 2025》围绕经济社会发展和国家安全重大需求，选择十大优势和战略产业作为突破点，力争到2025 年达到国际领先地位或国际先进水平。这十大重点领域的发展都与传感器技术息息相关（十大重点领域：新一代信息技术产业、高档数控机床和机器人、航空航天装备、海洋工程装备及高技术船舶、先进轨道交通装备、节能与新能源汽车、电力装备、农业装备、新材料、生物医药及高性能医疗器械）。
2016年3月，十二届全国人大四次会议通过《中华人民共和国国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》，明确提出要实施工业强基工程，同时工业强基也是《中国制造2025》提出的五大工程之一。工业强基工程提出，到2020年，40%核心基础零部件（元器件）实现自主保障，受制于人的局面逐步缓解。到2025年，70%核心基础零部件（元器件）实现自主保障，部分达到国际领先水平
传感器应用广泛在国民经济中具有重要地位
近年来，随着物联网等新产业的兴起，传感器作为其中的核心部件也愈来愈受到重视。
在自然界中包含了大量如电、光、力、化学等信息，因此对应采集信息的传感器种类也极其繁多，其应用范围从日常的家用电器、智能手机到尖端的军工武器、航空航天。以其中采集电信号的电量传感器为例，根据其不同的性能等级，分别应用于小家电、电源、工业自动化、轨道交通、汽车、医疗、船舶、航天、新能源、电网等不同领域。以电网为例，电量传感器参与了从发电、输电到用电的全过程。无论是煤电、核电或新能源风电\光伏，其发电过程包含整流、逆变等环节，在对其进行检测、控制和保护的过程中，必须采用电量传感器，以保证并网电能的可靠性。在目前特高压等新兴的输电技术中，也使用电量传感器来实现输电过程的可测和可控。
传感器产业大体可以分为三个阶段：第一阶段是20世纪50年代伊始，结构型传感器出现，它利用结构参量变化来感受和转化信号。第二阶段是20世纪70年代开始，固体型传感器逐渐发展起来，这种传感器由半导体、电介质、磁性材料等固体元件构成，是利用材料某些特性制成。如：利用热电效应、霍尔效应，分别制成热电偶传感器、霍尔传感器等。第三阶段是20世纪末开始，智能型传感器出现并快速发展。智能型传感器是微型计算机技术与检测技术相结合的产物，使传感器具有人工智能的特性。
随着新能源和物联网的发展，小型化、节能化和智能化将是传感器的未来趋势。传感器应用广泛，伴随着产业升级，其市场规模将进一步扩大，预估2015年全球传感器市场规模为1814亿美元，而我国将占据其中三分之一的份额。近年来轨道交通、新能源风电光伏、新能源汽车等行业发展迅猛，市场规模已经形成，而这其中离不开传感器、IGBT等电力电子核心器件的支撑。因此，传感器不仅本身具备良好的行业经济效益，直接推动国民经济发展，同时也是促成中国制造走向世界、中国制造向中国创造转型的重要组成部分。
传感器技术及产业战略地位日益凸显
传感器产业具有投资密集型、技术含量高的特点，近年来，全球传感器市场一直保持快速增长，2013年全球传感器市场规模约1055亿美元，2015年市场规模将突破1500亿美元。目前全世界约有40个国家从事传感器的研制、生产和应用开发，研发机构6000余家。发达国家在传感器领域具有技术和品牌等优势，其中以美、德、日等国实力较强。
近年来，国内传感器市场高速增长，2013年市场规模超过640亿元。已有2000余家从事传感器生产和研发的企事业单位，已形成从技术研发、设计、生产到应用的完整产业体系，产业门类基本齐全，中低档产品基本满足市场需求，并逐渐向高端领域拓展，部分细分领域已跻身世界领先水平。随着“中国制造2025”战略、“互联网+”行动计划的大力推进，作为信息获取单元的传感器技术及传感器产业的战略地位日益凸显，传感器市场将保持强劲增长。
与工业发达国家相比，我国传感器产业整体发展相对滞后，高端和高新技术类产品少。产品品质、工艺水平、生产装备、企业规模、市场占有率和综合竞争能力等方面与国外同类企业还有差距。
