日前，汉威科技在投资者互动平台表示，控股子公司苏州能斯达目前已经与小米科技达成战略合作。该公司指出，柔性传感器尚处于发展初期阶段，但未来前景可期。

根据市场机构的统计数据，柔性传感器确实潜力很大，预计在2021年-2028年期间，全球柔性传感器市场将以6.8%的年复合增长率快速发展，到2028年达到 84.7亿美元的市场规模。

柔性传感器的市场应用前景十分广阔

柔性传感器结构形式灵活多样，可根据测量条件的要求任意布置，能够非常方便地对特殊环境与特殊信号进行精确快捷测量，解决了传感器的小型化、集成化、智能化发展问题。

目前，在医疗检测治疗、运动健身、通信娱乐和航空航天领域，柔性传感器都展现出了强大的潜力。

有市场分析报告指出，在 2021年至2028年的预测期内，柔性传感器市场预计将以6.8%的速度增长，预计到2028年将达到 84.7亿美元。

其中，在医学监测治疗中，柔性可穿戴电子主要作用之一便是将检测监控电路印制在衣服或是其他柔性材料上，作为诊断或监测人体生命信号的工具，用于对病人进行身体健康数据采集、疾病监测和康复跟踪监控等。如在高分子聚合物基础上制备而成的电子皮肤，其有着与人类皮肤相似的感知功能。

柔性传感器的广阔前景不仅体现在民用市场，还体现在高端科研领域。

我国正在稳步推进登月项目、空间站项目和火星探测项目。在航空航天领域，宇航服作为宇航员在外太空利用最为密切的装备，其对于宇航员的生命安全以及深空探测任务的完成都具有十分重要的意义。目前，全世界范围内，有许多科研人员制作了纸基传感器，其不仅具有舒适性，且利用纸本身存在的天然微结构作为传感器的敏感单元，可以实现传感器的高灵敏度检测。

当然，柔性传感器因为其材料的特殊性，还存在许多技术瓶颈。例如，碳纳米管和石墨烯等用于柔性传感器的材料制备技术工艺水平还不成熟，也存在成本、适用范围、使用寿命等问题。常用柔性基底存在不耐高温的缺点，导致柔性基底与薄膜材料间应力大、粘附力弱。柔性传感器的组装、排列、集成和封装技术也还有待进一步提高。

未来即将大火的十大传感器

一、混合图像传感器

混合图像传感器是一个特别有前途的类别。它们由有机半导体或印刷在硅读出电路上的量子点的薄膜(几百纳米)组成。与现有的硅CMOS探测器相比，它们提供了三种不同的价值主张：可调谐的带隙，可在更长的波长下实现NIR和SWIR成像;电压依赖的灵敏度，使空间可变的中性密度滤波器成为可能;更快速的电荷收集，使之更易于实现全局而不是卷帘式快门。

关键的是，混合图像传感器可以使用重新调整用途的CMOS线制造，大大降低了资金要求，并促进更快速的采用。CMOS上的OPD技术即将在广播摄像机中推出，而CMOS上的QD技术已经在商业上可用，并且随着材料的热稳定性和光通量稳定性，将过渡到更高功率的室外应用。因此，该技术可以从室内微光检测转移到室外应用，例如用于自主车辆的SWIR成像。

这种颠覆性的混合方法满足了真正的市场需求，表明将可打印的功能材料与标准技术和制造方法相结合，可以在降低采用门槛的同时显著提高性能。

二、大面积图像传感器

基于印刷有机光电二极管(OPDs)的大面积图像传感器是一项创新技术，它完全改变了传统的CMOS图像检测技术，超越了其他大面积图像传感器技术的优势。这项技术有两个相关的价值主张：与大面积a-Si图像探测器不同，它灵活轻便，并且原则上可以使用连续制造方法以低成本快速打印。

但是，如今大面积图像传感器的制造商很少，这些制造商主要将生物识别技术作为一种相对高价值的应用，因此可以避免与CMOS竞争。在一个提议的应用中，屏幕下的大面积图像传感器使4个指纹能够同时成像，而现有技术要么成像单个手指，要么需要复杂的光学系统成像大面积。

虽然技术上令人印象深刻，但大面积图像传感似乎主要是由技术推动而不是制造商的需求驱动的。值得怀疑的是，这种功能是否比现有方法有足够的优势来克服采用的入门障碍，尤其是在指纹识别必须与现有方法竞争的情况下。

三、压阻传感器

印刷压阻力传感器是一种长期的应用，广泛应用于汽车传感器、乐器、工业设备和一些医疗设备中。虽然这些市场有些商品化，但该行业正在创新，以获得新的、差异化的、更高价值的应用。

一个例子是3D触摸面板，它可以测量作为功能位置的作用力，从而比现有的电容式触摸面板能够识别复杂的人机界面手势。供应商继续瞄准手机、电脑游戏和汽车内饰。其他创新包括检测接近度但需要用力驱动的混合电容/压阻传感器阵列、作为电动工具安全装置的压阻手柄，以及通过滚动进行加工制造。

区分压阻传感器的挑战在于，许多应用不需要复杂的功能，如3D触摸或接近感测。此外，收入流可以随着不同的产品周期而广泛波动，需要非常积极地开发应用程序管道。相对较低的技术复杂性也可能意味着进入壁垒和价值捕获较低。这说服了一些人在价值链中向更高的方向发展，提供了完全集成的解决方案。

