我國傳感器行業(yè)進入快速發(fā)展階段

我國傳感器行業(yè)進入快速發(fā)展階段

為適應(yīng)國家工業(yè)發(fā)展需要，特別是能源、化工、交通、航空航天等特殊領(lǐng)域針對傳感器的需求，從上世紀50年代起，國家先后組織一批國家級研究機構(gòu)、專業(yè)生產(chǎn)企業(yè)及部分重點高校共同針對工業(yè)傳感器進行攻關(guān)和生產(chǎn)。在經(jīng)歷了幾代人、近半個多世紀的努力后，至今為止基本建成了具有中國特色的覆蓋全工業(yè)領(lǐng)域的工業(yè)傳感器體系。很多傳感器從無到有，相當程度滿足了國家工業(yè)發(fā)展的需求。特別是上世紀“七五”期間，明確將敏感元件及傳感器列入國家攻關(guān)計劃，“八五”開始特別針對現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展急需的力敏、熱敏、光敏、化學(xué)、電磁電量等各類工業(yè)傳感器進行傳感器技術(shù)研究及共性技術(shù)研究專項攻關(guān)，“九五”期間實施的微電子機械系統(tǒng)攀登計劃、集成微光機電系統(tǒng)研究及“863”微機電系統(tǒng)（MEMS）重大專項研究，形成了涵蓋傳感器芯片、材料(半導(dǎo)體晶圓)、封裝測試、軟件處理及算法、應(yīng)用示范生產(chǎn)線在內(nèi)的傳感器科研與產(chǎn)業(yè)鏈，建成了包括國家級科研院所、傳感器國家工程研究中心、傳感器國家重點實驗室等專業(yè)研發(fā)機構(gòu)和典型企業(yè)在內(nèi)的科研、中試、規(guī)?；a(chǎn)隊伍。在金屬薄膜應(yīng)變式力敏感元件及傳感器、薄膜磁敏感元件、硅霍爾開關(guān)器件、光電開關(guān)、NTC熱敏電阻和過載保護用PTC熱敏電阻、熱電偶、電化學(xué)傳感器及催化燃燒式氣體傳感器、硅基壓力敏感元器件及傳感器等很多領(lǐng)域取得巨大成就，一定程度上滿足了國內(nèi)快速發(fā)展的工業(yè)傳感器產(chǎn)業(yè)需求，形成了東北、環(huán)渤海地區(qū)、中原、西北、長三角、閩粵珠三角等為核心的工業(yè)傳感器設(shè)計、研發(fā)、生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)布局或集散中心。工業(yè)傳感器產(chǎn)品已經(jīng)覆蓋我國工業(yè)制造過程全產(chǎn)業(yè)。

“十二五”以來，隨著國家工業(yè)快速發(fā)展的需要、國家對工業(yè)傳感器越來越重視，相關(guān)傳感器的政策密集出臺，政策環(huán)境越來越好。2011年工信部印發(fā)了《物聯(lián)網(wǎng)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》，提出提升感知技術(shù)水平，重點支持超高頻和微波RFID標簽、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。傳感器作為物聯(lián)網(wǎng)重要的組成部分，被提到了新的高度。2013年，為進一步增強傳感器產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新力和國際競爭力，推動傳感器產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新、持續(xù)、協(xié)調(diào)發(fā)展，工信部、科技部、財政部及國家標準化管理委員會組織制定了《加快推進傳感器及智能化儀器儀表產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動計劃》。為傳感器及傳感器在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用，加快傳感器及智能儀表快速發(fā)展給出了行動時間表。密集的傳感器相關(guān)政策推動了我國傳感器行業(yè)飛躍發(fā)展。

