【正文】 豆?jié){機智能控制開發(fā)、無線醫(yī)護監(jiān)護傳感網絡的心電監(jiān)護節(jié)26
 點、骨科手術機器人之電磁定位系統(tǒng)。集成電子技術研究中心——致力于低成本、低功耗射頻（RF）集成電路與系統(tǒng)的研究。在無線傳感器網絡方面，開展傳感器芯片、射頻收發(fā)芯片、傳感器節(jié)點、MAC和部分網絡協(xié)議的研發(fā)及產業(yè)化項目。承擔了國家和地方的多個研發(fā)項目，涉及傳感器的有：基于無線傳感器的煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)（信息產業(yè)部）、無線傳感網絡在心電圖上的應用、低成本 CMOS 非制冷紅外傳感焦平面（863）、無線傳感器節(jié)點及協(xié)議的研發(fā)、無線傳感網絡在數(shù)字城市的應用、傳感器網絡關鍵技術研究子課題傳感器網絡高能效通信技術研究（國家03重大專項）、中高速傳感器網絡關鍵技術 （廣東省重大專項）等等。現(xiàn)有深圳市射頻集成電路重點實驗室，具有模擬、射頻 IC的芯片和電路板測試能力。納米醫(yī)療技術研究中心——致力于多功能納米復合材料和納米生物材料的研究，開發(fā)納米器件和生物傳感器。該中心共獲批“基于納米微腔晶體的環(huán)境污染物分子傳感器”等9項國家自然科學基金項目。納米技術實驗室——致力于多功能納米復合結構材料的研究，開發(fā)納米電子元器件和傳感器。主要研究內容包括：生物敏感芯片和環(huán)境分子檢測器件，納米分析平臺，集成多種敏感元件，微芯片分析檢測系統(tǒng)，多參數(shù)的陣列傳感器技術。生物醫(yī)學與健康工程研究所——致力于低成本、集成化、網絡化、智能化的創(chuàng)新醫(yī)療設備的研究，力爭實現(xiàn)醫(yī)學成像、生物醫(yī)學傳感器等關鍵技術的突破。開放技術平臺——由一系列基于儀器設備支撐的實驗室組成，設有各類大型設備（如核磁共振、光伏太陽能電池生產線等）、超算中心及 CAE實驗室、重點實驗室、材料化學類和潔凈無塵室、生物醫(yī)學工程類實驗室。深圳市傳感器技術重點實驗室是經深圳市政府批準，依托深圳大學成立的?，F(xiàn)有研究骨干28人，科研與實驗面積810平米，大型實驗設備100余臺（套），其中進口設備30余臺（套）。主要研究方向：敏感薄膜材料與傳感器特性、光纖傳感器及系統(tǒng)、傳感器應用關鍵技術研究。所研制的一系列新型光纖、溫度、壓力、應力/應變傳感器，在智能電網、石油化工、智能交通和智能建筑等領域有廣泛的應用前景。實驗室近三年共承擔科研項目80余項，申請國家專利23項，已授權12項。27
 “面向工程結構與?；钒踩O(jiān)測的新型光纖傳感器和納米氣體傳感器技術”獲深圳市科技創(chuàng)新獎；“用于工程結構與?；钒踩O(jiān)測的傳感器關鍵技術”獲廣東省科技進步獎。實驗室向深圳市乃至珠三角地區(qū)的相關企業(yè)、科研機構、學術組織開放，并提供相應的技術支持。南山區(qū)傳感器技術產學研聯(lián)盟致力于建立上下游產業(yè)、產學研信息、知識產權等資源共享機制，將分散的傳感器技術研發(fā)力量整合起來，向政府部門建言，爭取政府支持，有針對性地重點開展傳感器關鍵技術的應用研究和產品開發(fā)，掌握關鍵的核心技術，真正擁有自主知識產權的產品，從而把傳感器產業(yè)做大做強，促進南山區(qū)乃至整個深圳市的產業(yè)提升。成員單位：深圳市傳感器技術重點實驗室、哈工大深圳研究生院、深圳職業(yè)技術學院、中科院深圳先進技術研究院、清華大學深圳研究生院、天津大學深圳研究院、深圳中集智能科技有限公司、深圳市深恒源電子技術有限公司、精量電子（深圳）有限公司、深圳市遠望谷信息技術股份有限公司、深圳市亞泰光電技術有限公司、深圳市戴維萊傳感技術開發(fā)有限公司、深圳清華力合高科技有限公司、深圳市泰士特科技有限公司、深圳市富凱士科技有限公司、深圳市浩源光電技術有限公司、深圳市迅捷光通科技有限公司、深圳市安貝爾科技有限公司、深圳市安捷工業(yè)光電有限公司。28
