數(shù)字化技術(shù)驅(qū)動(dòng)產(chǎn)業(yè)升級(jí),產(chǎn)品逐步進(jìn)入智能階段。繼互聯(lián)網(wǎng)之后,與國(guó)民經(jīng)濟(jì)息息相關(guān)的物聯(lián)網(wǎng)也被推到了風(fēng)口浪尖,根據(jù)此前全球物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展數(shù)據(jù)來(lái)看,2018年全球物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)規(guī)模突破千億美元。
不可否認(rèn),未來(lái),國(guó)內(nèi)外物聯(lián)網(wǎng)的市場(chǎng)前景十分廣闊,但是就目前國(guó)內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)而言,從感知、傳輸、計(jì)算以及應(yīng)用層面上依然存在亟待解決。其中,傳感器作為物聯(lián)網(wǎng).底層,也是.關(guān)鍵的技術(shù),它也將成為各國(guó)、各企業(yè)在未來(lái)掌握物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)話語(yǔ)權(quán)的重要一部分?!陡2妓埂冯s志認(rèn)為,當(dāng)前,甚至今后幾十年內(nèi),影響和改變著世界經(jīng)濟(jì)格局和人們生活方式的10大科技產(chǎn)品中,傳感器列為10大科技產(chǎn)品之首。
外患緊迫
從全球局勢(shì)來(lái)看,作為支撐感知層的傳感器上游端已經(jīng)形成了完整的產(chǎn)業(yè)鏈,美、日、德三國(guó)占據(jù)了全球傳感器約70%的市場(chǎng)份額,已經(jīng)形成了三足鼎立的格局。不僅如此,目前已約有40個(gè)國(guó)家深入研究,機(jī)構(gòu)多達(dá)6000余家。在傳感器種類上,國(guó)外目前在用以及在研共計(jì)高達(dá)4.8萬(wàn),而我國(guó)僅有6000多種,可見,國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)頗為激烈。
需要指出的是,我國(guó)目前中高端傳感器進(jìn)口占比為80%,傳感器芯片進(jìn)口率更是高達(dá)90%多,產(chǎn)品也多來(lái)源于耳熟能詳?shù)耐馄?,GE、艾默生、博世、霍尼韋爾、歐姆龍等,國(guó)內(nèi)自主研發(fā)進(jìn)度相對(duì)落后。同時(shí),這也讓美國(guó)抓住了中國(guó)傳感器發(fā)展落后的短板,對(duì)中國(guó)的半導(dǎo)體以及傳感技術(shù)進(jìn)行一系列的貿(mào)易限制,去年美國(guó)商務(wù)部的出口管制及后續(xù)新增名單事件、中國(guó)企業(yè)福建晉華新記憶芯片事件等。美國(guó)采取這些措施,無(wú)疑給中國(guó)傳感器產(chǎn)業(yè)發(fā)展發(fā)出紅色預(yù)警。
內(nèi)憂何在
在物聯(lián)網(wǎng)實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景中,涉及到溫濕度、煙霧、光、空氣等各類傳感器的大量使用,正如上面所提到的,國(guó)內(nèi)傳感器企業(yè)大多盤踞在這些傳感器的中低端市場(chǎng),在傳感器的微型化、多功能化、數(shù)字化、智能化等發(fā)展上嚴(yán)重不足。
首先,由于市場(chǎng)對(duì)于傳感器在高精度、高敏感度分析、成分分析等方面要求較高,而國(guó)內(nèi)正處于從傳統(tǒng)傳感器向智能傳感器發(fā)展的過程中,在相關(guān)核心技術(shù)和基礎(chǔ)能力上不夠成熟,主要還是以對(duì)國(guó)外產(chǎn)品的研究或者代工為主。在國(guó)內(nèi),高端傳感器的研發(fā)主要集中在高等院校,而自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的成果數(shù)量不盡人意,并且大多以樣品為主,產(chǎn)業(yè)化能力不足。種種因素,也就導(dǎo)致了國(guó)內(nèi)傳感器品種不配套、系列不全、缺乏市場(chǎng)核心競(jìng)爭(zhēng)力。
內(nèi)行看門道,其實(shí)傳感器從研發(fā)的原理并不困難,難就難在工程工藝上。由于傳感器生產(chǎn)中工藝技術(shù)的分散性、復(fù)雜性以及設(shè)備條件等因素,其生產(chǎn)過程也被稱為制造“工業(yè)工藝品”,證實(shí)了掌握核心工藝技術(shù)對(duì)于研發(fā)制造傳感器尤為重要。