“十三五”期間，政府支持力度進一步加大，工信部發(fā)布《關(guān)于開展工業(yè)強基2016專項行動的通知》，提出組織實施“一攬子”突破行動，聯(lián)合多部委組織實施一批(傳感器)示范項目，重點支持機器人、高端傳感器、高端醫(yī)療設(shè)備部件、超級電容器等核心基礎(chǔ)零部件，重點圍繞新型材料、大數(shù)據(jù)、傳感器等提升產(chǎn)業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)公共服務(wù)能力。同年國務(wù)院發(fā)布的“十三·五”國家科技創(chuàng)新規(guī)劃提出了構(gòu)建具有國際競爭力的十項現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系，涉及包括新型傳感器的新一代信息技術(shù)、工業(yè)傳感器的智能綠色服務(wù)制造技術(shù)。2017年工信部出臺《智能傳感器三年(2017—2019)行動指南》及《促進新一代人工智能產(chǎn)業(yè)三年(2018—2020)行動計劃》，從而直接催生了重大科學(xué)儀器及設(shè)備開發(fā)、制造基礎(chǔ)技術(shù)與關(guān)鍵部件研究兩大專項。2019年中央政治局會議提出要加快推進新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)后，2020年8月國務(wù)院直接推出《新時期促進集成電路產(chǎn)業(yè)和軟件產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的若干政策》，針對我國集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展從財稅政策、投融資政策、研究開發(fā)政策、進出口政策、人才政策、知識產(chǎn)權(quán)政策、市場應(yīng)用政策、國際合作政策等全方位多方面提出部署，直接將當前新時期新階段的集成電路產(chǎn)業(yè)和軟件產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進到一個全新的發(fā)展階段，為其他相關(guān)基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)發(fā)展起到了引領(lǐng)示范作用。

在一系列政策持續(xù)出臺的背景下，我國傳感器行業(yè)進入快速發(fā)展階段。

形成了基本全覆蓋的產(chǎn)業(yè)布局、工業(yè)需求傳感器從自主到引進全產(chǎn)業(yè)鏈覆蓋。中低檔產(chǎn)品滿足自給自足的前提下實現(xiàn)出口，設(shè)計、研發(fā)、應(yīng)用一條龍配套建設(shè)和水平得到普遍提升。

在快速發(fā)展的中國工業(yè)市場，針對傳感器的需求已經(jīng)從原始的配套變成剛性需求，巨大的中國制造轉(zhuǎn)型升級帶來的市場吸引力不僅對國內(nèi)企業(yè)，對國外工業(yè)傳感器龍頭企業(yè)也是巨大的吸引，美國艾默生、德國E+H、日本橫河等工業(yè)傳感器巨頭在中國市場的份額已經(jīng)成為其公司重要組成部分。

在政府支持和行業(yè)需求的雙層推動下，我國工業(yè)傳感器已形成包括材料、器件、系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)等全方面構(gòu)成的產(chǎn)業(yè)鏈模式，產(chǎn)業(yè)鏈規(guī)模、質(zhì)量也不斷得到提高和完善。據(jù)統(tǒng)計，國內(nèi)具有一定規(guī)模的應(yīng)用于工業(yè)制造業(yè)的各類傳感器生產(chǎn)廠家約2000余家，產(chǎn)品基本覆蓋工業(yè)制造各領(lǐng)域。生產(chǎn)的各類工業(yè)用傳感器品種、規(guī)格約1.6萬種。已經(jīng)顯現(xiàn)出有區(qū)域特點的傳感器產(chǎn)業(yè)集群，重點集中在長三角，并逐漸形成以北京、上海、南京、深圳、沈陽和西安等中心城市為輻射的區(qū)域布局。這些集群各有側(cè)重優(yōu)勢，形成了我國較為完備的傳感器產(chǎn)業(yè)鏈。

諸多問題亟須突破

盡管取得不俗成績，但我國工業(yè)基礎(chǔ)傳感器仍存在許多問題需要破解，主要表現(xiàn)在：

一是頂層設(shè)計仍缺乏統(tǒng)籌設(shè)計，規(guī)范引導(dǎo)。工業(yè)傳感器在儀表行業(yè)是小行業(yè)，在中國制造中更是小小行業(yè)，但工業(yè)傳感器在制造強國戰(zhàn)略中卻有舉足輕重的地位。由于傳感器具有的專業(yè)分散和行業(yè)分屬的特點，長期以來在傳感器頂層始終缺乏統(tǒng)一的認識、在傳感器行業(yè)始終缺乏統(tǒng)一的行業(yè)認知。工業(yè)傳感器的發(fā)展、行業(yè)規(guī)劃如“九龍治水各自為政”，未按國家產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃的整體布局有序發(fā)展。雖然國家投資逐年加大、政策力度逐年增強，但傳感器產(chǎn)業(yè)需要長期不斷地培育養(yǎng)成的特點在(地方政府、企業(yè))急于求成、急功近利的作用下，想取得傳感器產(chǎn)業(yè)化的標志性成果，往往事與愿違。

