浅析未来10年传感器的趋势及其生理指标！

自2000年起，MEMS智能传感器开始进入人们的视野，大家对于传感器形态上的变化有了颠覆性的认知。传感器的尺寸及性能伴随微机电技术的发展有了质的飞跃。

随后在汽车及消费电子市场上大放异彩，形成了众所周知的传感器第一及第二次发展浪潮。如今，第三次浪潮万物联网已经到来，它与传感器之间的关系无需再多赘述，而汽车行业及消费电子领域对于传感器发展的推动作用犹在。

因此，细心观察这些行业中产品的发展轨迹，我们能够看到：传感器的发展遵循四个方向。

微型化

微型化是未来传感器发展的必然趋势之一。传感器本质属于半导体，遵循摩尔定律，在这之上，伴随超越摩尔的多样化发展路线。从生产及加工的角度上看，传感器尺寸决定了原材料的使用率，传感器微型化代表了生产成本的下降;从性能上看，微型传感器的能耗得到大幅降低;从产品角度看，传感器的缩小可以释放更多空间，间接提升产品最终的用户体验。

根据Yole Développement 的研究，MEMS 典型器件中，加速度计的封装管脚从 2009 年的 3×5 mm2 缩小至 2018 年的 1.6×1.6 mm2，面积仅相当于之前的17%，而成本则是过去的十分之一。

柔性化

传感器柔性化的目的主要有三种：便携、仿生、融合。便携性主要基于柔性电子方向的发展。目的是改变电子器件刚性结构，使得产品设计上能够有所突破，在外形上可以折叠卷曲，更加便于携带、使用。

仿生方向是通过柔性传感器来模拟人体皮肤，为机器人的感知进行赋能。生物融合则是针对人体来开展的传感器研究。柔性材料可以更加贴合人体器官，在不被人体察觉的状态下，对身体生物变量进行监测。

目前大家能够接触到的传感器柔性化例子除了各种“智能鞋垫、枕头、床垫”之外，就数折叠屏手机最具代表性了。未来手机可能会越来越“软”，像纸一样折起来放在口袋，或者像隐形眼镜一样，戴在眼中。

可穿戴茎流植物传感器能对每一株植物进行精细观测，将植物的一举一动尽收“眼底”。其贴附在植物茎叶表面，监测茎流状况，从而可以实时掌握植物各个阶段的生长发育情况。

植物的茎流类似于人类的“血液”，是植物在蒸腾作用、渗透势等内外部压力下茎秆中产生的上升液流，承载了输送植物水分、养分、信号分子的任务。

目前，市面上探测植物径流的方式大多采用大型侵入式探测器，不仅操作不方便，在测量过程中还会对植物造成物理伤害。

2021年3月9日，来自浙江大学的研究团队利用芯片级的微纳加工工艺，制造了一款可穿戴式茎流传感器。这款传感器轻薄如纸，厚度仅0.01毫米，重0.24克，贴在植物叶片上，如同“纹身”一样。

研究团队利用先进微机械、材料和纳米加工技术，让此款传感器具有超薄、柔软、可拉伸且重量轻的特点，阳光、氧气、水和二氧化碳等物质能自由通过传感器，透水、透光、透气性强，使得传感器能在不干扰植物自然生长的情况下与其长期共存。

随后，研究团队利用茎流传感器开展了一系列的实验，他们在西瓜茎秆关键几个点部署了传感器，观察水分在西瓜叶片、果实、茎秆上等不同器官的动态分配情况。

通过对西瓜茎秆茎流数据的监测分析，研究团队首次发现了西瓜果实生长与光合作用不同步的现象。

在现下生物教科书中，一般认为植物生长主要依靠光合作用的能量积累，而夜间以消耗生物量的呼吸作用为主，所以果实的生长也应与植株一样主要在白天，即与光合作用同步。

为推动我国传感器行业发展，2013年国家四部委发布《加快推进传感器及智能仪器仪表产业发展行动计划》，重点内容为使传感器及智能仪器仪表实现微型化、数字化、模块化、网络化;2017年，工信部制定《智能传感器产业三年行动计划(2017-2019年)》，提出部署补齐设计、制造关键环节短板，推进智能传感器向中高端升级等。

目前，多个省市“十四五”规划纲要也提及传感器，要求推进物联网传感器等产品的研发生产，全面提升传感器产业链供应链竞争力，加快智能传感器的规模化应用。河南、吉林、浙江、上海等“十四五”规划意见稿也提及传感器。

总体来看，智能传感器正获得强劲发展驱动力，并被认为在多领域发挥着至关重要的作用。