“隨著新能源和物聯網的發展，小型化、節能化和智能化將是傳感器的未來趨勢。”中國工程院院士、現任中車株洲電力機車研究所有限公司董事長丁榮軍院士表示，智能傳感技術是軌道交通裝備運營安全的保障性技術，也是裝備持續升級的關鍵技術。掌握這一趨勢，對于為提升軌道交通用傳感器的智能化、集成化和數字化水平，推動我國智能傳感器產業的發展，具有深遠的意義。這是記者從４月２８日在寧波舉辦的“智能傳感技術在軌道交通中的應用工程前沿技術論壇”上了解到的。

傳感器應用廣泛在國民經濟中具有重要地位

近年來，隨著物聯網等新產業的興起，傳感器作為其中的核心部件也愈來愈受到重視。
在自然界中包含了大量如電、光、力、化學等信息，因此對應采集信息的傳感器種類也極其繁多，其應用范圍從日常的家用電器、智能手機到尖端的軍工武器、航空航天。以其中采集電信號的電量傳感器為例，根據其不同的性能等級，分別應用于小家電、電源、工業自動化、軌道交通、汽車、醫療、船舶、航天、新能源、電網等不同領域。以電網為例，電量傳感器參與了從發電、輸電到用電的全過程。無論是煤電、核電或新能源風電光伏，其發電過程包含整流、逆變等環節，在對其進行檢測、控制和保護的過程中，必須采用電量傳感器，以保證并網電能的可靠性。在目前特高壓等新興的輸電技術中，也使用電量傳感器來實現輸電過程的可測和可控。
傳感器產業大體可以分為三個階段：第一階段是20世紀50年代伊始，結構型傳感器出現，它利用結構參量變化來感受和轉化信號。第二階段是20世紀70年代開始，固體型傳感器逐漸發展起來，這種傳感器由半導體、電介質、磁性材料等固體元件構成，是利用材料某些特性制成。如：利用熱電效應、霍爾效應，分別制成熱電偶傳感器、霍爾傳感器等。第三階段是20世紀末開始，智能型傳感器出現并快速發展。智能型傳感器是微型計算機技術與檢測技術相結合的產物，使傳感器具有人工智能的特性。
隨著新能源和物聯網的發展，小型化、節能化和智能化將是傳感器的未來趨勢。傳感器應用廣泛，伴隨著產業升級，其市場規模將進一步擴大，預估2015年全球傳感器市場規模為1814億美元，而我國將占據其中三分之一的份額。近年來軌道交通、新能源風電光伏、新能源汽車等行業發展迅猛，市場規模已經形成，而這其中離不開傳感器、IGBT等電力電子核心器件的支撐。因此，傳感器不僅本身具備良好的行業經濟效益，直接推動國民經濟發展，同時也是促成中國制造走向世界、中國制造向中國創造轉型的重要組成部分。

傳感器技術及產業戰略地位日益凸顯

傳感器產業具有投資密集型、技術含量高的特點，近年來，全球傳感器市場一直保持快速增長，2013年全球傳感器市場規模約1055億美元，2015年市場規模將突破1500億美元。目前全世界約有40個國家從事傳感器的研制、生產和應用開發，研發機構6000余家。發達國家在傳感器領域具有技術和品牌等優勢，其中以美、德、日等國實力較強。
近年來，國內傳感器市場高速增長，2013年市場規模超過640億元。已有2000余家從事傳感器生產和研發的企事業單位，已形成從技術研發、設計、生產到應用的完整產業體系，產業門類基本齊全，中低檔產品基本滿足市場需求，并逐漸向高端領域拓展，部分細分領域已躋身世界領先水平。隨著“中國制造2025”戰略、“互聯網+”行動計劃的大力推進，作為信息獲取單元的傳感器技術及傳感器產業的戰略地位日益凸顯，傳感器市場將保持強勁增長。
與工業發達國家相比，我國傳感器產業整體發展相對滯后，高端和高新技術類產品少。產品品質、工藝水平、生產裝備、企業規模、市場占有率和綜合競爭能力等方面與國外同類企業還有差距。
目前產業發展呈現兩大趨勢：一是創新驅動發展，在傳統類型傳感器發展的基礎上，采用新原理、新材料、新工藝、新結構、新功能的傳感器不斷出現，實現了產品微型化、集成化、智能化、低功耗、高精度、高可靠性等特性，未來傳感器市場的主要增長將來自于無線傳感器、MEMS傳感器、生物傳感器等新型傳感器；二是企業形態呈集團化壟斷和精細化分工的有機結合，一方面大公司通過兼并重組，逐步形成壟斷地位，既占據高端市場又加速向中低端市場擴張，掌控技術標準和專利，引領產業發展方向；另一方面小企業則向“小(中)而精、精而專、專而強”方向發展，技術和產品專一，獨占細分市場。