二是產(chǎn)業(yè)規(guī)模小，盈利能力低、核心技術(shù)缺乏。以壓力傳感器行業(yè)為例，國內(nèi)具有一定規(guī)模的生產(chǎn)廠商大約有千余家，其中民企數(shù)量約占企業(yè)總數(shù)的90%，已經(jīng)成為了中國工業(yè)壓力傳感器、變送器行業(yè)的與國外廠商爭奪國內(nèi)工業(yè)用壓力傳感器、變送器的市場主力軍。但這些企業(yè)年銷售額大于2000萬元的企業(yè)不足三成，七成以上的傳感器生產(chǎn)廠商為中小微企業(yè)，產(chǎn)業(yè)規(guī)模很小，自身盈利能力也不強。由此而連鎖的企業(yè)核心技術(shù)、企業(yè)研發(fā)能力、企業(yè)核心競爭力嚴重不足或缺乏。

統(tǒng)計國內(nèi)主要傳感器廠商的產(chǎn)品分析也可以發(fā)現(xiàn)，目前國內(nèi)廠商生產(chǎn)的壓力傳感器，70%以上是常規(guī)應(yīng)變式、濺射薄膜式等傳感器產(chǎn)品，30%左右為陶瓷材料為主的低端產(chǎn)品，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)相對單一。

三是共性化問題多，產(chǎn)業(yè)化問題多。

由于基礎(chǔ)研究乏力，長期在“市場換技術(shù)”的“快錢效應(yīng)”指引下，近幾十年來新產(chǎn)品新技術(shù)多停留在國外樣品(樣機)分析測繪的“模仿”，自主特色的技術(shù)突破產(chǎn)品鳳毛麟角。

共性關(guān)鍵技術(shù)，如可靠性技術(shù)研究尚待突破。國外典型流程工業(yè)高端典型傳感器在上世紀末已實現(xiàn)五年免調(diào)校，但國內(nèi)相關(guān)產(chǎn)品免調(diào)校功能還在推廣驗證中。工業(yè)傳感器共性技術(shù)如材料、設(shè)備、方法、可靠性驗證分析等基礎(chǔ)理論的研究與發(fā)展同國外發(fā)達國家的差距仍然巨大。

四是工業(yè)傳感器核心敏感技術(shù)產(chǎn)業(yè)化缺“芯”嚴重。盡管傳統(tǒng)的工業(yè)傳感器如應(yīng)變、電感、電容、光柵、稱重、位移量、位置量、金屬彈性器件等年產(chǎn)量居世界領(lǐng)先地位，有些甚至已經(jīng)實現(xiàn)出口。但是對于高端工業(yè)傳感器，尤其是高端制造的重點領(lǐng)域、重點行業(yè)、重大工程用配套工業(yè)傳感器基本上100%依靠進口。即使國內(nèi)生產(chǎn)，也僅僅停留在研究、樣機、小批量中試階段，相關(guān)傳感器核心技術(shù)(器件)的產(chǎn)業(yè)化仍然“路漫漫”，嚴重制約我國工業(yè)的快速發(fā)展及工業(yè)制造的“自主可控”。如：國內(nèi)硅基MEMS壓力傳感器全產(chǎn)業(yè)基本處于封裝代工階段，從普通硅基壓力傳感器、OEM硅基壓力傳感器到流程工業(yè)高端設(shè)備控制用變送器，核心硅基敏感芯片基本上全部進口，國內(nèi)自主配套不足1%；高端智能制造、CNC數(shù)控機床、大型工程機械等配套需求的位置、壓力、圖像、慣性器件等傳感器以歐美日或歐美日在國內(nèi)的合資企業(yè)壟斷；國內(nèi)工業(yè)基礎(chǔ)氣體傳感器主要集中在中低端的催化燃燒式、電化學(xué)式、紅外式、以及MOS氣體傳感器階段，僅有少量高端的激光紅外氣體傳感器及光離子化PID氣體傳感器在工業(yè)制造領(lǐng)域使用。新產(chǎn)品、新技術(shù)的工業(yè)氣體傳感器產(chǎn)業(yè)化落后國際先進水平至少五年左右。MEMS硅基壓力傳感器核心敏感元器件、高端氣體傳感器敏感芯片等雖然完成技術(shù)攻關(guān)，但產(chǎn)業(yè)化配套基本為零，國內(nèi)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)敏感核心器件及傳感器高端市場基本上全部依賴進口。國內(nèi)工業(yè)傳感器主要集中在中低端制造業(yè)市場。高端應(yīng)用的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展空“芯”化問題已經(jīng)成為制約中國制造由大到強的關(guān)鍵阻礙。

