第一節(jié) 離子束濺射薄膜壓力傳感器定義及性質

濺射薄膜壓力傳感器是由貼片式壓力傳感器發(fā)展而來。薄膜式壓力傳感器是利用薄膜技術在彈性上直接制作薄膜應變電路的一體化敏感元件(及薄膜壓力敏感元件)，一方面沿用了傳統(tǒng)的彈性體粘貼箔式應變計的電測機理，并繼承了其原有的一些優(yōu)點，另一方面采用現代薄膜工藝技術，用陶瓷介質代替了粘貼膠層，克服了由膠層引起的蠕變等一系列的弊端，使其在長期穩(wěn)定性、耐高溫、高輸出阻抗等性能指標得到了極大的提高。

所以薄膜壓力傳感器適合于要求穩(wěn)定性好、可靠性高或溫度范圍寬等惡劣條件下的壓力參數測量。特別是在航天領域，其應用前景極為廣泛。

第二節(jié) 離子束濺射薄膜壓力傳感器發(fā)展歷程

薄膜技術在近二十年來半導體集成電路工藝發(fā)展的推動下取得了長足的進步。特別是在最近十幾年來，微米、壓微米、納米技術得到廣泛應用，半導體技術迅速崛起。新的鍍膜工藝不斷涌現，為薄膜技術的發(fā)展提供了契機，同時薄膜技術也成為各種微傳感器和微執(zhí)行器制作流程中必不可少的工藝環(huán)節(jié)。薄膜工藝和薄膜材料也成為當代真空技術和材料科學中最為活躍的研究領域。

將薄膜技術應用到傳感器的研究開發(fā)上是傳感器領域內發(fā)展較快的技術之一。薄膜技術與傳感器技術的結合，為傳感器開拓了更為廣闊的發(fā)展空間。

薄膜傳感器在上個世界七十年代面試之后的一段時間，主要用于航天等軍用領域。上世紀80年代，濺射薄膜壓力傳感器在美國、德國、法國等國家航天飛機等飛行器上就有了成熟的應用。如Bell&Howell公司的CEC1000壓力傳感器大量用于航天飛機上。法國Sep.公司的27型濺射薄膜壓力傳感器大量用于通訊衛(wèi)星及ARIANE4、5型火箭上。新型燃油火箭發(fā)動機的燃油壓力、滑油壓力測量，火箭助推器伺服系統(tǒng)，發(fā)動機地面試車臺噴管口部壓力測量，導彈發(fā)射微機控制系統(tǒng)，發(fā)射基地燃料、氧化劑的儲罐及加注壓力監(jiān)控等都需要高穩(wěn)定性、高可靠性的壓力傳感器，在上述領域，濺射薄膜壓力傳感器都有過成功的應用。

由于采用了薄膜技術，濺射薄膜壓力傳感器具有高精度；零位和靈敏度的溫度漂移小；電阻器件的老化技術，使其具備最優(yōu)的長期穩(wěn)定性；小型化的可能性；低成本等幾個方面的優(yōu)點。略……

第三節(jié) 世界離子束濺射薄膜壓力傳感器市場發(fā)展及預測

一、世界離子束濺射薄膜壓力傳感器產業(yè)發(fā)展現狀

全世界約有40多個國家從事傳感器的研制、生產和應用開發(fā)，研發(fā)機構6000余家。其中以美、日、俄等國實力較強，他們建立了包括物理量、化學量、生物量三大門類的傳感器產業(yè)，研發(fā)生產單位4000余家、產品20000多種，對應用范圍廣的產品已實現規(guī)?；a，大企業(yè)的年生產能力達到幾千萬支到幾億支。

世界上除美國、德國、法國等國家外，還有許多國家如俄羅斯、英國、日本等國家都有高性能的薄膜壓力傳感器商品，并廣泛應用于航天飛機、衛(wèi)星以及火箭發(fā)射、箭載裝備等重要場合。印度也做過一些基礎工作。

比較著名的傳感器廠商有美國霍尼韋爾(Honeywell)公司、?？怂共_(Foxboro)公司、ENDEVCO公司、英國Bell&Howell公司、Solartron公司、荷蘭飛利浦、俄羅斯熱工儀表所等。

