您当前所在位置:首页 > 新闻中心

独家 你想象不到的光纤传感器市场机遇!对线位大咖

来源:杏彩体育怎么样    发布时间:2024-03-16 23:50:52

  因为光,丰富多彩的世界出现在人们面前。光子学被Horizon 2020(欧洲委员会第八个框架计划,Horizon Europe计划的前身)认定为六种关键使能技术(KET)之一,在无人驾驶、绿色能源和智能生活等领域发挥着重大作用。

  ,在许多重要的技术中逐渐取代传统传感器,大范围的应用于多个领域。围绕如何推动光传感器在多个领域的普及应用和加速产业化发展,感知芯视界重磅推出光传感器系列报道之

  专题。从感知端出发,在这一大专题下设置光纤传感对话栏目,通过采访多位行业专家、投资家、企业家和技术大咖,分享他们对光纤传感器行业的独家判断与真知灼见。

  光纤传感器优点大多数表现在以下几点:第一是全光电无源,不需要供电;第二是光纤传感器像头发丝一般大小,容易嵌入或植入到要测量的地方;第三是光纤传感可以光纤中各种各样的光学效应,实现多物理量的测量和感知;第四是光纤本身是信息传输载体,光纤传感同时能利用光纤进行外界信息感知,这就实现了把光的信息传输和感知融为一体;第五是光纤本身的材料是二氧化硅,它不受各种各样的强电、强磁、高温、高压影响,也不受腐蚀影响,所以它在很多极端的环境里更能发挥其内在优势。

  我国现在的整体科研和创新环境是史无前例的,激光传感器也同样进入难得的发展机遇期。十四五期间,国家重点研发计划也新设了智能传感器重点专项,对MEMS和激光、光纤类智能传感器研发技术和行业应用都将给予前所未有的支持,有望取得很明显的成效。现在特别强调面向中国特有的全产业链和巨大市场,行业应用拉动、需求拉动、问题导向,促进传感器技术创新和产业化。

  中国拥有近4万公里高速铁路,高铁安全运作对路基、轨道、隧道、桥梁、边坡,供电和车辆等产生海量高性能多参数传感器及智能监测控制需求。中国的油气管道已达到近20万公里,也为分布式光纤传感器,移动激光气体巡检和遥测气体泄漏传感器带来非常大需求。

  在面向深空、深海、深地等中国特色的重大工程和重大基础设施,以及当下疫情、人口老龄化带来的大量需求推动下,传感器产品趋向体积小、重量轻、低功耗、智能化,这也自然而然需要通过技术来不断突破,来提高原创性,进而拉动整个传感器产业真正的实现弯道超车。这个时代真正的是通过应用导向和重大需求来创造价值,进而催生出更多有价值的产品。

  美国自动化协会在2013年曾撰文称,光纤传感器是工业智慧的入口。为什么消费类物联网能做到这么成功,很重要的原因主要在于使用物联网的人是主动的,所以能做到把一个“网”建起来。工业物联网为什么无法和消费类物联网相比?原因是工业物联网的消费对象是被动的电机。只有把它的数据采集起来,才能更加进一步发展。而这个被动模式最关键的是感知的主体。工业物联网这么大的环境如何感知?电传感器存在两个天生的缺陷,一个要有电,第二个信号传输距离有限,所以组网能力有限。光传感器从根本上解决了电传感器的弱势。无源,信号传输距离长衰减小,所以充分感知才是真正的智慧体系。

  但是中国真正意识到光纤传感器的重要性,在市场上全力发展还是有点难。最大的原因是科普教育不足。现在大家很多的认知依然停留在电传感器的水平,需要从光传感器的基础知识普及,颠覆传统认知。我们企业要在一个个应用领域做苦工,像我们科普光纤传感器应用在风力发电一样。实际上大家都忽略了一个问题,总拿光传感器和电传感器做对比,忽略了解行业本身,容易陷入浅尝辄止的工作。

  光纤传感器相对来说比较新,应用领域也比较新,这些新型传感器用来解决中国的问题,那么本身就是国产化。比如我们激光甲烷传感器,完全是土生土长,且国外没做到我们这样的技术水平,在这样的领域我们就是最好的。从我们的角度来说,中国光纤传感器产业化已确定进入一个相对较好的时期,国家政策也在鼓励,各式各样的新器件也慢慢出现在市场上。但还有一些瓶颈问题待解决。我们现在可能更强调的是产业链的打通,因为一个产业链打通了以后,才能真正的把它做强做大,不受制于其他因素干扰。至少我们很希望从这个方面出发。

  实际上现代科技,特别是物联网下的现代科技,传感器是一个支柱,没有传感器就不要谈什么大数据,也不要谈什么物联网。作为一个很重要但很边缘的器件,现在整体的发展得到应有的重视程度。