產業困境呼喚小型化、節能化和智能化發展

國內傳感器產業發展的主要問題在于：
一是企業規模較小，產品對外依存度高。我國傳感器生產企業較多，但普遍存在規模小、人才短缺、研發能力弱、規模效益較差、國際競爭力不強等問題。同時，產品大多處于中低端領域，價格競爭激烈，附加值較低，國產化需求迫切。
二是技術水平總體較低，創新能力弱。很多企業都是引進國外元件進行加工，擁有自主知識產權的產品少，特別是在高端傳感器方面。此外，傳感器設計技術、可靠性技術、封裝技術、裝備技術等關鍵共性技術研究缺位，創新能力有限。
三是產品結構不合理，品種、規格、系列不全。國內傳感器產品往往難以形成系列，在產品質量、測量精度、溫度特性、響應時間、穩定性和可靠性等指標方面與國外產品相比還存在差距。
四是產業化水平較低，產業配套不足。我國對傳感器技術研究開發階段的資源投入比較重視，但卻相對忽略了產業化基礎性的開發，對產品化、商品化的基礎技術的開發嚴重滯后，材料、制造工藝與設備、測試及儀器等相關和配套的共性基礎技術相互脫節，制約了產業化進程。
五是缺乏技術開發和產業化發展專業人才。企業缺乏核心技術和自主知識產權，缺乏技術創新和產業化的高端人才，特別是國際化領軍人才。同時缺少龍頭企業的引領和帶動，使得產業重組和資源整合難于形成。
傳感器是軌道交通車輛的高端關鍵零部件，然而，作為國內軌道交通車輛行業的領導者，中國中車在曾經發展的較長時間內使用的傳感器一直為國外所壟斷，傳感器的國產化程度阻礙了軌道交通車輛的完全自主化進程。直到1990年，中國中車創建寧波時代，扛起了振興民族傳感產業的大旗，才逐步實現這一高端零部件的完全自主設計和生產。自寧波時代成立始，先后完成了電流、電壓、壓力、溫度、位移、速度等六大類多規格傳感器的國產化開發，全方位覆蓋軌道交通車輛的各種測量需求，徹底打破了國外企業在這一領域的壟斷。
寧波時代自成立以來就以打造民族高端傳感品牌為目標，堅持不懈地建設自主研發平臺，搶占傳感技術前沿高地。先后突破了多物理場協同仿真、微弱信號處理、低磁滯磁路設計、數字化溫度補償、深盲孔無應力高溫灌封等傳感器開發關鍵技術，具備了傳感器自主設計的能力。在堅持自主設計同時，產業化方面也取得了較大的突破，針對不同的應用領域，研究產品的可靠性設計，保證產品的質量，擺脫了中國制造低端劣質的形象，寧波時代傳感器品牌受到了國內外客戶的廣泛認可。從創立之初的年產幾萬只的手工作坊式生產到如今的年產能100萬只的自動生產能力，遠景將達到300萬只每年的規模；從軌道交通領域擴展到風電、光伏、電動汽車等領域，為中國的清潔能源產業提供完整的測量解決方案。目前傳感器產業達到近3億的規模，在國內軌道交通領域占據60%的市場份額，是國內該領域的首選供應商。
傳感器產業廣泛應用于軌道交通與工業控制領域，軌道交通包括機車、動車、城軌地鐵、有軌電車等領域；工業控制領域包括電氣傳動、電力系統、變頻控制、UPS電源、電動汽車等行業。公司傳感器占據中國軌道交通市場40%市場份額,工業品電量傳感器在風力發電領域占據35%市場份額。中國鐵路跨越式發展，高鐵、動車組、大功率機車項目發展空前，同時城際鐵路、城市軌道交通建設也進入發展高潮，市場需求潛力巨大。隨著物聯網及環保意識增強，國家政策扶持電動、混動汽車等綠色交通產業，傳感器的發展空間廣闊。
傳感器下一步的發展方向是智能化、微型化、網絡化，寧波時代正在進行Asic芯片、MEMS技術、集成傳感系統等方面的研究，在軌道交通領域，開展智能化傳感器的研發、產業化和推廣，從而實現未來智能列車的運營，為車輛的健康狀態監控做出貢獻；在軌道外領域，緊跟綠色變頻、物聯網的發展，開發出領先性的產品，從而引導行業的發展。