二、世界離子束濺射薄膜壓力傳感器產業(yè)發(fā)展態(tài)勢預測

世界傳感器市場正在以持續(xù)穩(wěn)定的增長之勢向前發(fā)展。傳感器需求規(guī)模快速增長的主要動力來自于工業(yè)電子設備和汽車電子、通信電子、消費電子和專用電子設備等。工業(yè)電子設備和汽車電子是電子信息產業(yè)中增長最快的行業(yè)，也是傳感器應用最多的領域。

薄膜壓力傳感器是汽車用高壓傳感器的主流，隨著世界汽車工業(yè)的發(fā)展和汽車電控技術進步，對高質量薄膜壓力傳感器的需求將會大幅提升。目前，高壓傳感器在現代汽車最新技術領域的主要應用是在制動壓力和發(fā)動機燃油壓力的測量上，其典型是汽車ESP（電子穩(wěn)定程序）、EHB（電子液壓制動）和汽油缸內直噴、柴油高壓共軌直噴。

ESP系統(tǒng)從1995年問世以來，1999年成為奔馳A級轎車的標配，現已成為全世界高檔汽車的標配。目前歐洲裝備ESP系統(tǒng)的車輛達到了65%，美國在2007年已制定ESP的相應法規(guī)，2010年之后，美國本地下線和進口到美國的整車，都必須有ESP系統(tǒng)裝備。

在最新的主動安全系統(tǒng)電子液壓制動EHB中，薄膜壓力傳感器更是被廣泛應用。

目前約有10億輛汽車分布在全世界的每個角落，世界汽車年產量為6100萬輛。保守預測，如果每一輛車裝備6只濺射薄膜壓力傳感器，那么每年濺射薄膜壓力傳感器的需求量將于3.66億只，每個壓力傳感器市值按20美元計算，那么濺射薄膜壓力傳感器僅在汽車壓力傳感器市場就占據了73.2億美元的份額。

第四節(jié) 主要國家或地區(qū)離子束濺射薄膜壓力傳感器產業(yè)發(fā)展及預測

傳感器是光儀電系統(tǒng)的“感覺器官”，是測量系統(tǒng)中的一種前置部件，它將輸入變量轉換成可供測量的信號。美、日、英、法、德和獨聯體等國都把傳感器技術列為國家重點開發(fā)的關鍵技術之一。

當今國家壓力傳感器市場中，半導體類傳感器無可爭議地占據了“霸主”地位，這主要是因為半導體傳感器更容易實現多功能、集成化、智能化，順應了傳感器技術的發(fā)展趨勢。

1、美國

美國由政府領導成立了"傳感器與致動器國家協(xié)調委員會"，負責組織傳感器研究會的一切協(xié)調和技術交流工作。參加該會的單位很多，有著名的美國國家航空航天局（NASA）、兵器發(fā)展試驗中心、海軍武器試驗中心、白沙導彈試驗基地、美國國家標準局以及一些著名大學和科研單位、經濟財團等。美國每年用于開發(fā)研究新型傳感器的經費高達數億美元。整個美國從事傳感器研制和生產的公司和廠家已超過1000多家。世界第一流的公司就有IC公司、TI公司、Kulit公司、ENDEVCO公司、Motolola公司、Honewell公司等等。美國所以能在軍事科學技術、航空航天技術等領域處于世界領先地位，與其重視開發(fā)各種新型傳感器技術是分不開的。

2、西歐

英國是由國家技術小組（BTG）負責開發(fā)微電子技術（其中包括傳感器技術）并投資數千萬英鎊給予扶持。其著名廠家有Bell&Howell公司、Sangamo公司、Landpyrometers公司、Druck公司、Solartron公司等。其產品行銷全世界頗受歡迎。

整個西歐（包括英國、法國、丹麥、瑞士、荷蘭、挪威等國）大約也有1000多家從事傳感器研制與生產的公司。其中有不少是世界有名的公司，如西門子公司、荷蘭的飛利浦公司、丹麥的B&K公司等。他們都有先進的傳感器產品行銷世界各地。

