揭秘當(dāng)前國(guó)內(nèi)工業(yè)傳感器面臨的矛盾與問(wèn)題

工業(yè)的發(fā)展離不開(kāi)眾多感知技術(shù)的加持，其中最為關(guān)鍵的技術(shù)之一便是傳感器?？梢哉f(shuō)，工業(yè)傳感器讓自動(dòng)化智能設(shè)備有了感知能力。

工業(yè)傳感器是國(guó)家工業(yè)基礎(chǔ)實(shí)力的體現(xiàn)

工業(yè)傳感器是用于各種工業(yè)場(chǎng)景如能源、石油、化工、冶金、電力、機(jī)械制造、汽車等工業(yè)制造過(guò)程中的各類傳感器，泛指在工業(yè)制造過(guò)程能將感受的力、熱、光、磁、聲、濕、電、環(huán)境等被測(cè)量轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出的器件與裝置。是一類涉及多學(xué)科基礎(chǔ)技術(shù)融合的工業(yè)產(chǎn)品。具有技術(shù)密集、多品種、小批量、使用靈活及應(yīng)用分布廣泛的典型特征。

德國(guó)傳感和測(cè)量技術(shù)協(xié)會(huì)（AMA）在《傳感器技術(shù)2022——讓創(chuàng)新互聯(lián)》報(bào)告直接指出，傳感器技術(shù)是很多機(jī)器、設(shè)備和車輛競(jìng)爭(zhēng)力的核心技術(shù)，是提升其價(jià)值增值的手段。

與當(dāng)前快速發(fā)展的互聯(lián)網(wǎng)一樣，傳感器的發(fā)展為其帶來(lái)機(jī)遇與挑戰(zhàn)。

未來(lái)傳感器的先進(jìn)程度決定了機(jī)械制造、汽車、過(guò)程控制和制造領(lǐng)域的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。美國(guó)則在上世紀(jì)80年代就成立了國(guó)際技術(shù)小組(BGT)，從國(guó)家層面協(xié)調(diào)政府資源、企業(yè)和相關(guān)部門在傳感器技術(shù)、功能材料等全方面開(kāi)展工作，服務(wù)于美國(guó)工業(yè)制造、智能制造和軍工領(lǐng)域。日本在上世紀(jì)末就已經(jīng)將傳感器技術(shù)列為本世紀(jì)十大技術(shù)之首，日本工商界直接認(rèn)為“支配了傳感器技術(shù)就能支配新時(shí)代”，并將傳感器技術(shù)的開(kāi)發(fā)利用列為本世紀(jì)國(guó)家重點(diǎn)發(fā)展六大核心技術(shù)之一。

我國(guó)工業(yè)傳感器經(jīng)過(guò)半個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展，在體系、規(guī)模、產(chǎn)品種類、基礎(chǔ)技術(shù)研究、產(chǎn)學(xué)研用一條龍建設(shè)等多方面取得了一定的進(jìn)步，基本滿足了改革開(kāi)放以來(lái)快速發(fā)展的國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)需要。但我國(guó)工業(yè)傳感器產(chǎn)業(yè)自身所存在的共性基礎(chǔ)研究不利，創(chuàng)新能力弱，核心技術(shù)少，核心元件成果走不出實(shí)驗(yàn)室，核心元器件國(guó)產(chǎn)化嚴(yán)重缺失的問(wèn)題并沒(méi)有得到根本解決。

正如習(xí)總書記在兩院院士大會(huì)上指出的那樣，我國(guó)基礎(chǔ)科學(xué)研究短板依然突出，企業(yè)對(duì)基礎(chǔ)研究重視不夠，重大原創(chuàng)成果缺乏，底層基礎(chǔ)技術(shù)、基礎(chǔ)工藝能力不足，基礎(chǔ)元器件、基礎(chǔ)材料等瓶頸仍然突出，關(guān)鍵技術(shù)受制于人的局面沒(méi)有根本性改變。

特別是當(dāng)前中美貿(mào)易摩擦加劇，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)百年夢(mèng)想處于關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，工業(yè)傳感器作為現(xiàn)代工業(yè)的基礎(chǔ)、工業(yè)革命（工業(yè)4.0）的基石，對(duì)我國(guó)整個(gè)工業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有四兩撥千斤的重要價(jià)值。工業(yè)傳感器不強(qiáng)的狀態(tài)已經(jīng)嚴(yán)重影響我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)和國(guó)防建設(shè)，甚至可能會(huì)以一劍封喉的形式全面扼殺我國(guó)改革開(kāi)放以來(lái)取得的全部成果。