 第三章傳感器技術路線圖一、需求傳感器產業(yè)是國民經濟的基礎性、戰(zhàn)略性產業(yè)，是信息化和工業(yè)化深度融合的源頭，對促進工業(yè)轉型升級、發(fā)展戰(zhàn)略性新興產業(yè)、推動現(xiàn)代國防建設、保障和提高人民生活水平發(fā)揮著重要作用。在國防設施、重大工程和重要工業(yè)裝備中，傳感器及其所構成的測控系統(tǒng)是必不可少的基礎技術和裝備核心，直接影響國防安全、經濟安全和社會安全。在傳感器應用領域，汽車傳感器市場潛在規(guī)模達 57億只；物聯(lián)網傳感器市場潛在規(guī)模達100多億；煤礦安檢傳感器市場潛在規(guī)模達數(shù)百億元；安防傳感器市場的增速將和安防行業(yè)的產值增速同步，年均增長20%；RFID標簽卡進入市場開拓期，未來5年年均增長21%左右。據(jù)中國電子信息產業(yè)發(fā)展研究院預測，未來5年國內傳感器市場年復合增長率為31%。在傳感器新材料領域，智能仿生與超材料是智能傳感的核心材料，實現(xiàn)規(guī)?；圃旒皯脴O為迫切，預計將以 40%的年復合增長率快速發(fā)展，到 2020 年，其市場規(guī)模將達近650億美元。二、目標到2025 年，傳感器產業(yè)整體水平跨入世界先進行列，產業(yè)形態(tài)實現(xiàn)由“生產型制造”向“服務型制造”的轉變，涉及國防和重點產業(yè)安全、重大工程所需的傳感器實現(xiàn)自主制造和自主可控，高端產品和服務市場占有率提高到50%以上。以工業(yè)控制、汽車、通訊、環(huán)保為重點服務領域，發(fā)展具有自主知識產權的原創(chuàng)性傳感器技術和產品；以增加品種、提高質量和經濟效益為主要目標，加速產業(yè)化，使國產傳感器的品種占有率達到 70%～80%，高檔產品達 60%以上；以MEMS 工藝為基礎，以集成化、智能化和網絡化技術為依托，加強制造工藝和新型傳感器的開發(fā)，使主導產品達到和接近國外同類產品的先進水平。智能制造核心信息設備領域，到 2020 年，基本建成新型工業(yè)傳感器標準體系，突破一批核心關鍵技術，使我國的工業(yè)傳感器產品在國內得到規(guī)?；瘧?，29
 國內市場的占有率達到40%以上，培育5家以上年收入超過100億元的相關企業(yè)。到2025 年，建成自主可控、安全可靠、性能先進的工業(yè)傳感器產業(yè)生態(tài)體系和技術創(chuàng)新體系，國產工業(yè)傳感器在國內市場占據(jù)主導地位，國內市場的占有率達到60%，總體技術水平達到國際先進水平。智能網聯(lián)汽車領域，到 2020 年，掌握傳感器關鍵技術，供應能力滿足自主規(guī)模需求，產品質量達到國際先進水平。到2025年，傳感器達到國際先進水平。三、發(fā)展重點（一）重點產品智能制造核心信息設備領域，重點發(fā)展新型工業(yè)傳感器。開發(fā)具有數(shù)據(jù)存儲和處理、自動補償、通信功能的低功耗、高精度、高可靠的智能型光電傳感器、智能型接近傳感器、高分辨率視覺傳感器、高精度流量傳感器、車用慣性導航傳感器（INS）、車用 DOMAIN 域控制器等新型工業(yè)傳感器，以及分析儀器用高精度檢測器，滿足典型行業(yè)和領域的泛在信息采集的需求。