有資料表面，歐洲壓力傳感器和變送器市場在2005年達到14.8億美元。預計到2012年將達到20.7億美元。EMMS壓力傳感器和變送器在2005年所占的市場份達到42.1%。但每一種傳感器的存在與發(fā)展，都依賴于自身優(yōu)勢，同時也不可避免地存在某些不足，因此由于應用領域不同，面向的用戶不同，傳感器各個種類間無法相互替代，薄膜傳感器也不例外。沒有準確數值顯示濺射薄膜壓力傳感器在國際市場上的份額，但在有些行業(yè)，特別是環(huán)境惡劣和工況較為復雜的測壓場合，濺射薄膜壓力傳感器還在但當不可或缺的重要角色。除去軍用領域之外，汽車行業(yè)就是其中的典型。作為車用高壓傳感器最著名的供應商——德國的Bosch公司、Denso公司、WIKA公司均將金屬薄膜應變式壓力傳感器作為其高壓產品的主流。略……

第五節(jié) 中國離子束濺射薄膜壓力傳感器產業(yè)發(fā)展環(huán)境（PEST）

一、經濟環(huán)境分析

2005-2010年我國GDP增長變化情況

                                                                                                                                 單位：億元，%

二、政策、法規(guī)、標準

1、政策

在中國經濟率先復蘇的背景下，宏觀調控政策備受各界關注。中央經濟工作會議明確提出，2010年要保持宏觀經濟政策的連續(xù)性和穩(wěn)定性，繼續(xù)實施積極的財政政策和適度寬松的貨幣政策，同時根據新形勢新情況著力提高政策的針對性和靈活性。盡管措辭基調未變，但政策的內涵和實施的重點或將發(fā)生微妙變化，“針對性和靈活性”將可能成為未來政策調控的關鍵詞。

一個寬松的政策環(huán)境對薄膜壓力傳感器的創(chuàng)新和市場拓展都有一定的積極促進作用。另外，“積極的財政政策”對我國薄膜壓力傳感器行業(yè)的出口貿易也有益處。

2、部分相關標準

壓力傳感器相關標準列表

三、社會環(huán)境

社會環(huán)境是指組織所在社會中成員的民族特征、文化傳統(tǒng)、價值觀念、宗教信仰、教育水平以及風俗習慣等因素。構成社會環(huán)境的要素包括人口規(guī)模、年齡結構、種族結構、收入分布、消費結構和水平、人口流動性等。其中人口規(guī)模直接影響著一個國家或地區(qū)市場的容量，年齡結構則決定消費品的種類及推廣方式。

目前，我國比較突出的社會問題有就業(yè)形勢和過大的收入差距上。

從就業(yè)方面來看，我國經濟增長對就業(yè)的拉動作用逐年減弱。GDP增長的就業(yè)彈性從1980年～1989年期間的0.323降低到2004年0.1左右。我國目前的經濟增長是“非就業(yè)的經濟增長”。而由于勞動適齡人口的大量增加（20世紀70年代、80年代生育高峰時期出生的人，目前正好進入就業(yè)年齡），以及城市化帶來的大量農業(yè)居民轉化為城市居民和國有、集體企業(yè)大量富余人員下崗。

另外，受到金融危機的影響，就業(yè)形勢更加嚴峻。2009年中國的就業(yè)形勢將比往年要嚴峻得多。隨著全球金融危機的愈演愈烈，不少企業(yè)的招聘計劃被凍結或縮水，對原本就面臨巨大就業(yè)壓力的大學生無疑是雪上加霜。

從我國的實踐來看，隨著我國工業(yè)化水平的逐步提高，從上個世紀90年代以來，我國的收入差距（包括城鄉(xiāng)收入差距、地區(qū)收入差距和個人收入差距）呈現出不斷擴大的趨勢。2009年我國城鄉(xiāng)居民收入比已經達到3.33∶1，再考慮城市居民還享有公費醫(yī)療、失業(yè)保險、住房補貼、養(yǎng)老金等社會保障方面的非貨幣收入因素，中國的城鄉(xiāng)收入差距可能高達5倍～6倍，是世界最高的。雖然國家從20世紀90年代末開始采取或強化了一些措施（如減輕農民負擔、逐步取消農業(yè)稅、實施西部大開發(fā)戰(zhàn)略、加強收入調節(jié)等）抑制收入差距擴大，但成效并不顯著，收入差距已經成為影響我國經濟發(fā)展的重要因素。

