一、项目简介
工业 4.0 物联时代，传感器肩负重任，工业互联网将依靠智能的机器加上先
进的分析工具，实现通信、计算、控制的三位一体。这其中，传感器是数据采集
的入口，是物联网的神经末梢。半导体气体传感器当前已在环境污染监测、爆炸
物检测、国家安防等领域得到了初步应用。这类传感器一般需要在高温工作，能
耗高，长时间探测易使设备老化，可靠性差，难以便携。发展柔性低功耗传感器
技术，有望在上述领域推动传感器工作模式的革新发展，并拓展其在可穿戴器件、
人体健康监测、动力电池安全监控分析等新型领域的应用。本项目一方面利用自
研的具备国际领先水平的高性能气体传感材料，推广其在国内外高校、科研院所
与企业的应用；一方面，借助微电子打印与 3D 打印技术，研发出新型的柔性传
感器芯片，推出高通量传感器制备技术与联网数据采集方法，将之用于锂离子动
力电池安全联网监控、人类高危疾病的快速筛查监测等国内研制初级领域，率先
建立相关行业标准与占据市场高地。通过本项目的实施，有望在柔性电子传感器
芯片领域及其在新能源汽车、大健康等应用场景提供成熟服务方案。

二、产品性能优势
1.低温电解液性能优势：
气体传感器生产企业主要集中在日本，欧洲和美国。气体传感器相关企业有
英国城市技术公司（Honeywell）、日本 Figaro、英国 Alphasense、Dynament 等。
国内方面，主要的气体传感器企业有汉威科技（股票代码： 300007）、天津费
加罗（中日合资）等。但是相关新型领域：柔性穿戴、电池安全监测、人体健康
检测芯片方面，国内企业较少涉及。相比于传统国内外传感器企业，本项目着眼于柔性穿戴、电池安全、人体大
健康等技术领域，背靠这些万亿级市场，研发新型的高效传感材料与器件制造技术。本项目的关键技术点在于：（1）高性能可宏量制备的纳米材料结构，相比
于大多实验室少量合成，本技术提出的纳米材料合成技术具备 Kg 级水平，结合
刷涂或者印刷技术，可制备出千万级纳米传感器；（2）传感器芯片批量制备技
术，申请人前期掌握了 MEMS 基传感芯片的 4-6 寸晶圆级制备技术，单个晶圆
上芯片可达 1000 个以上。后续本项目将继续突破材料于器件一体化技术，即发
展晶圆级传感器芯片-材料一体化复合器件制造技术，拟通过柔性电子打印机、
微电子印刷技术，实现高通量传感器制造技术关口。基于上述研究，本项目将突
破国外企业在柔性穿戴、电池安全监测、人体健康检测芯片的技术限制，研制出
低成本、可批量、高性能的穿戴、电池安全预警等传感器，建立人类疾病呼出气
体传感快速筛查、气体传感预警电池热失控的行业标准。
三、市场前景及应用
气体传感器广泛应用于工业、生活的各个领域，如石油、化工、钢铁、冶金、
矿山、环保、市政、医疗、食品等诸多领域。近年来，随着互联网与物联网的高
速发展，气体传感器在新兴的智能家居、可穿戴设备、智能移动终端等领域的应
用突飞猛进，大幅扩展了应用空间，需求量也发生数量级的改变。环保需求日益
迫切，加之传感器技术本身的不断发展，正推动环境监测有望成为物联网（IoT）
垂直领域中率先落地的亮点应用之一。新思界行业研究发布的《2018 年全球及
中国气体传感器产业深度研究报告》显示， 2022 年气体传感器市场将达到 67
亿人民币的市场容量，未来 5 年间的年复合增长率为 7.3%，其中环境监测更是
在所有应用领域中位列第三。气体传感器很可能是下一个集成在智能手机或可穿
戴设备的最佳选择。消费应用正在推动新的气体传感器发展，以减少成本、功耗
和尺寸，尤其是采用 MEMS 技术的解决方案。气体传感器在消费应用的市场规
模应该会从 2015 年的 1200 万美元增加 2021 年的 9500 万美元。如果大规模在
新型技术上使用，那么还将会有 6000 万美元的增长。2015 年至 2020 年，其复
合增长率超 33%。这一段时间气体传感器增长率有望成为历史上最高。尤其是，
随着我国万亿级纯电动车市场发展及其汽车保有量日益增多，关于纯电动汽车发
生起火事故的新闻也开始频频“刷屏”，让电动汽车安全问题成为了全社会关注的
焦点，也触动着消费者心底里对安全的焦虑。一时间，电动车可不可靠、电池技术成不成熟等问题，再次引发了广泛的讨论。目前锂电池产业逐渐形成增加一道
防火墙的安全意识，采用气体传感器来监测锂电池起火，锂电池起火前通常会产
生大量甲烷，丙烷， CO，氢气等多种气体，因此开发新型动力电池安全监控气
体传感器及建立国家行业标准十分迫切。