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传感器—人类感官的延伸

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INTRODUCE 嘉宾简介

张珽，，博士生导师。2007年取得美国加州大学河滨分校博士学位；担任了全国专业标准化技术委员会委员、中国电子学会敏感技术分会（第四届）气湿敏传感技术专业委员会委员、中国科技大学纳米学院兼职博士生导师、Nature子刊Microsystems & Nanoengineering的第一任编委会成员等学术任职。获得苏州工业园区第七届领军人才、江苏省第一批企业创新岗特聘专家等荣誉称号。多次参加国际国内传感器、纳米技术、印刷电子学术会议做受邀报告，并担任2013年IEEE-NEMS国际会议分会主席 (Session Chair) 和2014年国际柔性与印刷电子会议（ICFPE2014）分会主席。

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联动原素：比如说我们接触了很多这种做智能硬件的企业，他们都会用到传感器，他们遇到很多的问题，比如说很多的传感器拿过去以后这个传感器像一把尺子，但是他们从传感器厂商拿到的时候，这把尺子是没标过刻度的，所以他自己做的时候还要标好刻度，比如说温度传感器，我要对应它刻度标在哪儿代表是一度，刻度标在哪儿是代表两度这些东西。现在在产业里面是有专门的厂商做这个事情，因为我们之前接触像在通信模块这块，然后就有专门芯片的，还有专门基于芯片做通信模块的解决方案的。比如说在传感器领域大概是什么样的一个？

张珽：您刚才所讲的是比较具体的案例来讲，它其实我觉得是一个标准的问题，因为传感器标准和一些电子信息产品的标准其实很重要，当然以某种传感器讲，它出厂没有经过标定，在用户手里面使用起来有点麻烦。所以可以通过标准和规范来界定了。刚才讲我们国家1300亿的传感器市场，然后大概有5000多家从事传感器的企业。比如说有些，现在相对来讲中低端的传感器来讲，我们国内的企业是可以跟上的，是可以满足的。但是高端、军工等比较高端的元器件来讲，大部分还是在国外企业的手里面，一个是他们有长时间的技术积累，同时他们也有相对比较规范地标准来界定，就这块来讲国内还有很大地进步空间。

图为电子皮肤

图为电子皮肤各种应用场景

图为各种类型传感器

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联动原素：现在您这边我了解到的就是电子皮肤这块，您能我们好好讲一下吗？是属于比较高端的生物传感器。

张珽：我回国以后，我们团队主要是在传感这方面两个层面，一个它是沿着向信息发展的我们叫摩尔定律，就是它尺寸越来越小，体积越来越小，能耗越来越低往这个方向。所以我们用（英文）的技术在硅上做小的传感芯片。比如说用于环境监测的（英文）的温热板，它一个晶圆上面可以做几千个传感芯片。在我们做了一些新的技术和产品，还有一些技术转化。

您刚才讲电子皮肤是基于纳米智能材料的柔性传感器，为什么做柔性传感器？现在时代发展，主流的我们讲都是智能手机，但是下一代很有可能就是可穿戴设备或者是智能终端，这个与人是交互的，人交互的话跟你的皮肤一样，它其实是一种柔性传感器。然后它跟你的皮肤或者是植入体内的这种检测来交互，它其实应该是比较柔软的，因为我们的皮肤就是比较柔软的。所以它是基于纳米材料的仿生的一种传感器件，我目前来感知一些人体的生理状况，比如说脉率、心率、血压、呼吸、心跳等一些基本的心理参数。另外包括你的温湿度，这也是与你的身体状况，就是与你的健康管理、运动管理直接相关的，包括你汗液出汗的情况等，这方面都是做了一系列地研究，也取得了一些成果，有些成果正在转化。

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联动原素：开始去做产业化了？

张珽：是的。

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联动原素：像这样的技术可以用于智能手表、手环这种吗？

张珽：可以的。现在智能手表和手环，其实我们看到这个产业还未起来的重要原因，我觉得瓶颈方面就是在传感感知这块，感觉你讲的精度、能耗还需要优化，需要一些传感器，可能以后的可穿戴设备就不像手环这种形态，可能与你人体的贴伏和融合更好，因为人的皮肤上不喜欢贴或者是带很多的东西，那都比较累赘。现在就是传感器它是自己独立存在是比较局限的，刚才所讲的1300多亿人民币的国内市场，其实感觉不是很大，但是它带动和辐射的产业非常大。

图为传感器市场走势

图为传感器新材料、新工艺

图为中国传感器产业现状1

图为中国传感器产业现状2

图为中国传感器产业现状3

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联动原素：那你们有没有探讨过未来多少年之类，传感器产业会发生比较大地一些突破或者是比较大地变化。

张珽：现在来讲，就是2013年的时候从美国，当时应该是斯坦福他们还有一帮产业人，一个召集的人士，原来新半导体的一个VP，就是他们一帮人从全球的视野讨论传感器的预期，后来提出一个叫万亿传感器的概念。除了手表、手环可穿戴等以外，每年全球消耗的传感器要达到一万亿。这个原因是有很多的驱动力，一个是刚才所讲的物联网，一个是可穿戴，包括人机交互，还有一些新兴领域等，还有传统领域的升级来讲，你物联网举一个例子来说，你跟传感的终端贴在那个树上，那个树就可以撒网的。所以他们接下来预计未来十年以内，达到万亿传感器社会的一个阶段。

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联动原素：就是应用层面会有这么多。

张珽：这个不仅仅是基于他们自己的预测，也是基于比如说西方大的公司，比如说英特尔或者是他们几个大的公司。大概十年以后要达到一万亿传感器的市场。如果这是预期的社会发展目标讲，你反推，对整个先传感器的产业和工业，其实是带来了很多的机遇，也带来了很多的挑战。因为你要做到那么多的传感器，你的自备技术和工业水平等方面来讲，都需要升级换代。现在的产业技术还支撑不了做那么多，消耗那么多传感器的阶段。