據分析，在目前我國經濟發(fā)展階段和經濟條件下，如果不采取有效措施，“十二五”期間我國的城鄉(xiāng)收入差距和地區(qū)收入差距繼續(xù)擴大的趨勢將難以避免，這將對我國的經濟發(fā)展和社會穩(wěn)定產生非常不利的影響。

四、技術環(huán)境

我國良好的政策環(huán)境和相對平穩(wěn)的宏觀經濟形勢為薄膜壓力傳感器技術創(chuàng)新和推廣應用提供了優(yōu)越的市場機會和發(fā)展空間。壓力傳感器技術已經發(fā)展到比較高的水平，并且更新換代的速度很快。雖然我國薄膜壓力傳感器生產技術水平與發(fā)達國家還有加大的差距，但隨著我國經濟的發(fā)展和社會的進步，以及電子工業(yè)的快速發(fā)展，國內眾多企業(yè)實現工藝技術升級的需求進一步增強，我國的離子束濺射薄膜壓力傳感器將在技術、材料、工藝上都有改進和提高的空間。

第六節(jié) 離子束濺射薄膜壓力傳感器生產工藝分析

濺射薄膜壓力敏感元件一般有兩種形式，一種是直接在絕緣基底(如藍寶石基底)上，先制作金屬薄膜，再用光化學等方法生成應變圖形和電極，從而制做成薄膜壓力敏感元件；另一種是在金屬彈性體上先制作一層絕緣介質層，再在其上制作金屬薄膜，然后通過光刻、刻蝕的一系列的工藝形成應變圖形和電極，一般制作好的敏感元件表面還需覆蓋一層保護層。

濺射薄膜壓力傳感器的主要制作工藝包括膜片的研磨拋光、清洗、成膜、制作光化學圖形和表面保護等。

1、膜片的研磨拋光

金屬膜片的表面研磨和拋光是制造濺射薄膜敏感元件關鍵工藝，膜片表面研磨、拋光質量的好壞將直接影響到后續(xù)工序質量，因此膜片經研磨、拋光后其表面質量必須達到以下要求：表面粗糙度Ra≤0.1μm；平面度≤1.2pm，且表面不能有劃痕、桔皮等缺陷。

研磨一般需有粗磨、細磨，細磨后的表面不能有劃痕。拋光工藝采用瀝青膠版拋光工藝，瀝青膠版拋光法拋光后的膜片表面效果較好，用瀝青膠版拋光制作的敏感元件的溫度性能、絕緣強度、產品成品率較好。

2、膜片的清洗工藝

膜片在成膜前要經過化學試劑超聲波清洗和離子轟擊清洗兩道工藝。化學試劑超聲波清洗可以去除膜片表面的油脂、微塵等污染物，離子轟擊可以去除膜片表面吸附的水汽、空氣的微觀污染。潔凈的膜片表面可以獲得到良好的薄膜結合力，膜片表面清洗不干凈會導致膜層的結合力下降，嚴重時還會導致膜層脫落。

3、薄膜沉積

制備薄膜的方法很多，在薄膜壓力敏感元件制作過程采用的方法大致有真空蒸發(fā)成膜和濺射成膜兩種，而濺射成膜又可分直流濺射、射頻(RF)濺射、離子束濺射(IBS)等幾種。真空蒸發(fā)成膜結合力差，且工藝重復性不好，所以現在在薄膜壓力敏感元件的制作工藝中已經很少有人采用。直流濺射成膜也因為不能沉積介質膜而不被采用。目前，在制造工藝廣泛使用的方法基本上是射頻濺射成膜和離子束濺射成膜兩種。

4、制作電極圖形

電引線圖形的材料使用一般使用高純Au制作電極圖形，一般是先用光刻的方法在金層上形成掩模，然后用水基12、KI腐蝕液化學腐蝕出圖形。該腐蝕液在濃度、腐蝕溫度和攪拌速度合理時，對膜片材料、電阻材料基本上不腐蝕，可以很好地控制腐蝕終點。

5、制作應變電路圖形

制作應變電路圖形一般是先用光刻的方法在膜層上形成掩模，然后進行化學腐蝕或干法刻蝕的方法進行圖形加工?；瘜W腐蝕一般得到的圖形線條邊緣不整齊，而且有側向腐蝕現象。干法刻蝕圖形線條邊緣比較整齊，而且無側向腐蝕，所以一般都采用離子束干法刻蝕工藝。

