近幾年，華為、中興的崛起把5G和芯片推到了前所未有的熱度，國(guó)人對(duì)它們的關(guān)注只增不減，可見我們是多么希望把尖端科技掌握在自己手中，以擺脫外國(guó)的技術(shù)打壓。

還有一個(gè)和芯片地位相同的領(lǐng)域，在國(guó)內(nèi)提的人卻不太多，它就是傳感器。作為未來(lái)“物聯(lián)網(wǎng)”的基石，傳感器被《福布斯》評(píng)為未來(lái)影響人類的10大科技之首，而且預(yù)計(jì)在未來(lái)的幾十年內(nèi)都將持續(xù)占據(jù)最重要的地位。

為什么那么重要的科技，在國(guó)內(nèi)提起的人卻那么少?傳感器在我國(guó)的發(fā)展?fàn)顩r如何?

傳感器是什么?它有多重要?

傳感器，可以從字面上來(lái)拆分為“傳輸”和“感受”。

傳感器需要做的工作就是感受“信息”，并將信息轉(zhuǎn)換為電信號(hào)傳輸至芯片，讓中樞的芯片做出相符的應(yīng)對(duì)。這個(gè)信息可以是任何的初始形態(tài)，溫度、光線、壓力、超聲波……

比如我們手機(jī)上的指紋解鎖，就是傳感器將壓力“觸感”轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，手機(jī)內(nèi)部的集成電路——也就是芯片，接受到相應(yīng)的電信號(hào)，下達(dá)指令讓手機(jī)解鎖;

我們用手機(jī)拍照的時(shí)候，光敏傳感器會(huì)捕捉落進(jìn)攝像頭的光線，將它轉(zhuǎn)換為電信號(hào)傳輸至中樞，經(jīng)過(guò)一系列的圖像處理之后呈現(xiàn)出我們看到的照片。

這個(gè)過(guò)程和人體處理信息的方式如出一轍，因此，在這里可以做個(gè)通俗易懂的比喻：芯片是大腦，傳感器就是神經(jīng)系統(tǒng)，二者互為核心，不可分割。

芯片的存在，讓物體有了“智慧”，能夠做出用戶想要的反饋;而傳感器的存在，讓物體有了“觸覺(jué)”、“味覺(jué)”，讓物體慢慢變得活了起來(lái)。

傳感器還可以替代人體有限的感覺(jué)器官，前往深海、地下、宇宙完成一些只有它能完成的工作，現(xiàn)代人類的探測(cè)和建設(shè)，可以說(shuō)已經(jīng)完全離不開傳感器。

來(lái)自代爾夫特理工大學(xué)的一個(gè)研究小組成功地設(shè)計(jì)了世界上最精確的微芯片傳感器之一;該裝置可以在室溫下運(yùn)行。他們將納米技術(shù)和機(jī)器學(xué)習(xí)與自然界的蜘蛛網(wǎng)結(jié)合起來(lái)，能夠使納米機(jī)械傳感器在與日常噪音極端隔離的情況下振動(dòng)。這一突破發(fā)表在《先進(jìn)材料》的新星期刊上，對(duì)引力和暗物質(zhì)的研究以及量子互聯(lián)網(wǎng)、導(dǎo)航和傳感領(lǐng)域有很大影響。

該團(tuán)隊(duì)對(duì)蜘蛛網(wǎng)的復(fù)雜性一無(wú)所知，他們讓機(jī)器學(xué)習(xí)來(lái)指導(dǎo)發(fā)現(xiàn)過(guò)程。貝薩表示："我們知道實(shí)驗(yàn)和模擬的成本很高，而且很耗時(shí)，所以和我的小組一起決定使用一種叫做貝葉斯優(yōu)化的算法，用很少的嘗試來(lái)找到一個(gè)好的設(shè)計(jì)。"這項(xiàng)工作的共同第一作者Dongil Shin隨后實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)模型并應(yīng)用機(jī)器學(xué)習(xí)算法找到了新的設(shè)備設(shè)計(jì)。

令研究人員驚訝的是，該算法在150種不同的蜘蛛網(wǎng)設(shè)計(jì)中提出了一個(gè)相對(duì)簡(jiǎn)單的蜘蛛網(wǎng)，它只由六根弦以一種欺騙性的方式組合起來(lái)。"Dongil的計(jì)算機(jī)模擬顯示，這種設(shè)備可以在室溫下工作，在室溫下原子振動(dòng)很大，但從環(huán)境中泄露進(jìn)來(lái)的能量仍然非常低，換句話說(shuō)，質(zhì)量系數(shù)更高。通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)和優(yōu)化，我們?cè)O(shè)法使理查德的蜘蛛網(wǎng)概念適應(yīng)這一更好的質(zhì)量系數(shù)。"

不僅有“外患”，國(guó)內(nèi)傳感器的發(fā)展還存在“內(nèi)憂”，國(guó)內(nèi)的傳感器生產(chǎn)還是以代工或研究國(guó)外為主，鉆研傳感器相關(guān)核心技術(shù)的企業(yè)少之又少，而且產(chǎn)品也比較集中在中、低端方面，以目前的工程工藝水平，要進(jìn)入高端市場(chǎng)是比較困難的。

為避免國(guó)產(chǎn)傳感器進(jìn)入像芯片那樣的窘境，國(guó)家不斷在科技創(chuàng)新規(guī)劃中加強(qiáng)傳感器的地位。11月30日，工信部發(fā)布《“十四五”信息化和工業(yè)化深度融合發(fā)展規(guī)劃》，《規(guī)劃》提出要加快工業(yè)芯片、智能傳感器工業(yè)控制系統(tǒng)、工業(yè)軟件等融合支撐產(chǎn)業(yè)培育和發(fā)展壯大，增強(qiáng)工業(yè)基礎(chǔ)支撐能力。

12月9日，科技部公示了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“智能傳感器”重點(diǎn)專項(xiàng)2021年度擬立項(xiàng)項(xiàng)目清單，共27項(xiàng)項(xiàng)目在列。包括高靈敏太赫茲生化傳感方法與智能檢測(cè)系統(tǒng)研究項(xiàng)目;結(jié)構(gòu)光場(chǎng)納米位移傳感技術(shù)研究項(xiàng)目等。

12月9日，2021中國(guó)智能傳感器產(chǎn)業(yè)大會(huì)在青島開幕。會(huì)上山東省工信廳聯(lián)合省發(fā)改委、省科技廳、省財(cái)政廳出臺(tái)了《山東省推動(dòng)智能傳感器產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃(2021-2023年)》?！兑?guī)劃》對(duì)傳感器產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)行了布局，大力支持聲學(xué)、壓力、氣體、溫度、紅外、生物醫(yī)學(xué)等傳感器突破發(fā)展。重點(diǎn)建設(shè)青島聲學(xué)智能傳感谷和煙臺(tái)光電智能傳感產(chǎn)業(yè)基地。

在國(guó)家政策的鼓勵(lì)和和地方政府的支持之下，我國(guó)傳感器產(chǎn)業(yè)園在“長(zhǎng)三角”、“珠三角”和京津地區(qū)集群分布發(fā)展起來(lái)。其中，長(zhǎng)三角地區(qū)主要以熱敏、磁敏、氣敏等傳感器領(lǐng)域?yàn)橹?珠三角地區(qū)以熱敏、磁敏、超聲波為主;京津地區(qū)則更偏向于學(xué)術(shù)研發(fā)，產(chǎn)學(xué)相結(jié)合，共同推進(jìn)傳感器的開發(fā)。