▲理查德?費(fèi)曼 第一個(gè)真正大規(guī)模商業(yè)化的 MEMS 傳感器是加速度計(jì)，它由美國(guó)ADI公司（亞德諾）于 1991 年發(fā)明。該傳感器基于電容傳感原理，傳感器的輸出信號(hào)可用于測(cè)量加速度或傾斜度。 這個(gè)MEMS加速度傳感器主要用于汽車安全氣囊中，此前汽車安全氣囊用傳統(tǒng)傳感器一只售價(jià)20美元，而ADI的MEMS加速度傳感器售價(jià)約為每個(gè)5美元，這使安全氣囊電子裝置的成本降低了75%左右。 此后，MEMS技術(shù)發(fā)展迅速，廣泛應(yīng)用于陀螺儀、壓力傳感器、磁傳感器、麥克風(fēng)等傳感器領(lǐng)域。MEMS傳感器與傳統(tǒng)傳感器相比具有許多優(yōu)勢(shì)，例如體積更小、功耗更低、精度更高、成本更低。它們促進(jìn)了消費(fèi)電子、汽車、醫(yī)療保健和航空航天等領(lǐng)域的許多新應(yīng)用的開發(fā)。 目前，據(jù)Yole的MEMS市場(chǎng)調(diào)研報(bào)告顯示，MEMS射頻器件、MEM壓力傳感器、MEMS慣性傳感器（含加速度計(jì)和陀螺儀）等為主要的MEMS傳感器種類。

第一個(gè)CMOS圖像傳感器：中國(guó)人參與貢獻(xiàn) 圖像傳感器主要分為CCD圖像傳感器和CMOS圖像傳感器，由于CMOS圖像傳感器具有集成度高、標(biāo)準(zhǔn)化程度高、功耗低、成本低、體積小、圖像信息可隨機(jī)讀取等一系列優(yōu)點(diǎn)，從20世紀(jì)90年代開始被重視并獲得大量研發(fā)資源，其市場(chǎng)份額占比逐年提升。 目前CMOS圖像傳感器在圖像傳感器市場(chǎng)中占據(jù)主導(dǎo)地位，2020年，全球圖像傳感器市場(chǎng)中，CMOS圖像傳感器占比為83.2%；CCD圖像傳感器占比為16.8%，并且CCD圖像傳感器市場(chǎng)在不斷萎縮。

1963年Morrison發(fā)表了可計(jì)算傳感器，這是一種可以利用光導(dǎo)效應(yīng)測(cè)定光斑位置的結(jié)構(gòu)，成為CMOS圖像傳感器發(fā)展的開端。 據(jù)科技老兵戴輝《CMOS圖像傳感器35年史和中國(guó)人的關(guān)鍵貢獻(xiàn)》文中介紹，1989 年，英國(guó)愛丁堡大學(xué)的Peter Denyer教授、David Renshaw博士，和當(dāng)時(shí)在愛丁堡大學(xué)做科研的王國(guó)裕和陸明瑩聯(lián)袂發(fā)表了一篇論文，報(bào)道了CMOS 圖像傳感器（CIS）的工作。 1990年底，芯片流片成功，英國(guó)愛丁堡大學(xué)成功地制造出了世界上第一塊單片 CMOS 圖像傳感器件（備注：ASIC IMAGE SENSOR），并成功進(jìn)行了演示，從此開創(chuàng)了一個(gè)新世界。 此外，王國(guó)裕開發(fā)了國(guó)內(nèi)第一個(gè)單片CMOS攝像芯片、國(guó)際上第一個(gè)高分辨率CMOS攝像芯片（40萬(wàn)像素）、國(guó)內(nèi)第一個(gè)同時(shí)帶有全電視信號(hào)輸出和數(shù)字信號(hào)輸出的單片CMOS攝像芯片、國(guó)內(nèi)第一個(gè)單片CMOS彩色攝像芯片。并以單片CMOS攝像芯片為核心，開發(fā)出國(guó)內(nèi)第一個(gè)微型攝像頭（曾在公交車上大量使用）和國(guó)內(nèi)第一個(gè)電腦眼。 目前CMOS圖像傳感器是市場(chǎng)規(guī)模最大的傳感器領(lǐng)域之一，全球CMOS圖像傳感器市場(chǎng)中，中國(guó)企業(yè)具有一定影響力。 其中，豪威科技（Omnivision）排名全球第3中國(guó)第一，占據(jù)全球13%市場(chǎng)份額，豪威科技也是全球最早成功量產(chǎn)商業(yè)CMOS圖像傳感器的企業(yè)之一。格科微（Galaxycore）排名全球第5中國(guó)第二，占據(jù)全球4%市場(chǎng)份額，思特威（Smartsens）排名全球第7中國(guó)第三，占據(jù)全球2%市場(chǎng)份額。