6、敏感元件表面保護

在制作好應變圖形的敏感元件表面，沉積一層介質膜層，可以提高敏感元件的抗?jié)裥阅?，防止應變電阻層在長期使用過程被氧化和污染，有利于保證敏感元件的長期穩(wěn)定性和可靠性。保護層和絕緣介質層一般采用同種材料，目前大部分薄膜壓力敏感元件生產廠家使用的材料為Si02。略……

第七節(jié) 離子束濺射薄膜壓力傳感器產業(yè)發(fā)展特征

一、周期性特征

目前市場上常見的壓力傳感器有擴散硅式、差壓電容式、陶瓷壓阻式、金屬應變片粘貼式等多個品種。濺射薄膜式壓力傳感器是近幾年來剛剛邁入市場的后起之秀，離子束濺射薄膜壓力傳感器產業(yè)處于成長期。

二、區(qū)域性分布

敏感元件與傳感器的研制、生產集中在東部沿海地區(qū)，產量較大的企業(yè)包括歐姆龍（上海）有限公司、愛科電子（珠海保稅區(qū)）有限公司、杭州大和熱磁電子有限公司、精量電子（深圳）有限公司等，而其它95%以上屬小型企業(yè)，綜合實力較強的骨干企業(yè)較少。目前能批量生產的產品涉及光敏、電壓敏、熱敏、力敏、氣敏、磁敏和濕敏7大類，約3,000多個品種，年銷售量較高的企業(yè)集中在北京、上海、江蘇、陜西、廣東、浙江等省市。

三、產業(yè)鏈研究

第八節(jié) 未來五年離子束濺射薄膜壓力傳感器產業(yè)規(guī)劃建議

一、離子束濺射薄膜壓力傳感器產業(yè)整體規(guī)劃

傳感器產業(yè)屬于電子和電工機械專用設備制造中的電子工業(yè)專用設備制造。根據黨的十七大提出的“振興裝備制造業(yè)”和《國務院關于加快振興裝備制造業(yè)的若干意見》（國發(fā)[2006]8號）精神，以及《信息產業(yè)“十一五”規(guī)劃》的總體部署，結合國內電子專用設備和儀器產業(yè)已有的基礎和面臨的良好發(fā)展環(huán)境，為進一步促進設備儀器產業(yè)的發(fā)展，信息產業(yè)部在深入調研、廣泛論證的基礎上，第一次專門編制了《電子專用設備和儀器“十一五”專項規(guī)劃》，以此作為“十一五”我國電子專用設備和儀器產業(yè)發(fā)展的指導性文件，為進一步加強和規(guī)范行業(yè)管理、指導重大工程建設實施提供依據。

二、離子束濺射薄膜壓力傳感器產業(yè)規(guī)劃建議

經過改革開放近三十年的發(fā)展，特別是“十一五”以來的快速發(fā)展，我國已成為全球最重要的電子信息產品生產基地，產業(yè)規(guī)模位居世界前列，龐大的加工制造能力無疑為我們加快電子專用設備和儀器產業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造了有利的市場環(huán)境。同時，經過多年發(fā)展，我國數字控制、精密加工、微電子、通信、新型元器件、新材料、測試測量等相關產業(yè)和技術取得長足進步。因此，未來五年，我國將依托國內市場和已有產業(yè)基礎，通過自主創(chuàng)新，引進、消化吸收再創(chuàng)新等多種方式進一步發(fā)展電子專用設備和儀器產業(yè)，完全有可能取得突破。

我國政府應營造良好的政策環(huán)境，加大資金扶持力度、積極引進外商投資和加大國際合作等方面提出政策建議。

通過加大國家資金投入、稅收激勵、金融支持、政府采購優(yōu)先、鼓勵引進消化吸收再創(chuàng)新等手段，進一步營造良好的政策環(huán)境，促進產業(yè)發(fā)展。同時，可以運用調整關稅政策等措施，為國際優(yōu)勢企業(yè)來我國投資創(chuàng)造有利環(huán)境，不斷加大國際合作，逐步提升產業(yè)技術水平和競爭能力。

