近期，《人民日報》、新華社、中央廣播電視總臺等知名媒體報道陜西秦創(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)主要來源于西北工業(yè)大學的科研成果轉(zhuǎn)化，擁有自主知識產(chǎn)權(quán)，并打破了國外傳感器巨頭在該領(lǐng)域近30年的壟斷。詳情見下文。

新華社等報道，國內(nèi)首家量產(chǎn)高精度薄膜鉑電阻溫度傳感器，未來要占據(jù)國內(nèi)80%市場！國產(chǎn)替代空間巨大！

RTD傳感器即電阻溫度探測器，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，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內(nèi)市場需求達3億支，國際需求約10億支，市場空間龐大。

但目前，我國市場上售賣的薄膜鉑電阻傳感器，基本都會標明來自“德國原產(chǎn)地”等字眼，以證明元件的優(yōu)異。

為什么？

因為此前，量產(chǎn)水平的國產(chǎn)薄膜鉑電阻傳感器與國際先進水平存在較大差距，國產(chǎn)薄膜鉑熱電阻精度可達到德國標準(DIN)中的B級，遠不如國際先進水平。

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多年來，世界上能生產(chǎn)高精度薄膜鉑電阻核心部件的企業(yè)，不超過五指之數(shù)，而這其中德國就占了兩家——Heraeus賀利氏、Jumo久茂，這兩家企業(yè)是全球工業(yè)溫度傳感器細分領(lǐng)域里的隱形冠軍企業(yè)。

而近些年，隨瑞士等國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10家——可見薄膜鉑電阻生產(chǎn)技術(shù)難度之高。

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

近日，《人民日報》、新華社、中央廣播電視總臺等知名媒體報道陜西秦創(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，為什么會提到這家傳感器企業(yè)？

報道顯示，礪芯慧感建立起了國內(nèi)首條覆蓋常溫、超低溫、超高溫薄膜溫度敏感芯片自動化生產(chǎn)線，是我國首家量產(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，使得傳感器滿足國際標準，從而實現(xiàn)國產(chǎn)化的完全替代，生產(chǎn)成本與國外產(chǎn)品相比降低了20%，礪芯慧感成為國內(nèi)首家量產(chǎn)薄膜鉑電阻企業(yè)，市場前景可期。 “盡管我們用了一年的時間建成了這條傳感器生產(chǎn)線，但實際上，這背后是我們團隊近20年的科研工作成果。”金新航說。 “每年薄膜鉑電阻傳感器的國內(nèi)市場需求達3億支，國際需求約10億支。我們是國內(nèi)唯一能生產(chǎn)出達到國際標準產(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局面，產(chǎn)業(yè)化發(fā)展正當其時。”金新航說。 …實現(xiàn)了生產(chǎn)線設(shè)備和原材料100%國產(chǎn)，解決了我國在該領(lǐng)域的“卡脖子”難題。

據(jù)悉，該技術(shù)由西北工業(yè)大學航空航天先進流動測試微系統(tǒng)技術(shù)創(chuàng)新團隊 “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家網(wǎng)搜索查看。

作為目前國內(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產(chǎn)權(quán)，其生產(chǎn)的薄膜鉑電阻比國外競品成本降低20%，在成本和技術(shù)的支撐下，礪芯慧感規(guī)劃在未來3-5年，建成年產(chǎn)5000萬支的薄膜鉑電阻自動化生產(chǎn)線，并且將占據(jù)國內(nèi)薄膜溫度傳感器80%市場份額。

上文提到薄膜鉑電阻傳感器的國內(nèi)市場需求達3億支/年，80%的國內(nèi)市場即需要年產(chǎn)2.4億支薄膜鉑電阻。據(jù)報道透露，目前礪芯慧感薄膜鉑電阻傳感器售價在10元以內(nèi)。

這些數(shù)據(jù)顯示了高精度傳感器國產(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口！

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

通常，RTD 包含鉑、鎳或銅線，因為這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和測量溫度變化。

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RTD溫度傳感器都是指鉑RTD。因為鉑具有出色的耐腐蝕性，卓越的長期穩(wěn)定性，并且測量溫度范圍很廣 (-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)，即用膜工藝改變原有的線繞工藝，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，熱導率大，而基板又是很好的絕緣材料，薄膜鉑熱電阻能準確地測出所在表面的真實溫度。

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。

其中RTD傳感器擁有最好的準確性和穩(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用需求。

部分常見溫度傳感器特點如下表：

溫度傳感器、壓力傳感器和流量傳感器簡稱“溫壓流”，是整個傳感器市場中應用量TOP 3的傳感器種類。

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

▲來源：觀研天下數(shù)據(jù)中心整理

因為這些傳感器市場需求大，同時發(fā)展時間長，上游敏感元件獲取容易，因此組裝門檻較低，我國大量傳感器企業(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，即從國外傳感器廠商采購核心敏感元件，自己進行封裝貼牌銷售。據(jù)《中國傳感器發(fā)展藍皮書》此前資料顯示，我國力傳感器（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，為國產(chǎn)傳感器企業(yè)最集中的領(lǐng)域。