當(dāng)前國(guó)內(nèi)工業(yè)傳感器面臨的矛盾與問(wèn)題

第一，產(chǎn)、學(xué)、研、用鏈條失靈，產(chǎn)業(yè)化問(wèn)題仍然未受重視。

我國(guó)傳感器企業(yè)95%以上屬小型企業(yè)，規(guī)模小、研發(fā)能力弱、自主研發(fā)動(dòng)力不足，無(wú)法負(fù)擔(dān)技術(shù)由實(shí)驗(yàn)室階段過(guò)渡到產(chǎn)業(yè)化這一過(guò)程中所需的經(jīng)費(fèi)及風(fēng)險(xiǎn)。而原本承擔(dān)基礎(chǔ)技術(shù)研究以及實(shí)驗(yàn)室成果轉(zhuǎn)化工作的國(guó)有科研轉(zhuǎn)制院所，在新形勢(shì)下自主研發(fā)投入能力有限，無(wú)法也無(wú)能力全力開(kāi)展相關(guān)工作，從而造成目前我國(guó)傳感器基礎(chǔ)研究不利、創(chuàng)新能力弱、核心技術(shù)少、核心元件成果走不出實(shí)驗(yàn)室，產(chǎn)學(xué)研用鏈條失靈的問(wèn)題。

第二，核心元器件國(guó)產(chǎn)化嚴(yán)重缺失。傳感器創(chuàng)新體制及相關(guān)政策不明確、不完善，資金使用、基礎(chǔ)研究立項(xiàng)、核心技術(shù)開(kāi)發(fā)、核心元件國(guó)產(chǎn)化配套等以撒胡椒面的形式開(kāi)展工作，無(wú)法形成有力的科研創(chuàng)新體系來(lái)解決基礎(chǔ)核心技術(shù)和成果推廣。如重大裝備核心裝置用傳感器、變送器，產(chǎn)品幾乎100%從國(guó)外進(jìn)口，相關(guān)核心敏感元器件（芯片）95%以上依賴國(guó)外。

第三，對(duì)傳感器技術(shù)的頂層設(shè)計(jì)、基礎(chǔ)工藝和共性關(guān)鍵技術(shù)缺乏統(tǒng)籌規(guī)劃。

國(guó)家對(duì)傳感器產(chǎn)業(yè)雖然極其重視，特別是近十年集中出臺(tái)了大量鼓勵(lì)行業(yè)發(fā)展的政策制度，但在國(guó)家戰(zhàn)略高度層面仍然缺乏共識(shí)。不同行業(yè)或者部門對(duì)于傳感器行業(yè)發(fā)展缺乏共識(shí)，各自為政。缺乏對(duì)基礎(chǔ)工藝、共性關(guān)鍵技術(shù)研究缺乏系統(tǒng)的培育和引領(lǐng)，導(dǎo)致基礎(chǔ)工藝發(fā)展滯緩，共性技術(shù)研究滯后，產(chǎn)業(yè)分散，低水平重復(fù)發(fā)展嚴(yán)重，沒(méi)有形成龍頭效應(yīng)，更缺乏類似歐洲傳感器行業(yè)各個(gè)分類明晰的產(chǎn)業(yè)（產(chǎn)品）和技術(shù)隱形冠軍。

第四，缺乏對(duì)于國(guó)內(nèi)配套的一系列政策、制度和規(guī)劃的支持。

國(guó)內(nèi)傳感器企業(yè)在國(guó)貨“安全”“準(zhǔn)入”的制度壁壘面前不堪一擊，不論流程工業(yè)還是制造業(yè)，國(guó)產(chǎn)工業(yè)傳感器能夠進(jìn)入“三重”（重點(diǎn)領(lǐng)域、重點(diǎn)行業(yè)、重大工程）領(lǐng)域極其艱難。傳感器在三重行業(yè)的設(shè)計(jì)、選型、建設(shè)初期就被定位在備份選項(xiàng)上，國(guó)內(nèi)“三重”行業(yè)真正選用的傳感器國(guó)產(chǎn)化配套不及總量的三成，離散工業(yè)傳感器國(guó)產(chǎn)化率更是不及兩成。

第五，配套人才匱乏。我國(guó)傳感器行業(yè)針對(duì)復(fù)合型人才的要求很高。由于國(guó)內(nèi)專業(yè)學(xué)科設(shè)置局限性及國(guó)外公司企業(yè)對(duì)人才的掠奪性招聘，人才流失現(xiàn)象屢見(jiàn)不鮮。缺乏既懂管理，又懂技術(shù)，還會(huì)經(jīng)營(yíng)的復(fù)合型管理人才或者是工藝、技術(shù)、管理等全方位技術(shù)人才。

第六，工業(yè)傳感器產(chǎn)業(yè)數(shù)據(jù)存在“虛胖”的數(shù)據(jù)現(xiàn)象，誤導(dǎo)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。國(guó)內(nèi)大量數(shù)據(jù)報(bào)告在對(duì)工業(yè)傳感器分析時(shí)，所采用的數(shù)據(jù)大都是指向不明晰的“泛傳感器”概念下的綜合數(shù)據(jù)，嚴(yán)重混淆工業(yè)傳感器實(shí)際狀態(tài)，影響工業(yè)傳感器領(lǐng)域政策方針制定的針對(duì)性、準(zhǔn)確性，對(duì)頂層設(shè)計(jì)和真正認(rèn)識(shí)工業(yè)傳感器現(xiàn)狀毫厘千里、弊端無(wú)限。

