2.1千电子伏伽马射线传感器：太空探测新突破

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[瞻观前沿]
近日，美国劳伦斯·利弗莫尔国家实验室(LLNL)的科学家成功研制出了在太空飞行中分辨率最高的伽马射线传感器——高纯度锗(HPGe)伽马射线传感器。这一创新性技术将极大地提升科学家对小行星等天体的研究和探测能力。该传感器是LLNL与约翰斯·霍普金斯大学科学家合作研发的大型伽马射线光谱仪(GRS)的重要组成部分。去年10月13日，GRS已随美国太空探索技术公司“猎鹰”重型火箭携带的“普赛克”探测器进入太空。作为人类首个拜访太阳系最大金属小行星“普赛克”的“使者”，该探测器肩负着重要的科学使命。
发射后的测试结果显示，HPGe伽马射线传感器的分辨率高达2.1千电子伏，远超该实验室2004年为水星任务“信使”号探测器所研制的伽马射线传感器，后者的分辨率为5千电子伏。研究人员表示，在实验室实现高分辨率固然令人欣慰，但真正令人惊叹的是在发射和严苛的太空飞行条件下保持这种分辨率。更高分辨率的伽马射线传感器可帮助“普赛克”探测器更好地识别同名小行星表面的化学元素。
从传感器产业链上下游来看，上游主要包括各类传感器制造所需原材料的供应，常规材料包括半导体材料、陶瓷材料、金属材料以及有机化工材料等；产业链中游主要是各类传感器的制造和封装等，从传感器种类来看，具体包括压力传感器、图像传感器、光传感器以及温度和湿度传感器的生产制造；在下游应用市场，传感器广泛的应用于通讯电子、消费电子、工业、汽车电子、智慧农业、环境监测、安全保卫、医疗诊断、交通运输、智能家居、机器人技术等众多领域。
美国科学家成功研制出了在太空飞行中分辨率最高的伽马射线传感器——高纯度锗(HPGe)伽马射线传感器，将极大提升对小行星等天体的研究和探测能力。因此，从传感器产业链上看，该技术处于产业链的下游应用环节。
传感器产业的发展大体可分三个阶段：第一阶段是1990年以前，传感器企业较为少见，发展缓慢；第二阶段是1990-2000年，在国家的支持下，国内传感器行业格局开始发生改变，建立了诸如安徽基地、陕西基地、黑龙江基地等敏感元件与传感器生产基地；第三阶段是2000年以后，我国开发新一代高、精、尖传感器已具备条件，从“十五”开始，国家对传感器的支持力度越来越高，逐步缩短与世界先进传感器技术国家间的差距。
作为一种无线感应与检测装置，传感器行业主要应用领域包括消费电子、工业电子、汽车电子、医疗、环境保护、航空航天等。
据《2020年赛迪顾问传感器十大园区白皮书》，2014-2019年，我国传感器市场规模呈不断增长趋势，2014年行业市场规模为982.8亿元，2019年增长至2188.8亿元。2020年，我国传感器市场规模提高至2494亿元，同比增长约13.9%。结合我国传感器市场规模占全球市场比例情况，以及2021年我国传感器市场因疫情控制情况较好而增速回升等相关因素测算得到，2021年我国传感器市场规模约为2968.0亿元。
经过二十余年的发展我国智能传感器产业已进入稳健成长期，成为了一个超过千亿人民币市场规模的巨大产业，根据SDI发布的《2022年中国智能传感器十大园区报告》，中国智能传感器市场规模从2019年的783.9亿元上升至2021年的1020.4亿元，前瞻初步核算，2023年中国智能传感器市场规模将达1382.5亿元，2017年以来年复合增速达16.88%。
当前全球智能传感器行业处于领导者地位的企业主要还是发达国家的头部企业如博世、霍尼韦尔和泰科电子等，而中国头部的智能传感器企业则主要还处于追随者的地位。
在市场驱动下，物联网、汽车、医疗等领域需求大幅增长，我国智能传感器产业预计将进入新一轮加速期，我国智能传感器行业将持续高速发展。