人机界面发展前景可期

   2021-03-30 工业品商城136
核心提示:受疫情影响,预计2020年一次能源需求总量下降约5%,其中可再生能源增长约5%。亚太增长2.1%,北美下降1.2%,欧洲下降1.1%,占的比重分别为43%、19%、20%。亚太对一次能源消费增长的贡献率达到124%。 人机界面,是人与机器进行交互的终端设备。近年来,手机、平板、电视、电脑等科技产品的大肆普及,让人机界面越来越频繁的
       受疫情影响,预计2020年一次能源需求总量下降约5%,其中可再生能源增长约5%。亚太增长2.1%,北美下降1.2%,欧洲下降1.1%,占的比重分别为43%、19%、20%。亚太对一次能源消费增长的贡献率达到124%。
      人机界面,是人与机器进行交互的终端设备。近年来,手机、平板、电视、电脑等科技产品的大肆普及,让人机界面越来越频繁的出现在我们日常生活之中。而作为工业自动化控制系统不可或缺的功能单元,随着传统行业智能化转型需求的加剧,人机界面发展也不断加快。
  据相关数据统计,目前我国人机界面市场规模已经达到35亿元,从2015年至2018年,市场年均复合增长在7%以上,发展动力和潜力十分强劲。在此趋势下,有关专家预测,未来三年我国人机界面发展还将继续保持6%左右复合增长,2022年市场规模将突破40亿元。
  专家们认为,传统行业智能化、数字化、信息化的转型升级,是推动人机界面市场增长的主要动力。人机界面具有转换信息形式、提供系统控制、促进人机交流的显著作用,作为自动化领域信息交互的主力军,其不仅能提升生产的效率和质量,同时也能增强用户的体验。
  不过,虽然人机界面需求和前景很可观,但从发展来看,我国行业市场仍存在一定问题。欧美等国家早在上世纪80年代就开始研发人机界面,我国2000年以后才开始起步,因此在产品技术、性能、稳定性等方面存在差距,市场也被欧美、日本等地区的企业所垄断。
  侧向光生伏特效应的工作机理是,半导体光照部分吸收人射光子的能量产生电子空穴对,使该部分载流子浓度高于未被光照部分,因而出现了浓度梯度,形成载流子的扩散。由于电子迁移率比空穴的大,因此电子首先向未被光照部分扩散,致使被光照部分带正电,未被光照部分带负电,两部分之间产生光电动势。  
  换句话说,由于技术、产品和品牌影响力等方面的差异,我国虽然拥有大的人机界面需求市场,但却始终不是大的人机界面销售市场。这意味着,我国人机界面发展仍处于低端,国内业务发展结构和产业链偏移明显,这不利于未来国内市场的长远化发展。
  好消息是,当前国内产业政策的大力支持,人力成本增加所带来的需求释放,以及智能转型趋势下产品应用的不断拓展,为我国人机界面发展带来了利好机遇。在此机遇下,我国企业聚焦产品和技术方面,加速自主研发和创新发展,正不断缩小与国外企业的有关差距。
  2019年,煤炭消费增速由正转负;石油增速较上年放缓;天然气增速回落至2010-2017年平均水平;可再生能源增速达3.7%,贡献一次能源消费增长的一半以上,其中风能、太阳能实现两位数增长。
       当半导体光电器件的光灵敏面受光照不均匀时,由载流子浓度梯度而产生的光电效应称为侧向光生伏特效应。基于该效应工作的光电器件有半导体位置敏感器件(简称PSD),或称反转光敏二极管。 
  2019年,能源相关碳排放达到333亿吨,增长0.05%。受疫情影响,预计2020年下降约7%。北美下降3.4%,欧盟下降2.2%,亚太增长1.5%,三者占的比重分别为17.2%、9.0%、49.1%。部分发达国家人均碳排放显著高于发展中国家,但碳排放强度明显低于发展中国家。
  基于此效应的光电器件有光电池、太阳电池、光敏二极管和光敏三极管等。通过设计和制造工艺,使光电池工作在无外接电源下,则以光伏效应工作。光敏管工作在反向偏压下,则同时存在光导效应和光伏效应。它们输出的光电流与光照强度均具有线性关系。
  可持续发展和经济绿色复苏正在成为社会的普遍共识,主要举措有发展新能源、绿氢产业及绿色建筑等。多国公布碳中和目标有力重振应对气候变化的信心。截至2020年11月底,超过30个国家和地区明确了碳中和时间表,合计碳排放量约占的一半。碳市场将更加成熟,覆盖范围和参与主体持续扩大。
   由于光生电子、空穴在扩散过程中会分别与半导体空穴、电子复合,因此载流子的寿命与扩散长度有关。只有使PN结距表面的厚度小于扩散长度,才能形成光电流产生光生伏特。在工程上,利用改变PN结距表面厚度的大小的方法,可以调整基于PN结光生伏特效应的光电器件的频率响应特性、光电流和光生电势大小。 
  2050年,发电总装机约251亿干瓦,较2019年增长约2.3倍。煤电2030年前后达峰,峰值约22亿干瓦,2050年降至约15亿干瓦;2050年气电、水电、核电分别约23亿、20亿、5亿千瓦。
  PN结光生电流与人射光照度成正比,光生伏特与照度对数成正比。
  可再生能源发电装机占比在2025年前后约50%,2050年占比超过80%,规模达到200亿干瓦;发电量占比在2035年超过50%,2050年超过80%。
    光照射到距表面很近的半导体PN结时,结及附近的半导体吸收光能。若光子能量大于禁带宽度,则价带电子跃迁到导带,成为自由电子,而价带则相应成为自由空穴。这些电子空穴对在PN结内部电场的作用下,电子移向N区外侧,空穴移向P区外侧,结果P区带正电,N区带负电,形成光电动势。 
  以上数据来源于前瞻产业研究院《中国绿色能源(清洁能源)产业市场前瞻报告》,同时前瞻产业研究院提供产业大数据、产业规划、产业申报、产业园区规划、产业招商引资等解决方案。
 
 
 
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