傳感器與工業互聯網相輔相成互促共進-傳感器的機會來了!
在剛剛結束的全國兩會上,工業互聯網再一次被寫入政府工作報告,并從“打造工業互聯網平臺”,升級為更加全面的“發展工業互聯網”。作為工業裝備的“眼耳鼻舌”,傳感器被認為是工業互聯網的基礎和核心。傳感器在工業互聯網中發揮怎樣的作用?工業互聯網對傳感器提出哪些新需求?新基建工業互聯網的建設給傳感器產業帶來哪些機會?
傳感器與工業互聯網相輔相成互促共進
工業互聯網是新一代信息技術與制造業深度融合的產物,通過對人、機、物的全面互聯,構建起全要素、全產業鏈、全價值鏈、全面連接的新型生產制造和服務體系。工業互聯網是數據流、硬件、軟件和智能的交互。
南京高華科技股份有限公司董事長李維平告訴《中國電子報》記者,傳感器是自動化智能設備的關鍵部件,通過“望、聞、聽、切”來感知產品、設備和工業環境的各種狀態信息?!巴卑ǜ鞣N視覺傳感器、紅外傳感器、射線傳感器,“聞”包括各種氣體傳感器,“聽”包括各種聲音傳感器,“切”包括各種壓力、溫濕度、振動、位移等傳感器。他表示,工業互聯的核心之一是工業過程、工業環境的智能監測。將傳感器、無線傳感器網絡技術應用到智能監測中,有助于工業生產過程工藝的優化,同時可以提高生產線過程檢測、實時參數采集、生產設備監控、材料消耗監測的能力和水平,使得生產過程的智能監控、智能控制、智能診斷、智能決策、智能維護水平不斷提高。
從20世紀80年代起,在世界范圍內逐步掀起一股“傳感器熱”,各先進工業國家都極為重視傳感技術和傳感器的研究、開發和生產,傳感器及其系統生產已成為重要的新興行業。西安航天自動化股份有限公司副總經理張建奇在接受《中國電子報》記者采訪時表示,工業互聯網發展過程中,為實現工業互聯,必須構建完善的工業傳感組網體系,因為工業互聯網時代就是將機器、設備、人員、物料等通過云計算、大數據等新一代信息技術進行連接,同時進行數據的匯聚、處理、分析,并為工業的生產提供決策依據,最終提升制造業與工業企業的智能化水平。
因此,工業互聯網時代,傳感器是網絡互聯數據產生的根源,是工業互聯網的神經末梢,為工業互聯網全生態構建提供最基礎的數據支撐?!叭绻覀儗⒁粋€系統或者說是一個稍微智能的系統CYBER空間數據流動的閉環過程描述為‘狀態感知-實時分析-自主決策-精準執行-學習提升’的話,那么傳感器就提供了數據的最前端即最初始的來源,為系統提供了數據支撐?!?/p>
“工業互聯網和傳感器是相輔相成、互促共進的關系?!敝袊娮有畔a業發展研究院信息化與軟件產業研究所工業互聯網研究室徐靖提出,“傳感器是工業互聯網數據的采集入口,是工業互聯網的基礎和關鍵部件。工業互聯網平臺為傳感器采集的數據提供了數據清洗、存儲、交換以及價值挖掘的平臺,促進數據在更大范圍、更寬領域、更深層次應用?!?/p>
工業互聯網對傳感器提出新挑戰
工業互聯網的蓬勃發展,在給傳感器帶來巨大機會的同時,也對傳感器提出了新的要求。
李維平認為,工業互聯網發展從低級到高級具有明顯的階段性。不管是發展到哪個階段,都離不開傳感器的廣泛應用?!肮I互聯網發展的不同階段對傳感器的要求不盡相同。以眼下的應用情況來說,傳感器主要被企業用于工業互聯網基礎的數據收集與分析,隨著工業互聯網發展階段的不斷深入,未來對傳感器的精度和相關技術的要求也會越來越高,主要體現在對靈敏度、穩定性、可靠性等方面的要求會更高?!崩罹S平說。
張建奇進一步分析了工業互聯網時代傳感器的發展方向,他指出,傳感器將向智能化、微型化、多功能、低功耗、高精度等方向發展。首先,工業互聯網時代要求萬物互聯,這要求作為數據匯聚感知的傳感器成本要低,只有低成本傳感器才能真正實現萬物互聯。德國工業4.0之父孔翰寧也指出,低成本的傳感器是實現工業4.0的必要條件。其次,在傳感器低成本的要求下,還需要確保傳感器感知精度符合工業場景要求,保證感知數據的精準度。再次,工業互聯網時代對傳感器功耗提出了較高要求,只有確保感知元器件功耗足夠低,才能確保實現萬物互聯下感知終端節能降耗的目標。目前基于生物能、太陽能等供電的感知終端正在不斷涌現,為工業互聯網時代傳感器發展提供了新的技術支撐點。最后,為確保工業互聯網的數據安全可靠,目前越來越多的工業場景對傳感設備數據安全可靠性提出了高要求。傳感器高可靠性是工業互聯網時代傳感器發展面臨的一大挑戰,特別是近期頻出的網絡安全問題給傳感器的安全特性提出了新課題。
此外,傳統的傳感器正加速升級為智能終端,為構建新的“端-邊-云”架構打下基礎。張建奇告訴記者,隨著低成本傳感器的大量接入,海量的數據隨之產生。如果這些數據都不加處理直接發送到云端,將會對云端造成災難性的后果。因此,傳統的傳感器正在加速升級為智能終端,經過邊緣側的優化與處理,將可靠可信的數據上傳到云端。