在當(dāng)下物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用熱門的MEMS智能傳感器研發(fā)上,美國(guó)對(duì)其工藝技術(shù)已經(jīng)持續(xù)研究了25年,形成了自有的一套“多品種小批量”的傳感器生產(chǎn)方式以及工藝特色。同時(shí),他們圍繞MEMS工藝技術(shù)和應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了兩大方向的突破:敏感機(jī)理創(chuàng)新與工藝突破,這項(xiàng)突破很大程度提高了MEMS工藝技術(shù)的理論與應(yīng)用水平,在晶體與非晶體、各種半導(dǎo)體材料以及金屬薄膜工藝上實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品創(chuàng)新,達(dá)到產(chǎn)品生產(chǎn)微型化、低成本、復(fù)合型等效果;另外,在多功能集成化、模塊化架構(gòu)、嵌入式能力、網(wǎng)絡(luò)接口上也形成了自有創(chuàng)新應(yīng)用。
而國(guó)內(nèi)在設(shè)計(jì)技術(shù)、封裝技術(shù)、裝備技術(shù)等共性關(guān)鍵技術(shù)上還未取得真正突破,這歸結(jié)于國(guó)內(nèi)傳感器微機(jī)械加工技術(shù)以及相關(guān)智能制造技術(shù)發(fā)展進(jìn)度緩慢,人工操作偏多,檢測(cè)手段不規(guī)范,造成國(guó)產(chǎn)傳感器比國(guó)外同類產(chǎn)品的可靠性和穩(wěn)定性低1-2個(gè)數(shù)量級(jí)。另外,傳感器封裝也尚未形成系列、標(biāo)準(zhǔn)和統(tǒng)一接口。
從傳感器產(chǎn)業(yè)高度來(lái)看,國(guó)內(nèi)仍處于混沌之中。國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)分散,產(chǎn)品存在品種、規(guī)格、系列不全,甚至還有重復(fù)生產(chǎn)以及惡性競(jìng)爭(zhēng)等現(xiàn)象發(fā)生。資源配置上,國(guó)內(nèi)在人才、物力、設(shè)備能力上也存在一些不足,由于智能傳感器涉及到多學(xué)科交叉,對(duì)于多面手的人才要求和需求也越來(lái)越高,而國(guó)內(nèi)尚未有成熟復(fù)合型人才的培養(yǎng)體制。
乘風(fēng)破浪
乘東風(fēng)之勢(shì),揚(yáng)物聯(lián)之帆。周知,在物聯(lián)網(wǎng)成為新一代工業(yè)基礎(chǔ)性行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)驅(qū)動(dòng)力之后,國(guó)家十分重視物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)及其配套產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,截止目前,國(guó)務(wù)院、工信部已經(jīng)出臺(tái)了多項(xiàng)傳感器產(chǎn)業(yè)的推動(dòng)政策:
2011年11月,工信部印發(fā)《物聯(lián)網(wǎng)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》,重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)了要提升感知技術(shù)水平,內(nèi)容包括:超高頻和微波RFID標(biāo)簽、智能傳感器、嵌入式軟件的研發(fā),支持位置感知技術(shù)、基于MEMS的傳感器等關(guān)鍵設(shè)備的研制,推動(dòng)二維碼解碼芯片研究。
2013年2月,國(guó)務(wù)院發(fā)布《國(guó)務(wù)院關(guān)于推進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)有序健康發(fā)展的指導(dǎo)意見》,重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)了加強(qiáng)低成本、低功耗、高精度、高可靠、智能化傳感器的研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化。同年,國(guó)家四部委印發(fā)《加快推進(jìn)傳感器及智能化儀器儀表產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃》。
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