當今世界,傳感器技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)對經(jīng)濟發(fā)展、社會進步、國家安全的基礎(chǔ)性支撐作用非常明顯,已成為衡量一個國家信息化程度和科技發(fā)展水平的重要標志之一。長期以來,全球最先進的傳感技術(shù)和最成熟的傳感器產(chǎn)品集中在美國、德國、日本、俄羅斯等國,他們掌握著主要的技術(shù)、標準和專利,是中高端傳感器產(chǎn)品的主要生產(chǎn)者和最大的應用市場?,F(xiàn)階段我國傳感器應用絕大部分要依賴國外廠商,尤其是高端需求嚴重依賴進口,傳感器進口占比達80%左右,傳感器芯片進口占比達90%左右,國產(chǎn)化缺口巨大。
兩萬種傳感器,國內(nèi)僅能生產(chǎn)三分之一
近幾年來,隨著信息產(chǎn)業(yè)在國內(nèi)的迅速發(fā)展,引起了國家對信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)越來越高的重視。特別是在國家新發(fā)布的《中國制造2025》中,新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)更被提高到了國家發(fā)展重點領(lǐng)域的首要位置。作為該產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ),中國傳感器行業(yè)的發(fā)展,將對新一代信息化、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展起到重要推動作用。
對此,中國電子元件行業(yè)協(xié)會秘書長古群表示,由于物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的推動,中國傳感器行業(yè)的年增長率遠高于國內(nèi)其他行業(yè)的平均水平,特別是在2015年上半年,這一特征表現(xiàn)得更加明顯,中國傳感器行業(yè)呈現(xiàn)較好的發(fā)展態(tài)勢。然而,與全世界生產(chǎn)的超過2萬種產(chǎn)品品種相比,國內(nèi)僅能生產(chǎn)其中的約1/3,整體技術(shù)含量也較低,是目前急需改變的一個狀態(tài)。
預測國內(nèi)傳感器行業(yè)的發(fā)展,可以從三個方面來進行分析:一是市場需求,或者說市場是否有強大的驅(qū)動力;二是產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ),即是否擁有與產(chǎn)業(yè)相匹配的企業(yè)群;三是技術(shù)支撐,即是否有新技術(shù)的進展或突破支撐行業(yè)的快速發(fā)展。
在市場需求方面,國內(nèi)在汽車制造、智能設(shè)備、醫(yī)療設(shè)備、儀器儀表等行業(yè)的產(chǎn)業(yè)規(guī)模很多都已接近或超過了歐美發(fā)達國家,但作為其中含金量最高的傳感器的應用比例,卻遠低于歐美發(fā)達國家水平,其中有極大的缺口需要補充。另外,隨著國內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的發(fā)展,一個龐大的新市場也正在逐漸展露出來。
在產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)方面,目前國內(nèi)與傳感器相關(guān)企業(yè)及科研院所已超過1000家,其中部分企業(yè)和研究單位均已形成一定規(guī)模,具有了較好的產(chǎn)業(yè)化基礎(chǔ)。但是,從整體上講,國內(nèi)目前的傳感器生產(chǎn)企業(yè)仍處于無序發(fā)展狀態(tài),市場競爭激烈,沒有國際型傳感器生產(chǎn)企業(yè)出現(xiàn),缺乏引導型企業(yè),降低了國內(nèi)傳感器行業(yè)在國際市場上的競爭力。
德國傳感器技術(shù)協(xié)會副主席ChristophKleye認為,在各種傳統(tǒng)類型傳感器發(fā)展的基礎(chǔ)上,目前傳感器技術(shù)新的發(fā)展方向主要包括微型化、復合化、數(shù)據(jù)化等幾個方面。其中微加工技術(shù)(MEMS)的發(fā)展已接近成熟,國際上已開始用于大批量傳感器產(chǎn)品的制造,國內(nèi)也有數(shù)十家企業(yè)和研究單位在從事微加工技術(shù)在傳感器制造方面的應用與研究工作。復合化是一個傳感器可以包含多個功能,它可能是通過微加工技術(shù)在一個芯片上構(gòu)建多個傳感模塊來實現(xiàn)的,也可能是通過將多個或多種傳感器按一定的方式組合封裝而成的。