徐靖認為,工業互聯網對傳感器的采集密度、運行條件、自主可控提出更高要求。在采集密度方面,工業生產中需要高頻度、大通量、無損全時穩定的數據采集能力。在運行條件方面,與消費領域的傳感器不同,工業領域的傳感器需要具有耐高溫和極寒、耐鹽類腐蝕和酸堿性腐蝕、耐潮濕、耐飛沙走石和灰塵、耐劇烈振動和沖擊,以及耐噪聲的能力。在自主可控方面,當前我國傳感器產業空心化嚴重,90%的高端工業傳感器被國外廠商壟斷,我國廠商大多處于中低端領域,存在數據安全風險。過去,數據泄露局限在一個廠房或一家企業,而在工業互聯網全面互聯的大背景下,數據泄露可能擴展到整個產業鏈,造成整個產業的經濟利益損失。
新基建工業互聯網建設進一步帶動傳感器發展
作為新基建的重要組成部分,工業互聯網的建設,將對傳感器產業產生全方位、深層次、革命性的影響,我國傳感器產業將迎來前所未有的發展機遇。有數據表明,今年國內工業互聯網市場預計將增長7%。
張建奇告訴《中國電子報》記者,在新基建工業互聯網建設中,將重點增強工業現場設備互聯網感知能力,加強底層設備關鍵數據信息采集力度,提高工業互聯網底層神經末梢的感知靈敏度,這將推動傳感器制造、設計開發、優化迭代等各階段產業鏈的深度融合,促進傳感器產業生態的快速成長,從而使傳感器產業不斷發展壯大,以便更好地推動工業互聯網產業的高質量發展。
工業互聯網的發展給我國傳感器產業帶來了巨大的市場,拉動了傳感器需求上升。徐靖對《中國電子報》記者說:“我國傳感器產業存在‘小、散、亂、弱’問題。我國傳感器企業可以借此機會抓住市場機遇,提升企業實力,擴大產業規模?!?/p>
傳感器產業鏈包括上游的元件、芯片、電路、微控制器、涂覆材料等企業,中游的封裝和制造企業,下游的應用企業。徐靖認為,工業互聯網作為全要素、全產業鏈、全價值鏈連接的樞紐,對促進傳感器產業鏈上下游協同,形成產業合力,具有十分重要的推動作用。
世界光刻機巨頭ASML“握手”無錫
5月,全世界著名光刻機生產研發公司荷蘭阿斯麥(ASML)公司與無錫高新區管委會簽署戰略合作協議,未來阿斯麥公司將在原有基礎上對資源進行整合提升,加速擴建光刻設備技術服務(無錫)基地。
光刻機,又名掩模對準曝光機,是制造大規模集成電路的核心裝備。作為“芯片之母”,其對某個國家或地區的集成電路產業具備重要的發展支撐作用。阿斯麥公司與無錫“握手”,將為江蘇集成電路產業帶來哪些新變化?
“這是阿斯麥與無錫第二次‘握手’?!卑⑺果溔蚋笨偛?、中國區總裁沈波說,2006年,阿斯麥公司在無錫布局建立光刻設備技術服務基地,經過多年的“深耕細作”,如今,阿斯麥無錫基地是中國規模最大的光刻設備技術服務基地,成為華虹、SK海力士等一批重點集成電路企業光刻機的供應商。
此次阿斯麥實施(無錫)基地升級擴建,將擁有近200人規模專業團隊的技術中心,從事光刻設備的維護、升級等技術服務,為設備安裝,升級及生產運營等所需的物料提供更高水準的物流支持。項目建成后,將更好地滿足無錫乃至江蘇集成電路產業的發展需求。
目前,我國集成電路產業正處于一個非常時期?!鞍⑺果湽饪淘O備技術服務的引入與此時擴建,有著非同一般的重要意義?!庇袑<冶硎?,無錫是最早布局的集成電路產業基地之一,近年來,在國家和地方政策的重點支持下,無錫先后引入華虹基地、海力士二工廠等一批重大產業項目。去年,無錫集成電路產業產值達到1178億元,增長8.3%,位居全省第一、全國第二。專家坦言,江蘇集成電路產業在國內起步早,并形成了一定的產業規模,但在集成電路產業的上游,無論是光刻設備,還是集成電路設計和高端電子化學品方面,仍是一條“短腿”,亟待補齊產業鏈,提升產業自主創新力和國際競爭力。
“阿斯麥公司與無錫再度‘牽手’,標志著我省集成電路產業有深厚的產業基礎?!苯K省半導體行業協會相關人士透露,目前,我省集成電路產業已邁入加速階段,正“奮勇向前”;去年8月,鎮江首臺光刻機開始服役制造芯片;今年5月20日,鹽城總投872.7億元項目簽約,涵蓋臺灣半導體光刻機、集成電路;6月1日,江陰集成電路設計創新中心揭幕。
據介紹,阿斯麥公司無錫技術服務基地還將服務江蘇乃至整個長三角地區。目前江蘇先進制程(28nm及以下)半導體工廠有南京臺積電工廠、無錫SK海力士DRAM工廠等。其中,華虹半導體無錫基地12英寸生產線實現了高性能90nm FSI工藝平臺產品投片。
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