▲來源：《中國傳感器發(fā)展藍皮書》

據(jù)《中國傳感器發(fā)展藍皮書》披露，此前我國在多個傳感器領(lǐng)域國產(chǎn)化率為零。溫度傳感器中應用廣泛的高精度RTD溫度傳感器，國內(nèi)也基本需要靠進口。

近年來多個國產(chǎn)傳感器領(lǐng)域獲“0”的突破！新興傳感器領(lǐng)域國產(chǎn)取得領(lǐng)先優(yōu)勢！中國傳感器快速發(fā)展！

“十四五”以來，我國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，我國在多個傳感器領(lǐng)域取得零的突破。

溫鹽深(CTD)是海洋動力環(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。所有的海洋觀測監(jiān)測平臺都要集成和應用溫鹽深（CTD）傳感器，相關(guān)測量儀器已普遍應用于臺站, 船舶, 浮標, 潛標, 座底式、拖曳式和水下運動平臺等。

在國家海洋技術(shù)中心海洋裝備技術(shù)研究院院長李紅志，及其帶領(lǐng)團隊努力下，2021年國家重點研發(fā)計劃“海洋環(huán)境安全保障”專項“基于水下平臺的系列化溫鹽深流浪潮測量儀產(chǎn)品化”項目通過考核，項目組成功研制了“OST”全系列溫鹽深測量儀，系列化自主溫鹽深傳感器部件國產(chǎn)化率達到100%，處于國內(nèi)領(lǐng)先、國際先進水平，實現(xiàn)我國海洋傳感器領(lǐng)域零的突破，填補了我國傳感器領(lǐng)域的一項空白。

今年7月份，中國科學院合肥物質(zhì)科學研究院智能機械研究所研制出了國內(nèi)首臺深海質(zhì)譜儀并在南海某海域成功完成多次海試。該工作填補了國內(nèi)在深海質(zhì)譜儀研制領(lǐng)域的空白，為我國深海、深淵探測戰(zhàn)略提供更多技術(shù)支持和保障，同時為后續(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)譜探測基礎(chǔ)。相關(guān)情況參看《中國科學院這個國產(chǎn)傳感器儀器獲重大突破！》

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

具備大規(guī)模應用需求的典型新興傳感器領(lǐng)域，譬如車載激光雷達——被譽為汽車自動駕駛中最關(guān)鍵的傳感器，中國廠商在過去的一年中，取得了全球市場領(lǐng)先地位。

據(jù)知名市場咨詢機構(gòu)Yole的《LiDAR for Automotive 2023》報告顯示，2022年，禾賽以近50%的市場份額連續(xù)兩年穩(wěn)居全球車載激光雷達總營收榜首，并且其市場份額從2021年的42%進一步擴大至47%。圖達通則依靠蔚來汽車的持續(xù)出貨，以15%的市場份額奪得第二名，法雷奧、速騰聚創(chuàng)分別以13%、9%的市場份額位列第三、第四。

禾賽科技、圖達通、速騰聚創(chuàng)、華為、大疆覽沃等國產(chǎn)激光雷達廠商，都是全球車載激光雷達市場中重要的參與者，市場份額排名前列。這不僅因為中國擁有龐大的汽車市場，更基于國產(chǎn)激光雷達廠商優(yōu)秀的技術(shù)實力。

▲來源：Yole，激光雷達老炮兒

在全球CMOS圖像傳感器市場中，國產(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%的份額在全球市場中占據(jù)一席之地。

▲來源：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、大立科技等國產(chǎn)傳感器廠商均取得不錯的市場份額，并且掌握了非制冷紅外探測器芯片等全產(chǎn)業(yè)鏈核心技術(shù)。

結(jié)語

隨著近年來我國對傳感器產(chǎn)業(yè)的日益重視，國產(chǎn)傳感器取得快速發(fā)展。

但是，傳感器又是一個細分賽道眾多，各領(lǐng)域壁壘極高的特殊產(chǎn)業(yè)，我國在激光雷達、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，我國傳感器產(chǎn)業(yè)仍進展緩慢，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、醫(yī)療、航空航天等領(lǐng)域具有關(guān)鍵作用，然而多年來我國高精度薄膜鉑金電阻量產(chǎn)困難重重。

未來，一個個傳感器卡脖子技術(shù)難點被突破，我們將能看到更多國產(chǎn)高科技發(fā)揮重要作用。未來可期！

審核編輯 黃宇