海洋工程裝備及高技術船舶領域，海洋空間綜合立體觀測系統(tǒng)重點開展海洋探測傳感器的開發(fā)和研制，實現(xiàn)工程化應用。智能網聯(lián)汽車領域，重點發(fā)展基于車載傳感器的智能駕駛輔助系統(tǒng)，可提醒駕駛員、干預車輛，突出安全性、舒適性和便利性，駕駛員對車輛應保持持續(xù)控制。交通事故數(shù)減少30%，交通死亡人數(shù)減少10%，DA智能化裝備率40%，自主系統(tǒng)裝備率50%。前沿新材料領域，重點發(fā)展智能仿生與超材料，實現(xiàn)柔性仿生智能材料“卷對卷”的生產，實現(xiàn)智能傳感。（二）關鍵元器件與零部件機器人關鍵零部件：重點開發(fā)關節(jié)位置、力矩、視覺、觸覺、光敏、高頻測量、激光位移等傳感器，滿足國內機器人產業(yè)的應用需求。航空專用傳感器：提高油液、氣體、溫度、壓力等航空傳感器的監(jiān)測精度和可靠性；基于新型敏感材料、新型封裝材料、新型導電材料等新材料的傳感器。30
 海洋工程裝備及高技術船舶智能監(jiān)控系統(tǒng)關鍵零部件：多源傳感器數(shù)據(jù)融合技術。節(jié)能汽車電子控制系統(tǒng)關鍵零部件：國產關鍵傳感器國內市場占有率達到80%。農業(yè)機械專用傳感器：施肥播種機械作業(yè)、行走速度、作業(yè)質量等測控傳感器。植保機械前進速度、噴量、壓力、噴灑面積等測控傳感器；收獲機械喂入量、清選與夾帶損失、割臺高度、滾筒轉速、產量流量和谷物水分等測控傳感器。四、關鍵共性技術（一）新型傳感器、新效應的傳感技術基于各種物理、化學、生物的效應和定律，繼力敏、熱敏、光敏、磁敏和氣敏等敏感元件后，開發(fā)具有新原理、新效應的敏感元件和傳感元件，并以此研制新型傳感器，這是發(fā)展高性能、多功能、低成本和小型化傳感器的重要途徑。慣性傳感器是應用慣性原理和測量技術，檢測和測量加速度、傾斜、沖擊、振動、旋轉和多自由度（DOF）運動的傳感器，由加速度計和陀螺儀組成的慣性系統(tǒng)可實現(xiàn)對載體位置及運動信息的實時監(jiān)測?？评飱W利（Coriolis）原理，也稱科氏效應（科氏力正比于輸入角速率），適用于機械式干式﹑液浮﹑半液浮﹑氣浮角速率陀螺，撓性角速率陀螺，MEMS 硅﹑石英角速率陀螺（含半球諧振角速率陀螺）等。薩格納（Sagnac）原理，也稱薩氏效應（相位差正比于輸入角速率），適用于光纖角速率陀螺、激光角速率陀螺等。高性能專用集成電路（ASIC）可將成千上萬的晶體管電路集成于一塊芯片，降低環(huán)境因素及寄生參數(shù)對傳感器性能的影響，大幅度提升MEMS慣性傳感器的精度。固態(tài)傳感器利用半導體、電解質、鐵電體等敏感材料在力、磁、熱、射線、氣體、濕度等因素作用下引起的物性型變化來反映被測參數(shù)值，主要包括磁敏、光敏、氣敏、濕敏及電荷耦合器件。光纖傳感器的基本原理是被測量對光纖傳輸?shù)墓膺M行調制，使傳輸光的強度（振幅）、相位、頻率或偏振態(tài)隨被測量變化而變化，再通過對被調制過的光信31
 號進行檢測和解調，從而獲得被測參數(shù)，目前可測量的物理量達 70 多種。它由光發(fā)送器、光接收器、敏感元件、光導纖維、光無源器件及信號處理系統(tǒng)組成。一般分為兩大類：利用光纖本身的某種敏感特性或功能制成的功能型傳感器；在光纖端面或中間加裝其他敏感元件制成的傳光型傳感器。光纖傳感器的工作原理激光傳感器是由激光器、光學零件和光電器件所構成的激光測量裝置，能夠將被測量（如長度、流量、速度等）轉換成電信號，它實際上是以激光為光源的光電式傳感器。紅外傳感器是將紅外輻射能轉換成電能的一種光敏器件，又稱紅外探測器。