  从国家层面来说,已经把智能传感器列为重大专项,这就是最高级的科研引导。但把传感器作为一个产业,以产业基金的方式来进行投资,这个还没看到。如果未来有引导基金,对传感器产业是一个非常好的驱动力。这个驱动力量只要我们的祖国做了,肯定能做好,能做到引领世界,到当时就该我们输出技术和产品了。

  我们国家在以前是跟随国外研究态势,但这几年我国在智能工业装备和大基础设施方面的建设发展非常迅速,我们建设了很多的公路、高速铁路、桥梁、电力线、石油管线等,加上智能工业的发展,进一步拉动了光纤传感器的技术水平,但跟德国、日本、韩国、美国等发达国家相比,我们研制光纤传感器还是做得有点粗糙,我们研制出来的装备在尖端技术水平和可靠性方面跟国外还有一定差距,但这个差距正在快速减小。这几年光纤传感器发展的环境发生了很大变化,受到芯片“卡脖子”国际竞争环境影响后,国家特别提倡国产化,特别涉及到空间、海洋、型号装备这些国家安全领域都要国产化,因为这不光是“卡脖子”的事情,还涉及到信息安全。

  这些都推动了我们第一步要去攻关光纤传感器卡脖子技术,并且依靠这些技术做出可用国产化产品出来。综合来说,还是需求推动了光纤传感器的发展,这对我们科研人员来说很重要。以前大家可能都跟着国外做一做,演示一下现象和性能,没有一定要用的紧张感。但是现在不一样,做成的东西不仅要能用得上,还要可靠。

  目前拜安市场顶级规模的行业是轨道交通和风电行业,在两个领域我们已取得巨大的成功,且得到了行业认可。一个产品进入一个行业获得认可有几大必备要素:第一要产品定性,强调的是标准化产品,而不是一个定制化产品;第二,产品要做到系统性定性,包括设计、生产的基本工艺、质量检验体系等都要定性;第三要成为合格供应商,合格供应商的评审除了检测产品以外,还要检查生产线、生产环境、设计文件、生产文件、质量保证体系文件是否完善;第四要取得行业的认证,包括产品的认证,甚至是整个体系的认证。这4点要素对公司进入市场获得认可非常重要。

  市场竞争力第一要有技术先进性,第二得有专业化。刚才谈到的从数据到工程信息,就是指的专业化。第三是性价比,企业的产品不仅要好,还要能够为用户创造价值、让用户感到便宜。这三条是我们企业努力聚焦的地方。

  高校一定要认清自己的定位。比如工程应用和基础研究就是两个不同的领域,基础研究一定要把基础研究的内容做好,工程应用要和企业合作,不能闭门造车。现在最怕的是闭门造车,发表了大量论文都是没有用,没有人看。这是一种资源的浪费,从投资角度来说,是一种资源的错配。因此,整个指标评价标准指挥棒一定要转过来,要培养真正的工程师,要培养中国的工匠,做出中国的“硬科技”。真正支撑国家并作为国家栋梁的话,绝对不是靠发表一些文章就算数的,也不是靠几个人动动嘴皮子就行的,更重要的是靠我们的大国工匠扎扎实实做出硬科技。比如德国一直都很重视硬科技,支撑着这一个国家从落后走向强大。

  第一点要定位清楚。研究所做科研的人就踏实做科研,思维不能过于发散,应该依照国家的重大需求,或是针对国家的一些卡脖子技术,运用群狼战术,一群人去做好一个事情,集中力量干大事,才能把事情快速有效干成,在这一点华为为我们做了很好的示范作用。高校的老师要想做研究可以发散思维去做研究,因为高校老师一般学科门类比较分散、比较独立,可以充分的发挥创新性的想法,同时做好人才教育培训。作为产业界的人,就要把研究所的这些解决了很多卡脖子问题的新技术,快速以合适的、市场可接受的成本方式去转化和生产,满足市场的规律,实现应用的满地开花。

  学术界在新型光源、特种光纤、高性能探测器及信号处理等方面开展新材料、新设计、基础性、原创性研究,对于解决当前核心芯片“卡脖子”问题,至关重要。比如传感器在极端环境下的封装材料、工艺技术探讨研究,都是博士生很好的研究课题。学术界与企业结合,多做这些“细活”,公司可以提供应用场景和一定的研究经费来支持,也许有助于解决当前科研成果多、成果转化率低的问题。

  光纤感知技术不断吸取光纤通信的新技术(如新的半导体光源、新型光纤)、新器件,在如今的物联网时代应用前景广阔,全光物联网有望在将来成为一种新的物联网形式,给我们的生产和生活带来全新的改变。近期,感知芯视界将陆续推送以上数位光纤传感领域大咖的个人独家专访,敬请关注!