目前产业发展呈现两大趋势：一是创新驱动发展，在传统类型传感器发展的基础上，采用新原理、新材料、新工艺、新结构、新功能的传感器不断出现，实现了产品微型化、集成化、智能化、低功耗、高精度、高可靠性等特性，未来传感器市场的主要增长将来自于无线传感器、MEMS传感器、生物传感器等新型传感器；二是企业形态呈集团化垄断和精细化分工的有机结合，一方面大公司通过兼并重组，逐步形成垄断地位，既占据高端市场又加速向中低端市场扩张，掌控技术标准和专利，引领产业发展方向；另一方面小企业则向“小(中)而精、精而专、专而强”方向发展，技术和产品专一，独占细分市场。
产业困境呼唤小型化、节能化和智能化发展
国内传感器产业发展的主要问题在于：
一是企业规模较小，产品对外依存度高。我国传感器生产企业较多，但普遍存在规模小、人才短缺、研发能力弱、规模效益较差、国际竞争力不强等问题。同时，产品大多处于中低端领域，价格竞争激烈，附加值较低，国产化需求迫切。
二是技术水平总体较低，创新能力弱。很多企业都是引进国外元件进行加工，拥有自主知识产权的产品少，特别是在高端传感器方面。此外，传感器设计技术、可靠性技术、封装技术、装备技术等关键共性技术研究缺位，创新能力有限。
三是产品结构不合理，品种、规格、系列不全。国内传感器产品往往难以形成系列，在产品质量、测量精度、温度特性、响应时间、稳定性和可靠性等指标方面与国外产品相比还存在差距。
四是产业化水平较低，产业配套不足。我国对传感器技术研究开发阶段的资源投入比较重视，但却相对忽略了产业化基础性的开发，对产品化、商品化的基础技术的开发严重滞后，材料、制造工艺与设备、测试及仪器等相关和配套的共性基础技术相互脱节，制约了产业化进程。
五是缺乏技术开发和产业化发展专业人才。企业缺乏核心技术和自主知识产权，缺乏技术创新和产业化的高端人才，特别是国际化领军人才。同时缺少龙头企业的引领和带动，使得产业重组和资源整合难于形成。
传感器是轨道交通车辆的高端关键零部件，然而，作为国内轨道交通车辆行业的领导者，中国中车在曾经发展的较长时间内使用的传感器一直为国外所垄断，传感器的国产化程度阻碍了轨道交通车辆的完全自主化进程。直到1990年，中国中车创建宁波时代，扛起了振兴民族传感产业的大旗，才逐步实现这一高端零部件的完全自主设计和生产。自宁波时代成立始，先后完成了电流、电压、压力、温度、位移、速度等六大类多规格传感器的国产化开发，全方位覆盖轨道交通车辆的各种测量需求，彻底打破了国外企业在这一领域的垄断。
宁波时代自成立以来就以打造民族高端传感品牌为目标，坚持不懈地建设自主研发平台，抢占传感技术前沿高地。先后突破了多物理场协同仿真、微弱信号处理、低磁滞磁路设计、数字化温度补偿、深盲孔无应力高温灌封等传感器开发关键技术，具备了传感器自主设计的能力。在坚持自主设计同时，产业化方面也取得了较大的突破，针对不同的应用领域，研究产品的可靠性设计，保证产品的质量，摆脱了中国制造低端劣质的形象，宁波时代传感器品牌受到了国内外客户的广泛认可。从创立之初的年产几万只的手工作坊式生产到如今的年产能100万只的自动生产能力，远景将达到300万只每年的规模；从轨道交通领域扩展到风电、光伏、电动汽车等领域，为中国的清洁能源产业提供完整的测量解决方案。目前传感器产业达到近3亿的规模，在国内轨道交通领域占据60%的市场份额，是国内该领域的首选供应商。
传感器产业广泛应用于轨道交通与工业控制领域，轨道交通包括机车、动车、城轨地铁、有轨电车等领域；工业控制领域包括电气传动、电力系统、变频控制、UPS电源、电动汽车等行业。公司传感器占据中国轨道交通市场40%市场份额,工业品电量传感器在风力发电领域占据35%市场份额。中国铁路跨越式发展，高铁、动车组、大功率机车项目发展空前，同时城际铁路、城市轨道交通建设也进入发展高潮，市场需求潜力巨大。随着物联网及环保意识增强，国家政策扶持电动、混动汽车等绿色交通产业，传感器的发展空间广阔。