推進(jìn)工業(yè)傳感器產(chǎn)業(yè)發(fā)展的建議

第一，針對(duì)產(chǎn)、學(xué)、研、用鏈條失靈，核心關(guān)鍵共性技術(shù)薄弱，產(chǎn)業(yè)化問(wèn)題未受重視的問(wèn)題，建議參照國(guó)際精、專、特、標(biāo)準(zhǔn)化傳感器產(chǎn)業(yè)建設(shè)模式，重建國(guó)家共性技術(shù)研發(fā)機(jī)構(gòu)、國(guó)家傳感器產(chǎn)業(yè)集群，從生態(tài)建設(shè)角度補(bǔ)齊傳感器設(shè)計(jì)、封裝、檢測(cè)的一條龍，及傳感器產(chǎn)業(yè)拉動(dòng)一條龍，面向新基建及新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)提升，采用需求牽引，拉動(dòng)傳感器的應(yīng)用，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)迭代和研發(fā)的良性循環(huán)，分階段發(fā)展和補(bǔ)齊工業(yè)傳感器短板，解決產(chǎn)業(yè)需要、進(jìn)口替代、核心關(guān)鍵技術(shù)三大環(huán)節(jié)問(wèn)題。

第二，強(qiáng)化國(guó)家傳感器基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)鏈建設(shè)，采用MEMS技術(shù)+IC技術(shù)等新興技術(shù)的深度融合，采用集群建設(shè)和一條龍模式建設(shè)產(chǎn)業(yè)生態(tài)環(huán)境，按照設(shè)計(jì)、封裝、檢測(cè)、服務(wù)生態(tài)需求，分類建設(shè)新基建基礎(chǔ)建設(shè)的各類傳感器專業(yè)化產(chǎn)業(yè)集群，由國(guó)家和企業(yè)培養(yǎng)集群內(nèi)的各類傳感器隱形技術(shù)冠軍、傳感器產(chǎn)業(yè)隱形冠軍。

第三，在政策引導(dǎo)下以國(guó)家層面推動(dòng)傳感器公共技術(shù)平臺(tái)建設(shè)，以國(guó)家傳感器工程研究中心、國(guó)家傳感器重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、智能傳感器國(guó)家創(chuàng)投中心等國(guó)家級(jí)研發(fā)平臺(tái)機(jī)構(gòu)為依托，重建國(guó)家傳感器共性技術(shù)平臺(tái)，專心基礎(chǔ)技術(shù)研究開(kāi)發(fā)、推廣與產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化支持，賦予共性技術(shù)平臺(tái)進(jìn)行傳感器基礎(chǔ)共性技術(shù)和工藝的研發(fā)，以及在產(chǎn)業(yè)鏈條上的國(guó)家級(jí)第三方裁判和評(píng)測(cè)能力，保護(hù)傳感器基礎(chǔ)技術(shù)、共性技術(shù)的不間斷發(fā)展，推動(dòng)核心關(guān)鍵共性技術(shù)及新型傳感器的研究工作，推動(dòng)已有科研成果實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。

第四，建設(shè)跨學(xué)科的傳感器綜合人才培養(yǎng)基地，給予共性技術(shù)平臺(tái)、各類隱形冠軍技術(shù)人才管理人才以激勵(lì)政策。

第五，亟待出臺(tái)政策引領(lǐng)、企業(yè)擔(dān)責(zé)、市場(chǎng)需求放開(kāi)的系列相關(guān)政策和制度，為傳感器企業(yè)進(jìn)入當(dāng)前新基建建設(shè)的主戰(zhàn)場(chǎng)創(chuàng)造環(huán)境，給與合規(guī)企業(yè)在產(chǎn)品準(zhǔn)入、資金、稅收等多方面優(yōu)惠條件，推進(jìn)合規(guī)企業(yè)開(kāi)展國(guó)產(chǎn)傳感器的準(zhǔn)入工作，分階段持續(xù)、快速地解決國(guó)產(chǎn)傳感器的國(guó)內(nèi)配套難題，在當(dāng)前新基建及新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)提升中，徹底解決國(guó)內(nèi)工業(yè)傳感器需求難題，保障新基建建設(shè)的基礎(chǔ)穩(wěn)固。

作者：沈陽(yáng)儀表科學(xué)研究院副總工程師、傳感器國(guó)家工程研究中心常務(wù)副主任 劉沁

來(lái)源：中國(guó)電子報(bào)、電子信息產(chǎn)業(yè)網(wǎng)