物联网时代的传感器和材料创新分析

摘要：处于物联网时代背景下，我国计算机技术、网络技术迅速更迭，被广泛应用于当今社会的各个领域当中。若想保证物联网的稳定运行，传感器在这过程中发挥着不可小觑的作用。故此，我国经济发展若想顺应物联网时代的潮流，则应该加强对传感器与材料创新的深入研究，挖掘传感器的功能应用价值，进而提升物联网的运行效率，促进经济社的长远发展。

关键词：物联网时代  传感器  材料创新

物联网是新一代信息技术的重要组成部分，也是“信息化”时代的重要发展阶段。物联网主要利用局部网络或互联网等通信技术把传感器、控制器、机器、人员和物等通过新的方式联在一起，形成人与物、物与物相联，实现信息化、远程管理控制和智能化的网络。为了进一步促进物联网时代的发展，相关部门应该对传感器加大研究力度。本文针对传感器与材料创新进行深入分析，希望可以保证物联网的可持续发展。

一、分析传感器的发展应用现状

（一）物联网时代传感器的发展

半导体，作为物联网发展中的技术支柱，关系着物联网应用的相关产业发展。半导体硬件的生产，多数应用于物联网领域中，其中传感器占据绝大部分。事实上，虽然传感器體积相对较小，但是却具有较大的应用价值，例如汽车高级辅助驾驶系统、智能手机与智能终端中，传感器都发挥着重要的作用。随着智能手机的普及化应用，传感器需求不断上升，从某种程度上说，传感器与材料的创新促进了智能化时代的长远发展，并实现了物联网智能化。

（二）我国传感器研发平台的发展情况

现阶段，我国传感器研发制度仍然存在一定的不足，不仅传感器设计公司规模较小，数量少，并且缺少大型研发平台，阻碍传感器的研发与发展。故此，为了拓展传感器的研发规模化、产量化，则应该完善传感器平台建设。为充分满足物联网时代的需求，加大传感器设计研究力度，创新传感器材料，为物联网时代的发展提供必要的技术支持。

（三）传感器材料的分析

若想完善传感器的设计，则应该从传感器的制作材料入手。其中绝缘层上硅作为一种传感器衬底，结构简单，不仅能够满足传感器市场的发展需求，并且在射频上发挥着重要的作用，可以应用于手机射频前端制作上。处于物联网时代背景下，绝缘层上硅的需求量不断增加，促进了传感器的有效研发，使得传感器材料得到了不断创新。

二、物联网时代背景下分析传感器与材料创新的重要作用

在物联网发展过程中，半导体作为必不可少的重要领域，能够有效支撑物联网系统的正常运行。众所周知，传感器在社会多个行业中具有广泛的应用价值。自上世纪中叶，半导体成为汽车领域中的重要应用元件，应用的数量相对较多。然而，不得不承认的是，我国作为发展中国家，企业行业的发展脚步仍然较慢，相对于西方发达国家而言，对于传感器的应用数量较少。现阶段，社会发展步入现代化进程中，汽车高级辅助驾驶系统中应用到多种类型的传感器，有效保证了汽车的运行质量，延长了汽车的使用寿命，并进一步提升了汽车的应用价值。与此同时，智能手机的更迭换代，对于传感器的需求量也不断增加。在万物互联互通，网络高度发达的社会背景下，加快创新传感器与材料势在必行。

当前，时代进步比任何时候都快，我国已经迅速进入物联网时代，互联网技术、信息化技术的发展，对于微电子机械系统传统器的应用数量与应用质量等都提出新要求。为了摆脱传感器过分依赖进口的困境，我国相关行业已经加快对于传感器技术的研究，进而不断生产出更多优质且新型的传感器。纵观当下微电子机械系统传感器的发展市场，我们不难看到，中国制造的手机厂商占据市场份额逐渐提高，智能手机的智能化水平显著提升，因此倒逼传感器与材料的不断创新，进而促进物联网智能化发展，由此形成良性循环。

三、物联网时代传感器和材料创新的路径

（一）传感器的创新发展

对于传感器的研究，我国某高级传感器研究院经过数十年的探索以后，现阶段已经实现了产业化发展，并陆续上市了两家公司。这几年，我国物联网发展速度较快，因此激发了一些传统企业的思考，传统企业若想在网络时代中得以长远发展，则应该积极转型升级，引进先进技术，实现智能化经营与管理。过去一些传统品牌如博世，深受广大消费者的追捧，其中博世汽车领域中应用的传感器不仅质量好，并且性价比较高，为了充分挖掘这一传感器的应用价值，在全面分析电子产品消费发展空间以后，应该将这一传感器合理应用于电子消费领域。传感器研发企业应该充分吸收过去汽车传感器的实践经验与教训，提升物联网时代传感器的竞争力。

（二）半导体的创新

此外，对于半导体来说，当半导体发展到20纳米以后，将面临着两种不同的发展路径。其一，运用绝缘层上硅二维结构;其二，运用三维FinFET。现阶段，一些网络公司在制造传感器中仍然习惯性采取三维晶体管结构，虽然发展市场较为广阔，但是我国面临着两种选择，如果坚持走第二条路径，便属于跟随他人的研发成功，超越机会较小，因此我国应选择坚持走第一条路径，只有创新半导体体硅，才可以实现弯道超车。因此，处于物联网时代背景下，为了进一步促进传感器的研究与材料创新，则应该考虑半导体的应用价值，拓展研究思路，既要发展传感器领域，还应该完善传感器系统，借鉴国际半导体企业的生产经验，并合理优化传感器资源，促进物联网时代传感器材料的优化发展与创新。

（三）传感器材料的创新

在微电子机械系统传感器运行中，可以说绝缘层上硅是一种质量较好、应用价值较高的衬底材料，可以将其应用于手机射频前端，发挥辐射电磁频率的作用。过去的射频元器件主要采用砷化镓，这是稳定性较高的材料，并且不易氧化。现阶段，在智能手机的生产工艺中，已经由绝缘衬底上的硅取代了砷化镓材料，这便是硅基集成电路材料的有效创新。在物联网的发展进程中，这种半导体的材料需求量较大。半导体技术的创新与进步，使得传感器材料面临着不断革新的命运。在20纳米工艺技术不断创新过程中，半导体材料需要在两种抉择中进行选择：其一三维的鳍式场效应晶体管，或者绝缘衬底上的硅二维结构。在权衡利弊之后，我国当前仍然采取鳍式场效应晶体管。事实上，若是降低平面互补金属氧化物半导体制造成本，便可以运用22纳米工艺技术或者28纳米工艺技术。由此一来，便能够有效降低绝缘衬底上硅的功耗，促进其在物联网中应用发展。

四、结语

综上所述，随着物联网的蓬勃发展，使得相关部门对于传感器的研究更加重视。作为一种可穿戴设备，物联网时代下的传感器应用范围越发广泛，市场发展前景极其广阔。故此，为了进一步深化物联网领域的发展与变革，应该加强传感器和材料的有效创新，借助于半导体器件提升传感器的质量，进而促进物联网智能化时代的长远发展。

参考文献

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作者简介

冯晓兰，汉族，江苏无锡人，本科，中级讲师，研究方向：传感器物联网。