五是針對工業(yè)傳感器的數(shù)據(jù)統(tǒng)計嚴重“失真”。國內(nèi)對于工業(yè)傳感器產(chǎn)業(yè)進行分析時，都是以傳感器這一大概念進行，“泛”傳感器的數(shù)據(jù)統(tǒng)計方式導(dǎo)致大量非工業(yè)領(lǐng)域傳感器數(shù)據(jù)被采集，工業(yè)傳感器數(shù)據(jù)的真實度嚴重失真，對頂層設(shè)計和真正認識工業(yè)傳感器現(xiàn)狀毫厘千里、弊端無限。

努力建成工業(yè)傳感器“一條龍”生態(tài)

1、以德國X-Fab的精、專、特標準化核心器件產(chǎn)業(yè)基地為對標，建成力、熱、磁、氣核心器件專業(yè)定點產(chǎn)線，實現(xiàn)國內(nèi)工業(yè)基礎(chǔ)傳感器基礎(chǔ)核心器件成果產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)移，配套快速發(fā)展的中國制造業(yè)對傳感器的需求特別是核心器件的需求。

工業(yè)基礎(chǔ)傳感器是制造工業(yè)的基礎(chǔ)，首先解決當前產(chǎn)業(yè)急需的核心器件產(chǎn)業(yè)化問題，完善從材料、制造、銷售、使用的一條龍產(chǎn)業(yè)生態(tài)，徹底解決國內(nèi)工業(yè)基礎(chǔ)傳感器有“器”無“芯”的尷尬局面，真正實現(xiàn)工業(yè)基礎(chǔ)傳感器對國家工業(yè)基礎(chǔ)的基石和支撐作用，形成分工明確、配套清晰的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展鏈條。建成中國的X-Fab專業(yè)產(chǎn)線。

標準化定點專業(yè)產(chǎn)線不僅要求有良好潔凈的工作環(huán)境，更需要清晰的產(chǎn)品(不可唯利是圖)，清晰的工藝管控、素質(zhì)技能穩(wěn)定的管理管控團隊。做到環(huán)境、產(chǎn)品、工藝、管控四“凈”。

2、集中開展傳感器跨學(xué)科培養(yǎng)，在人才評價、人才團隊建設(shè)樹立領(lǐng)軍人物，培養(yǎng)高端扛旗幟的企業(yè)；在標準、可靠性、專利等多角度加大獎勵制度，推動人才隊伍快速成長。

繼續(xù)加大、做強重大基礎(chǔ)理論與實驗研究及傳感器領(lǐng)域人才培養(yǎng)與儲備，傳感器設(shè)計方法與關(guān)鍵制作技術(shù)研究，鼓勵高等院校、科研機構(gòu)根據(jù)需求和自身特色，聯(lián)合公共服務(wù)平臺和企業(yè)，建設(shè)跨學(xué)科的智能傳感器綜合人才培養(yǎng)基地，為企業(yè)輸送高層次工藝人才和技術(shù)創(chuàng)新人才。鼓勵示范性微電子學(xué)院和儀器學(xué)院的人才培養(yǎng)向智能傳感器方向傾斜。積極引進海外領(lǐng)軍人才和高端技術(shù)人才，持續(xù)優(yōu)化人才環(huán)境，支持相關(guān)技術(shù)中心、孵化創(chuàng)業(yè)中心等建設(shè)，為高端人才集聚提供載體。建立應(yīng)用型人才良性評價機制，加大對應(yīng)用性基礎(chǔ)研究的引導(dǎo)力度，建立產(chǎn)、學(xué)、研良好生態(tài)。