可以看出,微加工技術(shù)和精密封裝技術(shù)對傳感器的復合化有重大的影響。傳感器的數(shù)據(jù)化指數(shù)字信號傳感器以及在數(shù)字信號基礎(chǔ)上開發(fā)的智能傳感器的研究與利用。簡單的智能傳感器包括數(shù)字信號傳感器和部分控制單元模塊,可以實現(xiàn)探測、自檢、信號處理與轉(zhuǎn)換功能,是一個單獨的傳感器系統(tǒng);在此基礎(chǔ)上再添加自帶電源或無限通信系統(tǒng),就形成了智能傳感器的概念。總體上說,智能傳感器是一種具有獨立探測和信號處理與轉(zhuǎn)換能力的、能夠自檢的、有通信功能的、主動式傳感系統(tǒng)。它既可以單獨使用,也可以作為一個大的傳感器系統(tǒng)的感應節(jié)點使用,能夠大量減少大系統(tǒng)的信息處理量,有效降低使用傳感器的技術(shù)門檻,方便用戶的使用和進一步開發(fā),可以極大地擴張傳感器的應用范圍及市場容量。
中國工程院院士、清華大學副校長尤政介紹,目前,我國傳感器產(chǎn)業(yè)布局基本形成,也取得了一定的成績。擁有了基本齊全的產(chǎn)品門類,中低檔產(chǎn)品基本滿足市場需求,設(shè)計、研發(fā)和應用水平有了一定的提高??梢哉f,我國基礎(chǔ)零部件和元器件總量規(guī)模已居世界前列。但我國工業(yè)在國際競爭中仍然處于弱勢地位,與工業(yè)發(fā)達國家相比仍存在著階段性差距,高端基礎(chǔ)件對外依存度較高。
具體表現(xiàn)在以下幾個方面:1.產(chǎn)業(yè)集中度較低,中低檔產(chǎn)品產(chǎn)能相對過剩,中高檔傳感器產(chǎn)品幾乎100%從國外進口,缺乏龍頭企業(yè);2.研發(fā)及自主創(chuàng)新能力薄弱,核心技術(shù)受制于人,新原理、新開發(fā)鳳毛麟角;3.行業(yè)共性技術(shù)研究缺位,傳感器的設(shè)計技術(shù)、可靠性技術(shù)、封裝技術(shù)、工藝裝備技術(shù)未有突破;4.政策缺位,在發(fā)展上沒有取得一致共識,管理分散,政策支持分散。
利用聯(lián)合優(yōu)勢,行內(nèi)企業(yè)共同開發(fā)
國內(nèi)傳感器行業(yè)的發(fā)展目前仍處于發(fā)展期,仍有較大的發(fā)展空間。有專家指出,有5個方面的問題需要特別關(guān)注:第一,國內(nèi)傳感器行業(yè)要解決的是有無問題。相比世界的兩萬余種傳感器類型,國內(nèi)傳感器種類還有大片空白需要填補。第二,數(shù)字傳感器和主動式傳感器的開發(fā),將有效降低下游產(chǎn)品開發(fā)的技術(shù)門檻,為國內(nèi)傳感器應用市場的開發(fā)帶來較大的空間。第三,復合式傳感器在市場應用方面具有更大的優(yōu)勢。第四,微型傳感器目前在國內(nèi)開發(fā)的技術(shù)門檻和成本較高,但其巨大的應用前景不容忽視。第五,傳感器應用方案的開發(fā)將為下游應用市場帶來更大活力。
在具體應用領(lǐng)域,汽車電子、智能手機、安防電子、醫(yī)療電子、智能交通、環(huán)境監(jiān)測、電子標簽等都屬于傳感器的應用大戶。特別是物聯(lián)網(wǎng)行業(yè),需要巨量的數(shù)據(jù)采集信息節(jié)點,將對傳感器行業(yè)的發(fā)展起到積極促進作用。
國內(nèi)傳感器生產(chǎn)企業(yè)較多,但許多企業(yè)規(guī)模較小,盈利能力不足,很難抵抗未來的風險。國內(nèi)傳感器生產(chǎn)企業(yè)應發(fā)揮自身優(yōu)勢和特點,從而獲得較好的發(fā)展機會。對此,尤政指出,可以考慮以下幾個方面:首先,關(guān)注已有客戶,了解客戶需求,從而增強客戶粘性;其次,利用社會資源,通過產(chǎn)學研聯(lián)合或服務外包的方式強化自身研發(fā)能力,提高新技術(shù)、新產(chǎn)品的市場轉(zhuǎn)化效率;再次,利用聯(lián)合優(yōu)勢,與行內(nèi)企業(yè)合作,共同開發(fā),從而獲得技術(shù)和市場優(yōu)勢;最后,關(guān)注市場變化,開拓市場需求,尋找新的盈利點,從而在細分領(lǐng)域形成優(yōu)勢,也是企業(yè)強化自身能力的一個重要方面。
國家對傳感器行業(yè)發(fā)展的布局與引導,對促進我國傳感器行業(yè)健康發(fā)展具有重大意義。如通過制定行業(yè)標準,可以使國內(nèi)傳感器行業(yè)的發(fā)展更加規(guī)范化和標準化;通過引導國內(nèi)科研院所對傳感器發(fā)展關(guān)鍵新技術(shù)的研究,為我國傳感器行業(yè)的未來發(fā)展打好技術(shù)基礎(chǔ)。