國家應加大對關鍵基礎性技術和原材料研究的支持力度。在引進國外先進技術的基礎上，實現消化吸收再創(chuàng)新；在推廣現有成果的基礎上，組織關鍵領域的集成創(chuàng)新，創(chuàng)建一批具有自主知識產權的知名品牌。確立企業(yè)技術創(chuàng)新的主體地位，鼓勵企業(yè)與科研院所、大專院校聯合進行研究開發(fā)，加快科技成果的產業(yè)化進程。鼓勵產品、工藝開發(fā)企業(yè)和設備儀器企業(yè)聯合開展研發(fā)工作，進一步推動產用結合。略……

第九節(jié) 離子束濺射薄膜壓力傳感器產業(yè)投資機會分析

隨著我國經濟持續(xù)增長，政府在刺激內需方面采取的出色舉措，相繼出臺了“4萬億投資計劃”、“十大經濟刺激計劃”等多項刺激手段，由此產生了較多的投資機會。

最近，國家相關職能部門在不同場合紛紛表示將加大對新興產業(yè)的政策和資金支持。其中一大投資熱點集中在集成電路、專用電子設備和材料方面。

我國薄膜壓力傳感器廣泛應用于工業(yè)電子設備、汽車、通信、消費電子等行業(yè)。我國電子設備產業(yè)以及汽車等產業(yè)的快速發(fā)展，為離子束濺射薄膜壓力傳感器產業(yè)提供了一個廣闊的發(fā)展空間。

第十節(jié) 離子束濺射薄膜壓力傳感器產業(yè)投資前景分析

一、離子束濺射薄膜壓力傳感器產業(yè)投資發(fā)展前景

濺射壓力傳感器在壓力測控領域中，已成為中、高壓力測量的主力軍。濺射薄膜壓力傳感器應用于石油井下高壓、高溫測量，柴油發(fā)動機共軌壓力測量以及水利、電力、機械制造、冶金能源等領域。

隨著中國制造業(yè)的發(fā)展和自動化市場的進一步增長，作為工業(yè)自動化系統(tǒng)中的“感覺器官”，傳感器開始在更多的新興領域得到應用，其作用和地位也越來越重要，而各行各業(yè)對傳感器的需求越來越大，離子束濺射薄膜壓力傳感器產業(yè)具有較好的投資前景。

二、中國離子束濺射薄膜壓力傳感器市場蘊藏的商機

中國大陸傳感器需求規(guī)模快速增長的主要動力來自于工業(yè)電子設備和汽車電子、通信電子、消費電子和專用電子設備等。工業(yè)電子設備和汽車電子是電子信息產業(yè)中增長最快的行業(yè)，也是傳感器應用最多的領域，如測量各種工藝變量、電子特性和物理量，以及傳統(tǒng)的運動/定位等。

中國大陸工業(yè)現代化的進程和電子信息產業(yè)以20%以上的速度連續(xù)高速增長，帶動了傳感器市場的快速上升。

薄膜壓力傳感器是汽車用高壓傳感器的主流，隨著世界汽車工業(yè)的發(fā)展和汽車電控技術進步，對高質量薄膜壓力傳感器的需求將會大幅度提升。中國汽車電子產業(yè)起步較晚，中國汽車電子的高速發(fā)展也正在引起了全球汽車電子產業(yè)的關注。隨著中國與世界的接軌，中國整車廠汽車電子的要求也日趨國際化，安全，舒適，節(jié)能等要求也會日趨提高，這為離子束濺射薄膜壓力傳感器產業(yè)提供了一個廣闊的發(fā)展空間。

中國還是程控交換機、移動通信基站、手機、傳真機等電子產品制造大國，通信產業(yè)也是傳感器的重要應用領域。2009年，我國手機產量6.19億部，占全球出貨量的50%。2010年1-2月我國手機產量增長29.7%，手機產量的大幅增長及手機功能的不斷增加給傳感器市場帶來新的機遇。

此外中國是全球白家電（包括家用空調、電冰箱和洗衣機）生產和出口大國，大大提升了傳感器產品的需求量。近幾年，傳感器在醫(yī)療、環(huán)保、氣象等專用電子設備中的應用也快速增長，所用傳感器占市場份額的15%左右。上述行業(yè)對傳感器的大量需求，為中國大陸傳感器產業(yè)提供了很好的發(fā)展機遇。略……

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