來自代爾夫特理工大學的一個研究小組成功地設計了世界上最精確的微芯片傳感器之一;該裝置可以在室溫下運行。他們將納米技術和機器學習與自然界的蜘蛛網(wǎng)結合起來，能夠使納米機械傳感器在與日常噪音極端隔離的情況下振動。這一突破發(fā)表在《先進材料》的新星期刊上，對引力和暗物質的研究以及量子互聯(lián)網(wǎng)、導航和傳感領域有很大影響。

研究最小尺度的振動物體，如用于傳感器或量子硬件的物體，最大的挑戰(zhàn)之一是如何保持環(huán)境熱噪聲不與它們的脆弱狀態(tài)發(fā)生作用。例如，量子硬件通常被保存在接近絕對零度(-273.15°C)的溫度下，這種特種冰箱的價格為50萬歐元一臺。來自代爾夫特理工大學的研究人員創(chuàng)造了一種網(wǎng)狀的微芯片傳感器，在與室溫噪聲隔離的情況下能產生極好的共振，他們的發(fā)現(xiàn)將使建造量子設備的費用更加低廉。

基于這種新的設計，共同第一作者安德烈·庫珀蒂諾(Andrea Cupertino)建造了一個微芯片傳感器，該傳感器帶有一層超薄的、納米級厚度的陶瓷材料--氮化硅。他們通過強行振動微芯片"網(wǎng)"并測量振動停止所需的時間來測試該模型。結果非常壯觀：室溫下的隔離振動打破了紀錄，微芯片網(wǎng)的外面幾乎沒有能量損失：振動在內部一圈移動，不接觸外面。這好比在秋千上給人推一把，就可以讓他們不停地蕩上近一個世紀。

不僅有“外患”，國內傳感器的發(fā)展還存在“內憂”，國內的傳感器生產還是以代工或研究國外為主，鉆研傳感器相關核心技術的企業(yè)少之又少，而且產品也比較集中在中、低端方面，以目前的工程工藝水平，要進入高端市場是比較困難的。

傳感器是一種檢測裝置，需要做的工作就是感受“信息”，并將信息轉換為電信號傳輸至芯片，讓中樞的芯片做出相符的應對。這個信息可以是任何的初始形態(tài)，包括溫度、壓力、超聲波等。比如我們用手機拍照的時候，光敏傳感器會捕捉落進攝像頭的光線，將它轉換為電信號傳輸至中樞，經過一系列的圖像處理之后呈現(xiàn)出我們看到的照片。

可以說，芯片的存在，讓物體有了“智慧”，能夠做出用戶想要的反饋;而傳感器的存在，則讓物體有了“觸覺”、“味覺”，讓物體活了起來。隨著新一輪科技革命和產業(yè)變革的蓬勃興起，傳感器正被廣泛應用于各類智能終端、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、機器人、自動駕駛、生物醫(yī)療、5G等眾多新興領域，發(fā)展前景廣闊。

據(jù)前瞻產業(yè)研究院發(fā)布報告顯示，我國于2012~2020年迎來傳感器技術和產業(yè)快速發(fā)展期。中國傳感器市場規(guī)模在2019年已超2000億元;預計2021年，中國傳感器市場規(guī)模將達近3000億元。

但與這個發(fā)展規(guī)模相對的，卻是我國傳感器的依賴國外進口度，達到了80%左右。尤其是汽車傳感器、光線傳感器、化學類氣體傳感器等，涵蓋了日常、航天、科學多個領域，很容易像芯片一樣陷入“受制于人”的窘境。

目前，我國的物聯(lián)網(wǎng)連接已經具備了相當大的規(guī)模，互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心(IDC)預計，中國的物聯(lián)網(wǎng)總連接量將在2025年達到102.7億，占到除日本以外亞太地區(qū)總連接量的84%。

但與這個發(fā)展規(guī)模相對的，卻是我國傳感器的依賴國外進口度，達到了80%左右。尤其是汽車傳感器、光線傳感器、化學類氣體傳感器等等，涵蓋了日常、航天、科學多個領域，這意味著我國物聯(lián)網(wǎng)雖然比較發(fā)達，但是也很容易陷入“受制于人”的窘境。

不過，這也不能怪中國，主要是美、日、德三國搶占“高地”時間較早，目前占據(jù)了全球傳感器約70%市場的份額，已經呈現(xiàn)出三足鼎立的壟斷格局，我們想破局還需要時間的積累。

去年4月，美國商務部宣布對中國實施新的出口限制政策，中國用于發(fā)展武器、軍用飛機或偵查技術的特殊傳感器幾乎被全面禁運。面對這樣的惡意競爭，中國的傳感器發(fā)展得非?？部?，如果長久下去，連帶著整個中國制造業(yè)都會被嚴重拖慢腳步。

不僅有“外患”，國內傳感器的發(fā)展還存在“內憂”，國內的傳感器生產還是以代工或研究國外為主，產品也比較集中于中、低端傳感器，以目前的工程工藝水平，要介入高端市場還比較困難。

而且，根據(jù)2020年9月的《中國傳感器(技術和產業(yè))發(fā)展藍皮書》，可以發(fā)現(xiàn)國內的傳感器研究院所僅有17家，高等院校僅有35家;除了研發(fā)院，國內主傳感器的上市公司利潤率也普遍偏低，甚至偶爾出現(xiàn)負增長。