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一，目前傳感器市場格局及現狀：

南車、北車合并為中車公司，提高自主發展實力，提升國際競爭力，將軌道交通裝備業做到國際一流，提高行業影響力。中車公司內部傳感器研發、生產只有寧波中車時代一家公司，為公司在新技術的應用市場爭取更多的市場份額。
1)城軌市場
城軌市場公司抓住城市軌道交通大發展的機會。圍繞城軌牽引系統、制動系統不斷擴大市場份額，至2015年牽引系統用電量傳感器、速度傳感器、溫度傳感器占據90%中國市場份額。城軌用傳感器銷售突破5000萬元。
2)機車市場
在大功率機車市場領域，牽引系統用電量傳感器、監控速度傳感器、監控壓力傳感器、制動壓力傳感器取得突破進展，實現全產品線覆蓋，銷售突破6000萬。
3)動、客車市場
高速動車組“十二五”在中國得到了大力發展，公司依托母公司的優勢，完成動車軸報系統用傳感器及制動系統用傳感器的開發并實現小批量銷售，并在標準化動車組牽引系統和制動系統、軸報系統上實現突破
4)工程機械市場
鐵路“十二五”的大發展時期，運營里程大幅增加，對線路線路提出了跟高要求，高速、重載、高密度。養路機械在鐵路局和新造市場穩步增長。2013-2015年每年傳感器銷售達到5000萬元，占據中國90%市場份額。

二，國家對于傳感器產業的重大政策：

世界主要發達國家都把傳感器列入國家發展戰略，我國對傳感器產業同樣高度重視，明確了一系列支持政策，傳感器產業發展的政策環境不斷優化。
2013年2月5日，《國務院關于推進物聯網有序健康發展的指導意見》發布，其中著重提出“加強低成本、低功耗、高精度、高可靠、智能化傳感器的研發與產業化，著力突破物聯網核心芯片、軟件、儀器儀表等基礎共性技術，加快傳感器網絡、智能終端、大數據處理、智能分析、服務集成等關鍵技術研發創新”。
2013年2月18日，為進一步增強傳感器及智能化儀器儀表產業的創新能力和國際競爭力，推動傳感器及智能化儀器儀表產業創新、持續、協調發展，工業和信息化部、科技部、財政部、國家標準化管理委員會發布《加快推進傳感器及智能化儀器儀表產業發展行動計劃》。行動計劃實施期為2013-2025年。到2025年，我國傳感器及智能化儀器儀表產業整體水平要跨入世界先進行列，產業形態實現由“生產型制造”向“服務型制造”的轉變，涉及國防和重點產業安全、重大工程所需的傳感器及智能化儀器儀表實現自主制造和自主可控，高端產品和服務市場占有率提高到50%以上。
《中國制造 2025》圍繞經濟社會發展和國家安全重大需求，選擇十大優勢和戰略產業作為突破點，力爭到2025 年達到國際領先地位或國際先進水平。這十大重點領域的發展都與傳感器技術息息相關（十大重點領域：新一代信息技術產業、高檔數控機床和機器人、航空航天裝備、海洋工程裝備及高技術船舶、先進軌道交通裝備、節能與新能源汽車、電力裝備、農業裝備、新材料、生物醫藥及高性能醫療器械）。
2016年3月，十二屆全國人大四次會議通過《中華人民共和國國民經濟和社會發展第十三個五年規劃綱要》，明確提出要實施工業強基工程，同時工業強基也是《中國制造2025》提出的五大工程之一。工業強基工程提出，到2020年，40%核心基礎零部件（元器件）實現自主保障，受制于人的局面逐步緩解。到2025年，70%核心基礎零部件（元器件）實現自主保障，部分達到國際領先水平。