▲來(lái)源：Yole 第一個(gè)壓力傳感器 “壓力”一詞最早在1648年由法國(guó)科學(xué)家帕斯卡提出，壓強(qiáng)單位帕斯卡（符號(hào)Pa或Pascal）即以其名字命名。 第一個(gè)壓力傳感器的發(fā)明可以追溯到17世紀(jì)，當(dāng)時(shí)英國(guó)物理學(xué)家Robert Boyle發(fā)現(xiàn)了氣體壓力與體積的反比關(guān)系，并用一個(gè)裝置測(cè)量了氣體壓力。不過，這個(gè)裝置并不是真正意義上的壓力傳感器。 1930年，Graeff（格拉夫）發(fā)明第一支壓力傳感器轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，在此機(jī)構(gòu)中，膜片、彈簧或Bourdon管的移動(dòng)量變?yōu)殡娏坎糠?，壓力膜片成為電容部分，指示器可?dòng)機(jī)構(gòu)成為電位計(jì)分支。 真正意義上的壓力傳感器追溯到1938年，當(dāng)時(shí)美國(guó)物理學(xué)家Edward E. Simmons和Arthur C. Ruge分別獨(dú)立發(fā)明了一種名為“電阻應(yīng)變片”的裝置，可以將受力變形轉(zhuǎn)化為電阻值的變化。這種裝置后來(lái)被用于制造壓力傳感器，也被稱為“應(yīng)變式壓力傳感器”。 值得一提的是，直到1974年，我國(guó)才研制成功第一個(gè)實(shí)用壓阻式壓力傳感器。 應(yīng)變式壓力傳感器的工作原理是基于材料的彈性變形特性，當(dāng)材料受到力的作用時(shí)，會(huì)產(chǎn)生微小的變形，從而改變電阻值。通過測(cè)量電阻值的變化，可以計(jì)算出受力的大小。

▲應(yīng)變式壓力傳感器 隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，現(xiàn)代壓力傳感器已經(jīng)具備了更高的精度、更廣的測(cè)量范圍和更好的穩(wěn)定性，應(yīng)用領(lǐng)域也越來(lái)越廣泛，如工業(yè)自動(dòng)化、汽車、航空航天等。 第一個(gè)車規(guī)級(jí)量產(chǎn)激光雷達(dá)，中國(guó)廠商后來(lái)居上 激光雷達(dá)LiDAR 使用脈沖激光以與雷達(dá)類似的方式測(cè)量距離，在測(cè)量測(cè)繪領(lǐng)域已使用多年。 1968年，美國(guó) Syracuse 大學(xué)的 Hickman 和 Hogg建造了世界上第一個(gè)激光海水深度測(cè)量系統(tǒng)。 20世紀(jì)70年代末，美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）成功研制出一種具有掃描和高速數(shù)據(jù)記錄能力的機(jī)載海洋激光雷達(dá)。 1990年德國(guó) Stuttgart 大學(xué) Ackermann 教授領(lǐng)銜研制的世界上第一個(gè)激光斷面測(cè)量系統(tǒng)，這一系統(tǒng)成功將激光掃描技術(shù)與即時(shí)定位定姿系統(tǒng)結(jié)合，形成機(jī)載激光掃描儀。 1993年，德國(guó)出現(xiàn)首個(gè)商用機(jī)載激光雷達(dá)系統(tǒng)TopScan ALTM 1020。1995年，機(jī)載激光雷達(dá)設(shè)備實(shí)現(xiàn)商業(yè)化生產(chǎn)。 2014年，第一屆DARPA挑戰(zhàn)賽開始，激光雷達(dá)在自動(dòng)駕駛行業(yè)首次嶄露頭角。 2017年，奧迪發(fā)布全球首款量產(chǎn)的L3級(jí)自動(dòng)駕駛汽車（A8）并搭載法雷奧的第一代混合固態(tài)激光雷達(dá)SCALA。SCALA成為全球第一個(gè)完成車規(guī)量產(chǎn)認(rèn)證的激光雷達(dá)，采用單軸轉(zhuǎn)鏡的混合固態(tài)激光雷達(dá)。 中國(guó)傳感器廠商雖然進(jìn)入激光雷達(dá)領(lǐng)域相對(duì)較晚，但目前全球激光雷達(dá)市場(chǎng)中，以禾賽科技、速騰聚創(chuàng)、華為、大疆覽沃等為代表的中國(guó)激光雷達(dá)企業(yè)，已占據(jù)一定市場(chǎng)份額。

▲來(lái)源：Yole 結(jié)語(yǔ) 我國(guó)傳感器產(chǎn)業(yè)起步較晚，20世紀(jì)60年代開始涉足傳感器制造業(yè)。 我國(guó)在1972年組建成立中國(guó)第一批壓阻傳感器研制生產(chǎn)單位；1974年，研制成功中國(guó)第一個(gè)實(shí)用壓阻式壓力傳感器；1978年，誕生中國(guó)第一個(gè)固態(tài)壓阻加速度傳感器；1982年，國(guó)內(nèi)最早開始硅微機(jī)械系統(tǒng)(MEMS)加工技術(shù)和SOI(絕緣體上硅)技術(shù)的研究。 我國(guó)有古老的四大發(fā)明，但在近現(xiàn)代重要的科學(xué)技術(shù)發(fā)明中，我國(guó)的貢獻(xiàn)寥寥無(wú)幾，如傳感器等信息科技基礎(chǔ)技術(shù)，中國(guó)的貢獻(xiàn)極少，產(chǎn)業(yè)仍處于落后的追趕狀態(tài)。 然而，隨著我國(guó)科學(xué)水平的發(fā)展，如今在一些新興傳感器領(lǐng)域，譬如量子傳感等，并不落后于世界先進(jìn)水平，相信未來(lái)會(huì)有更多傳感器技術(shù)進(jìn)步第一，誕生在中國(guó)。 您對(duì)本文有什么看法？歡迎在傳感器專家網(wǎng)公眾號(hào)本內(nèi)容底下留言討論，或在中國(guó)最大的傳感社區(qū)：傳感交流圈中進(jìn)行交流。

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審核編輯黃宇