3、從材料、制造、銷售龍頭抓起，建成工業(yè)傳感器“一條龍”生態(tài)。健全分工清晰明確的工業(yè)傳感器生態(tài)鏈，實現(xiàn)傳感器工業(yè)“基石”的支撐作用。

加大流程工業(yè)用力、熱、磁、流量、環(huán)境氣體安全檢測傳感器和離散傳感器產(chǎn)業(yè)基地建設(shè)，形成流程工業(yè)、離散工業(yè)傳感器精、專、特、新的產(chǎn)業(yè)布局，培養(yǎng)一批各自的產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的隱形冠軍。針對隱形冠軍培養(yǎng)在市場、技術(shù)、團隊從不同角度給予政策支持，設(shè)立專項資金對技術(shù)創(chuàng)新型企業(yè)進行扶持，在功能工業(yè)傳感器生態(tài)鏈上培養(yǎng)領(lǐng)軍企業(yè)。

4、加大對傳感器中、小微企業(yè)知識成果及科研成果保護，鼓勵企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新，積極開展共性關(guān)鍵技術(shù)、基礎(chǔ)工藝技術(shù)的研究，降低企業(yè)科研成果轉(zhuǎn)化風(fēng)險，開展新型一體化智能工業(yè)傳感器研究，提倡建設(shè)工業(yè)傳感器小微企業(yè)的技術(shù)隱形冠軍。

加大國家對于傳感器產(chǎn)業(yè)化方面的投入，鼓勵建設(shè)產(chǎn)業(yè)集聚園區(qū)和公共創(chuàng)新平臺，加速新設(shè)計、新工藝導(dǎo)入。加強對共性關(guān)鍵技術(shù)、基礎(chǔ)工藝技術(shù)研究的投入，在政策、制度、資金等給予傾斜，縮短技術(shù)向產(chǎn)品轉(zhuǎn)化的周期。強化市場應(yīng)用對產(chǎn)業(yè)的需求牽引作用，鼓勵應(yīng)用廠商通過商業(yè)合作、投資入股等方式參與智能傳感器的研發(fā)與制造，整合產(chǎn)業(yè)鏈上下游。支持科研院所和高等院校開展智能傳感器關(guān)鍵技術(shù)和基礎(chǔ)理論研究、關(guān)鍵芯片開發(fā)，提升產(chǎn)品的集成化、智能化水平，加強知識產(chǎn)權(quán)保護，鼓勵科研成果轉(zhuǎn)化。鼓勵開展新型工業(yè)傳感器一體化及技術(shù)及應(yīng)用研究，在感知、控制、通訊、算法、智能化、網(wǎng)絡(luò)化應(yīng)用開展工作，滿足新一代工業(yè)傳感器需求。

5、以市場需求為引領(lǐng)，產(chǎn)品質(zhì)量為準入門檻，企業(yè)對自身產(chǎn)品的質(zhì)量責任保障為前提，從政策面給予工業(yè)傳感器在國家重點行業(yè)、重點領(lǐng)域、重大工程中的配套使用力度，給予國貨配套更優(yōu)惠條件，在工業(yè)傳感器應(yīng)用領(lǐng)域落實并加大力度實施國家“政府采購法”和“國貨優(yōu)先”政策。保障工業(yè)傳感器在中國制造的發(fā)展過程中同步快速成長。

6、針對傳感器的泛在性和工業(yè)傳感器的特殊性，在數(shù)據(jù)統(tǒng)計、分析和政策制定上加強統(tǒng)計的準確性和合理性，避免出現(xiàn)一葉障目，導(dǎo)致數(shù)據(jù)失誤帶來的不良后果，為工業(yè)傳感器發(fā)展提供準確依據(jù)。

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