传感器:未来最需要发展的科技,它是比芯片和5G更重要的技术

2023-05-25 科技众神

未来,进入万物互联、万物智联时代,芯片和5G(6G)技术都是十分重要的科技。但这些重要的技术,都离不开传感器,它即使是一件不起眼的设备,却是未来十大科技之首。

既然传感器是未来最需要发展的科技,那它究竟是一项什么技术?有什么样的重要性呢?目前国内的发展怎么样?本文就带大家了解一下此项技术。

什么是传感器技术?

国内标准定义:能感受被测量,并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置。简单来说传感器就是一种感应和转化的设备,它能将检测到的温度、声音、光线等信息,然后将它们转化为机器上面的电流、电压等。

它的作用

可以让生产出来的机器实现智能化,让机器把被测的物理量、化学量、生物量等转换成符合需要的电量,变成我们需要的视觉、感触、听觉效果。比如,现今的智能手机,加入传感器后,他能实现拍照、打电话、玩游戏、指纹解锁等功能。

传感器如何实现智能手机的功能

手机通过传感器捕捉到自然环境的相关信息,然后把它们转化成电流,我们就可以在手机里*作相关功能。比如:拍照功能,图像传感器检测镜头捕捉到物体的光线,会把这些光线转化成电信号,再经过手机芯片的处理和显示,我们就能看到拍到的照片样子。

除了图像传感器之外,手机上还有不同的传感器,这些可以把说话的声音、手指的压力等转化成电量,实现手机通话、语音以及指纹解锁等功能。因此,可以说如果没有传感器,就没有现在的智能化手机,无法感知外部环境的声音、图像、力量等。

所以说,传感器就是智能产品的“五官”,它就是用来转化成电信号的。

未来传感器技术的重要性

全球业界称为:传感器、计算机、通信技术是现代信息技术的三大基础。而业内预计,未来传感器的重要性会逐渐超过其他两个,因为它是未来物联网的核心技术,它正在改变着世界。

为什么说它能改变世界?

传感器改变世界从很早以前就开始了,远的可以算上指南针(物理传感器),它的影响就不用再细说,大家都知道。就说近代史上的,从20世纪开始,传感器技术就在不断地更新迭代,并且对世界的影响越来越大。

20世纪50年代

第一代结构传感器诞生了,当时的电阻式传感器就是一个代表,它属于第一次工业批量生产的传感器。只不过这种传感器产品比较简单,例如体重计,就是一个简单的金属电阻式结构,重物放上去后,传感器通过金属导电,就显示出重量。

虽然说这一代传感器很简单,它是纯粹的压力感知,但是我们每个人都会使用到的。比如,从自己出生开始,医院就需要给你称体重,可以说从小时候,传感器就影响着我们的生活。

20世纪70年代

传感器应用在这个时段开始,慢慢融入各行各业,也是从此刻开始形成了第二代传感器。就比如:手机图像传感器中的核心元件光敏传感器,有了它才能构成手机拍照超过了数码相机,其他的功能不用再赘述其重要性了。因为,智能手机现在没有人能离开它,已经很能显示它的重要性了。

而且,在第二代中,传感器出现了多元化的发展。比如,把有温度的热量转化成电信号,声音出现的其他的物理特性也可以转化成电信号。因此,这个时期传感器的材料从金属发展到半导体、电解质、磁性材料等各种固体材料,由一个敏感元件和转换元件组成。

不仅种类多,而且功能也越来越多,举个最简单的例子:智能家具,现在就有声音感应、感光的、触屏的等,用的都是不同的传感器。还比如,高科技毫米波雷达、红外线雷达等,也是有不同的传感器。这些传感器又做成了很多种的检测设备,也被应用到各个领域,这就比第一代传感器应用得更广泛了

新世纪的智能传感器芯片

随着传感器的相关功能需求越来越多,各种功能不断地增加,一个设备里面可能要求有多种功能,这个时候可能一台设备就需要安装多种传感器。为了解决这个问题,科技人员就想到了,把多种传感器重组集成到同一个传感器上。它**了光、压力、温度等多种传感器集成的,形成了一种多功能的集成传感器。

既然,集成传感器可以制造出来,科技人员又想到,把传感器和其他高科技(例如芯片)再结合一下,让传感器性能变得更加智能化,于是就出现了智能传感器芯片。第三代传感器组合了传感器、小芯片等元件,可以让传感器不仅能感应和转化电量,还能使处理信号的性能得到大幅度的提升。

具体的提升表现,举个例子就清楚,比如:拍照设备,用传感器与处理器组合成感光芯片,不仅能提高像素,还提升了处理图案的能力。而传感器的出现,让数码相机很快就替代了胶卷相机,最终,随着科技的发展,手机又取代了数码相机。

而且,智能传感器技术的发展,它不仅改变了拍照方式,还让我们的社会、生活都变得更智能化了。

总结

最新一代集成传感器的出现,把传感器推向了新的高度,此时的传感器到底有多重要,已经完全展现出来了。因此,它是在慢慢地改变着世界,改变着我们的生活,未来它将更加的重要。

国内的传感器技术发展速度飞快

​随着国产传感器数十年的发展,已经有了质的飞跃,上下游之间的匹配度越来越高。目前我国传感器技术专利申请量上升至全球第三,我国在传感器技术研究方面,正在逐渐缩小与国外的差距。

另外,国内设计技术、材料控制技术、生产技术以及测试技术不断发展成熟,量产能力正在逐步提高。另外国内基于MEMS(微机电**)技术的新型传感器,也逐步应用在各个领域,也增加了国内企业的竞争力。

国内正在加速产业化规模,增加传感器的品种,以及提高产品质量。不久,国产传感器的品种占有率可达到80%左右,高档产品达60%以上。未来,相信国内传感器技术肯定能脱颖而出,达到世界领先水平。

​结束语

传感器相当于沉睡**的眼睛和小脑,可以收集信息,甚至自己处理一些问题,不能处理的再交给城市大脑来决定。因此,传感器一定是很重要的技术,它就是连接任何智能化的桥梁,谁能支配传感器,就能支配未来。

对此,你认为是这样么?或者说,你认为未来最重要的科技是什么呢?


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