四、压电传感器

压电传感器产生的电压是对外力的响应，而不是改变其电阻。与压阻传感器一样，它们也可用于力传感，但制造成本更高，集成也不那么简单。因此，制造商主要针对利用其独特功能的应用，特别是对高频振动的敏感性。

当前的印刷和柔性传感器中，涵盖了两种可印刷压电材料：聚合物和含无机物的复合材料。前者在商业上有了更大的发展，但两者仍在发展中。印刷压电传感器的商业困难在于，它们的性能介于两种简单的技术之间：价格合理的压阻式压力传感器和敏感的刚性陶瓷压电传感器。因此，压电传感应用相当小众，除非能量收集的技术准备水平显着提高以实现自供电传感器。

在这些材料具有独特性能的情况下，一个更好的价值主张是用于柔性高频驱动器(即用于医疗治疗的可穿戴超声发生器)。

五、电容式触摸的ITO替代品

长期以来，ITO(Indium Tin Oxides：氧化物半导体-氧化铟锡)替代品的开发一直受到ITO缺点的推动：灵活性有限，导电性有限，以及铟价格和供应链的影响。新兴的替代品包括银纳米线、碳纳米管和各种形式的金属网膜。这些替代品提供了较低的板材阻力，较高的灵活性，有时甚至是三维成型应用的可拉伸性。

有趣的是，更多的替代品被印刷，或解决方案处理。Ag纳米线和碳纳米管可以溶液涂覆，而精细特征线的混合或直接印刷的进展使得部分或完全印刷的金属网膜的线宽小于3um。

尽管近20年来一直试图将其解封，但ITO仍然是目前用于触摸屏的透明导电材料。这种流离失所的部分原因受到诸如稳定性或雾度之类的技术问题的阻碍，特别是，ITO供应商奉行的保护市场份额的主导战略，以及此前铟价下跌的支撑，推动了市场的艰难整合。

尽管如此，这些替代品终于在柔性或3D形状的物体、大面积多点触控电容式触摸屏上找到了市场，甚至在如今的低成本触摸屏上也找到了市场。IDTechEx的这份报告包括对不同技术选择的详细的技术和商业基准、应用路线图以及由Ag纳米线、碳纳米管、ITO膜和各种形式的混合或印刷金属网分割的市场预测。

六、电容式应变传感器

多年来，各种部分或完全印刷的可拉伸应变传感器已经开发和商业化。事实证明，基础技术演示相对容易，但并不是每个供应商都能以较低的成本成功过渡到大批量生产能力。

主要的挑战是，柔性应变传感器一般不会取代现有的产品，这意味着需要开发全新的市场。为了应对这一挑战并获取更多价值，许多供应商提供垂直集成的“解决方案”。

经过多年的发展，在工业位移传感、可穿戴电子设备和连续病人监测方面的机会正在出现。

七、温度传感器

印刷也可以用来制造温度传感器，使用硅纳米颗粒或碳纳米管的复合油墨。鉴于温度测量需要基于共形衬底的良好热接触传感器，这似乎提供了一个明确的价值主张。

他们面临的主要挑战是成本低、重量轻，并且普遍采用非常成熟的解决方案，如热敏电阻和电阻式温度探测器。它们可以与柔性热导体一起部署，从而在一定程度上抵消了印刷温度传感器的价值主张。因此，它们最适合需要使用共形阵列的空间分辨率的应用，例如监测皮肤投诉。监测电动汽车电池的温度是另一种可能的应用，但这种应用尚未被广泛采用，可以通过多个热敏电阻来实现。

八、气体和湿度传感器

气体和湿度传感器也可以打印，虽然目前大多数是由陶瓷而不是有机材料制成。其中一些陶瓷被印刷成具有极高固化温度的“厚膜”，使它们与柔性基底不兼容。新兴的方法是基于功能化碳纳米管和其他有机半导体。多个性质稍有不同的传感器可以组合成一个“电子鼻”，它们的复合输出对每个分析物显示不同的“指纹”。

气体传感器已经在许多工业环境中使用，并且随着人们对空气污染的担忧增加，它可能会越来越多地被采用。与某些行业不同，敏感度和分析物差异化的空间很大，导致市场分散。另一个有前途的长期应用，其中印刷气体传感器提供独特的能力，是直接印刷到食品包装上，以测量食品降解。然而，这可能需要开发柔性混合电子，通过持续制造，以及开发诸如柔性集成电路等使能技术，使这种能力具有成本效益。

九、生物传感器

按收入和产量计算，最大的印刷传感器类别是印刷生物传感器，主要由葡萄糖测试条构成，年需求量达数十亿。然而，由于采用方便的连续血糖监测，使用量正在逐渐下降，这一趋势将继续增长。与此同时，由于监管者试图控制测试价格，削弱了利润率，出现了巨大的价格压力和商品化。尽管如此，这仍然是印刷和灵活传感器领域最大的业务量和收入。重要的是，印刷生物传感器不局限于葡萄糖传感，一系列其他传感器正在出现。

十、可穿戴电极

如今，大多数中间电极都是由一个金属扣件和一个电解凝胶组成，但这些扣件只能在短时间内使用。为了持续监测，印刷电极正逐渐被应用到皮肤贴片中，因为它们使用时间更长，可以与导电互连(也可以印刷)一起集成到产品中，并且具有灵活性。可穿戴电极也非常适合健身环境，并已集成到电子纺织品中，以舒适的方式监测心率。随着用于连续监测的软件的发展，印刷可穿戴电极的医疗和健身应用可能会增加，从而产生更大的需求，尽管电子纺织品的耐用性仍然是消费者关注的问题。

标签：