可分為兩大類型：熱敏探測器利用入射紅外輻射引起敏感元件的溫度變化，進而使其有關物理參數(shù)發(fā)生相應的變化，通過測量有關物理參數(shù)的變化可確定探測器所吸收的紅外輻射；光敏探測器利用某些半導體材料在紅外輻射的照射下，產生光子效應，使材料的電學性質發(fā)生變化，通過測量電學性質的變化來確定紅外輻射的強弱。氣敏傳感器是指能將被測氣體濃度轉換為與其成一定關系的電量輸出的裝置，能檢測易爆炸氣體的允許濃度、有害氣體的允許濃度和其他基準設定濃度，并能及時給出報警、顯示與控制信號，對被測氣體以外的共存氣體或物質不敏感，長期穩(wěn)定性好，重復性好，動態(tài)特性好，響應迅速，使用、維護方便。根據(jù)氣敏元件的不同，可分為半導體氣敏、紅外氣敏、可燃式氣敏和電化學傳感器。用固定化生物成分或生物體作為敏感元件的傳感器稱為生物傳感器，可以檢32
 測食品成分、食品添加劑、有害毒物及食品鮮度等，選擇性高、分析速度快、操作簡易，可進行在線甚至活體分析。利用具有不同生物特性的微生物代替酶，可制成微生物傳感器，用于臨床醫(yī)學，制作設備簡單，不受發(fā)酵液混濁程度的限制，能消除發(fā)酵過程中干擾物質的干擾。在發(fā)酵工業(yè)中，用作一種有效的檢測工具。在軍事醫(yī)學領域，利用酶電極選擇性好、靈敏度高、響應快的特點，通過及時快速檢測細菌、病毒及其毒素等，可以實現(xiàn)生物武器的有效防菌。利用量子力學中的有關效應，可設計、研制量子敏感器件，像共振隧道二極管、量子阱激光器和量子干涉部件等，具有高速（比電子敏感器件速度提高1000倍〕、低耗（比電子敏感器件能耗降低 1000 倍）、高效、高集成度、經濟可靠等優(yōu)點。納米電子學的發(fā)展，將會在傳感技術領域中引起一次新的技術革命。壓電效應是電介質材料中一種機械能與電能互換的現(xiàn)象，其原理是，如果對壓電材料施加壓力，它便會產生電位差（正壓電效應），反之施加電壓，則產生機械應力（逆壓電效應）。如果壓力是一種高頻震動，則產生的就是高頻電流。而高頻電信號加在壓電陶瓷上時，則產生高頻聲信號（機械震動），即超聲波信號。壓電陶瓷具有機械能與電能之間的轉換和逆轉換的功能。利用壓電效應可制造壓電式壓力傳感器、壓電式加速度傳感器和超聲傳感器。MEMS工藝和固態(tài)傳感器微結構制造工藝，如深反應離子刻蝕（DRIE）或IGP工藝；封裝工藝，如常溫鍵合倒裝焊接、無應力微薄結構封裝、多芯片組裝。微機電系統(tǒng)（MEMS）是集微機構、微傳感器、微執(zhí)行器、控制電路、信號處理、通信、接口、電源等于一體的微型系統(tǒng)或器件，是對微/納米材料進行設計、加工、制造、測量和控制的技術。MEMS 材料包括功能材料（通常是以硅為主體的半導體材料）、結構材料（如壓電材料、超磁致材料、光敏材料等）和智能材料（以形狀記憶合金為主）。MEMS技術包括：深反應離子刻蝕、LIGA技術、分子裝配技術、體微加工、表面微加工、激光微加工和微型封裝技術等。硅微機械加工工藝是 MEMS 主流技術，它是一種精密三維加工技術，是研制傳感器、微執(zhí)行器、微作用器、微機械系統(tǒng)的核心技術，已成功用于制造各種微傳感器以及多功能的敏感元陣列，如微硅電容傳感器、微硅質量流量傳感器，航空航天用動態(tài)傳感器、微傳感器，汽車專用壓力、加速度傳感器，環(huán)保用微化學傳感器等。33
 深反應離子刻蝕（DRIE）是MEMS結構加工的重要工序之一，主要用于多晶硅、氮化硅、二氧化硅薄膜及金屬膜的刻蝕，屬一種微電子干法腐蝕工藝。首先使用 DRIE 量產的是加速度計（應用于汽車領域）。DRIE 通過精密刻蝕硅材料，嚴格控制深度、寬高比及側壁輪廓來實現(xiàn) 3D 結構?？涛g可深可淺，而且可以涉及到刻蝕晶圓的任意比例。LIGA 技術即光刻、電鑄和注塑，是利用深度X 射線刻蝕，通過電鑄