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满世界找传感器的你,一定要看这篇文章!

作者:一芯一逸 全芯时代 发布时间:2020/2/27 来源:一芯一逸 浏览量:152 相关关键词: 传感器 体温枪 额温枪

传感器是一种能够模拟人类感官的装置。传感器一般由敏感元件转换元件组成,可以测量信息,也可以让用户感知到信息。通过变换方式,让传感器中的数据信息转换成电信号等所需形式的输出,以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。


传感器二三事


阶段

1. 结构型传感器:主要利用结构参量变化来感受和转化信号。例如:电阻应变式传感器。

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电阻应变式传感器


2. 固体传感器:70年代发展起来,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的。例如:热电偶传感器、霍尔传感器、光敏传感器等。


70年代后期,随着集成技术、分子合成技术、微电子技术及计算机技术的发展,出现集成传感器。集成传感器包括2种类型:传感器本身的集成化和传感器与后续电路的集成化。集成传感器发展非常迅速,现已占传感器市场2/3左右,它正向着低价、多功能和系列化方向发展。


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霍尔传感器


3. 智能传感器:80年代发展起来,智能传感器是指其对外界信息具有一定检测、自诊断、数据处理以及自适应能力。80年代智能化测量主要以微处理器为核心,把传感器信号调节电路微计算机、存贮器及接口集成到一块芯片上,使传感器具有一定的人工智能。90年代智能化测量技术进一步提高,使其具有自诊断功能、记忆功能、多参量测量功能以及联网通信功能等。



核心科技

正所谓“美D掌握核心科技”,美国在20世纪80年代初期就已经开始大力发展传感器技术。简言之他们的路子是军用带动民用,改进然后普及。美国当时已经号称步入了“传感器时代”。


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美军为其坦克配备了先进的传感器


10年前,美国空军列举了15项有助于提高21世纪空军能力的关键技术,传感器技术位列第二,可见其重要性。


美国一年对传感器的投入十分巨大,例如霍尼韦尔公司的固态传感器开发中心每年投资5000万美元在设备上,要知道电影明星杰森.斯坦森位于贝弗利山庄的双层别墅也才1300万美金。投入了足够的金钱,才能保证相关设备和工艺的发展和领先。美国还有专门的技术小组帮助政府组织和领导大公司、国有企业和机构的传感器技术的发展。


如今传感器的原理已经不是难题,最大的难度就是其生产工艺。美国大约有1300家传感器制造商,负责研发以及生产。美国还有100多个研究所和学院对传感器的技术和工艺进行研究和发明创造。



国内现状

1972年



组建中国第一批压阻传感器研制生产单位

1974年



中国第一个实用压阻式压力传感器研制成功

1978年



中国第一个固态压阻加速度传感器诞生。

1982年



开始了硅微机械系统(MEMS)加工技术和SOI(绝缘体上硅)技术的研究

90年代后



绝对压力传感器、微压传感器、呼吸机压传感器、多晶硅压力传感器、低成本TO-8封装压力传感器等相继问世并量产。。


然而,由于国内长期对于传感器有偏见,所以在战略布局上达不到全局的层面。传感器企业各自为营,散落群星。国内目前1200多家相关企业中,95%以上都是小企业,从人力、人才一直到工艺等方面,都力不从心;缺少开发人才以及优良的工艺,国内产品的许多指标比国外成熟品牌低1~2个数量级,这也是一大短板;缺少大型龙头企业的带领,也难以造成大的市场影响力,更不用说打出知知名品牌了。




红外温度传感器

疫情之下,最火的当是红外温度传感器,这个在之前文章都有阐述。


红外线(波长在0.76—1000μm的电磁波)也是一种电磁波,理论上所有温度高于绝对零度(-273℃)的物体都会向外辐射红外线,温度越高,红外线能量越大。人类自身也在无时无刻向外释放红外能量,其波长一般在9-13μm。这个波长段的光线不会被空气所吸收,其能量大小只和物体含存与释放能量大小有关,因此只要测出其能量也就能推算出温度的大小。这些红外温度传感器就是利用了这个原理。


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光谱波长分布图


根据能量转换所用的材质不同,红外温度传感器大致可以分为以下五类:


1.热释电型:硫酸三甘肽、钽酸锂等。主流应用:智能照明、智能安防、智能迎宾等。

2.热电堆型:N型和P型的多晶硅。主流应用:人体感应、温度测量、气体测量等 。

3.二极管型:单晶或多晶PN结。主流应用:固体、气体、液体、粉体物质检测等。

4.热电容型:双材料薄膜。主流应用:气体探测等。

5.热敏电阻型:氧化钒、非晶硅等。主流应用:仪器仪表等。


目前的额温枪、耳温枪所用的红外传感器均为热电堆式。热电堆传感器所用的红外滤光片是一种结构简单但是工艺非常复杂的光敏感元件。由于测量环境不同的缘故,滤光片都需要定制,可见这类传感器本身并不通用。

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内部结构示意图


热电堆式传感器即可以是模拟量输出,也可作为开关量输出。因此,可应用于空调、微波炉等家电,大型复印机、烘干机等工业设备,以及电力控制系统的各种设备温度监控。还可用在红外气体测量、工业环境、安防控制、可穿戴设备等各种配套使用。


其常见的封装有2种:TO-46和TO-39。


TE品牌的热电堆传感器


最近这两种封装的需求,铺天盖地。其中TO-46的需求更是霸屏了所有行业群,我们团队在设计方案的时候也碰到了很多客户指定用TO-46的情况。那么这两个封装到底有哪些区别呢?对成本有哪些影响呢?我们做一些粗浅的分析:


1. 尺寸不同:

  a.盖帽尺寸:TO-39大于TO-46。

  b.滤光片尺寸TO-39大于TO-46。

  c.底座尺寸:TO-39大于TO-46。


2.FOV角度:

  角度越小越精准:TO-39的FOV是35°,TO-46的FOV是83° 。(可参考下图)


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除以上不同点,TO-39(例如MLX90640)在材料上会比TO-46(例如MLX90615)多一个透镜,性能指标更好,材料成本也相对高一些,所以总体成本就高不少。




供应链风波

不管是张三也好,李四也罢,这几天都在各种群里找红外传感器。


从国外品牌到台湾品牌,一直到大陆品牌,只要有货就照单全收。


现在最大的问题,就是没现货,且产线根本排不上。很多人单子也签了,定金也付了,可是没等合同捂热,渠道就说交不上了,货没了,钱也退了。


从市场经济规律来看,突增的需求必定引起供需的失衡。笔者从几家一线的工厂了解到,当下的额温枪产能已经超出以往十年来平均的年度总需求量。可想而知,整个产业链的供应缺口有多么巨大!这样巨大的供需矛盾导致市场价格的严重偏离,加上倒买倒卖者哄抬炒货从中赚取暴利,让生产企业苦不堪言,更让民众不得不咬牙购买。政府必须出面干涉,追根溯源地管控核心器件走向和重点企业额温枪产品的渠道走向,确保基本供应。


正如口罩一样,但凡是正规渠道的出货,首先会被政府采购,然后会被一些正规的大平台采购。能够流出来的,要么是一小部分货,要么就是一些品质存在问题的货。


传感器不像口罩,属于高精尖的电子元器件,国外的迈来芯等交期在16~20周,根本来不及填补现在的需求;台湾的品牌也是杯水车薪。所以很多人都把眼光投向了大陆的品牌。最新消息是,国内某传感器原厂,已经开始全面砍单,其产能安排以及货物去向,都受到了严格的管控。


对于目前的形势,笔者给出以下几点建议,供大家参考斟酌:


1.高价有风险,出手需谨慎


目前的现货是少之又少,看到现货或者在途现货等字眼,千万要小心。且不说别的,付出的50%预付款甚至全款,到时候退不退都是一个未知数。而且就算退款,最后的结果也是竹篮打水一场空。有这个精力,还是放在自己擅长的事情上去。如果是生产企业,急着下锅,那可以视情况做一些尝试。


2.渠道靠谱,钱货两相安


哪怕是订货,也一定要去找授权的代理渠道或者原厂。因为隔着几手的渠道,要么交期颠三倒四,要么价格给你涨到天上去。如果原厂或者代理因为某些原因要取消订单,也会给出及时的答复以及充足的理由,买家也可以安安心心早做另算。


3.吆喝满世界,可能割韭菜


要知道,迈来芯的MLX90614、MLX60615、MLX90640等型号,现货该买的都已经买走。当然,有一些可能也流窜在市场的炒货者手里。这些料,你要高价收购都不一定有机会,价格炒到天上,等的不是有需要的人,而是最后一位接盘侠。更何况,如果手里真有货,根本不愁卖,一般也是留给关系最好的客户。作为一名合格的韭菜,这个道理不能不明白。


当然,以上仅是笔者一家之言,仅仅是对现状提出一些看法而已。


文章的最后还是希望疫情能早日结束!


注:本文转载于"全芯时代"公众号.

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