传感器下一步的发展方向是智能化、微型化、网络化，宁波时代正在进行Asic芯片、MEMS技术、集成传感系统等方面的研究，在轨道交通领域，开展智能化传感器的研发、产业化和推广，从而实现未来智能列车的运营，为车辆的健康状态监控做出贡献；在轨道外领域，紧跟绿色变频、物联网的发展，开发出领先性的产品，从而引导行业的发展。
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一，目前传感器市场格局及现状：
南车、北车合并为中车公司，提高自主发展实力，提升国际竞争力，将轨道交通装备业做到国际一流，提高行业影响力。中车公司内部传感器研发、生产只有宁波中车时代一家公司，为公司在新技术的应用市场争取更多的市场份额。
1) 城轨市场
城轨市场公司抓住城市轨道交通大发展的机会。围绕城轨牵引系统、制动系统不断扩大市场份额，至2015年牵引系统用电量传感器、速度传感器、温度传感器占据90%中国市场份额。城轨用传感器销售突破5000万元。
2) 机车市场
在大功率机车市场领域，牵引系统用电量传感器、监控速度传感器、监控压力传感器、制动压力传感器取得突破进展，实现全产品线覆盖，销售突破6000万。
3) 动、客车市场
高速动车组“十二五”在中国得到了大力发展，公司依托母公司的优势，完成动车轴报系统用传感器及制动系统用传感器的开发并实现小批量销售，并在标准化动车组牵引系统和制动系统、轴报系统上实现突破
4) 工程机械市场
铁路“十二五”的大发展时期，运营里程大幅增加，对线路线路提出了跟高要求，高速、重载、高密度。养路机械在铁路局和新造市场稳步增长。2013-2015年每年传感器销售达到5000万元，占据中国90%市场份额。
二，国家对于传感器产业的重大政策：
世界主要发达国家都把传感器列入国家发展战略，我国对传感器产业同样高度重视，明确了一系列支持政策，传感器产业发展的政策环境不断优化。
2013年2月5日，《国务院关于推进物联网有序健康发展的指导意见》发布，其中着重提出“加强低成本、低功耗、高精度、高可靠、智能化传感器的研发与产业化，着力突破物联网核心芯片、软件、仪器仪表等基础共性技术，加快传感器网络、智能终端、大数据处理、智能分析、服务集成等关键技术研发创新”。
2013年2月18日，为进一步增强传感器及智能化仪器仪表产业的创新能力和国际竞争力，推动传感器及智能化仪器仪表产业创新、持续、协调发展，工业和信息化部、科技部、财政部、国家标准化管理委员会发布《加快推进传感器及智能化仪器仪表产业发展行动计划》。行动计划实施期为2013-2025年。到2025年，我国传感器及智能化仪器仪表产业整体水平要跨入世界先进行列，产业形态实现由“生产型制造”向“服务型制造”的转变，涉及国防和重点产业安全、重大工程所需的传感器及智能化仪器仪表实现自主制造和自主可控，高端产品和服务市场占有率提高到50%以上。
《中国制造 2025》围绕经济社会发展和国家安全重大需求，选择十大优势和战略产业作为突破点，力争到2025 年达到国际领先地位或国际先进水平。这十大重点领域的发展都与传感器技术息息相关（十大重点领域：新一代信息技术产业、高档数控机床和机器人、航空航天装备、海洋工程装备及高技术船舶、先进轨道交通装备、节能与新能源汽车、电力装备、农业装备、新材料、生物医药及高性能医疗器械）。
2016年3月，十二届全国人大四次会议通过《中华人民共和国国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》，明确提出要实施工业强基工程，同时工业强基也是《中国制造2025》提出的五大工程之一。工业强基工程提出，到2020年，40%核心基础零部件（元器件）实现自主保障，受制于人的局面逐步缓解。到2025年，70%核心基础零部件（元器件）实现自主保障，部分达到国际领先水平
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