專家檔案
劉沁,沈陽儀表科學(xué)研究院有限公司副總工程師、傳感器國家工程研究中心常務(wù)副主任、教授級(jí)高工一直從事硅基壓力傳感器基礎(chǔ)工藝及裝備技術(shù)研究,負(fù)責(zé)并參加了國家“七.五”以來十余項(xiàng)MEMS 傳感器及專用裝備的科研攻關(guān)工作。先后組織并完成了包括“MEMS 傳感器專用設(shè)備研究專項(xiàng)”、“863硅基傳感器專項(xiàng)”及國家科工局重點(diǎn)科技攻關(guān)等工作。獲省部(市)級(jí)、中國機(jī)械工業(yè)集團(tuán)、中國機(jī)械聯(lián)合會(huì)、中國機(jī)械工程學(xué)會(huì)等科技進(jìn)步獎(jiǎng)二十余項(xiàng)。中國機(jī)械工業(yè)集團(tuán)高級(jí)專家、沈陽市領(lǐng)軍人才,中國儀器儀表行業(yè)協(xié)會(huì)傳感器分會(huì)、中國儀器儀表學(xué)會(huì)儀表元件分會(huì)、中國儀器儀表學(xué)會(huì)儀表工藝分會(huì)、中國電子學(xué)會(huì)敏感技術(shù)委員會(huì)、沈陽市儀器儀表與自動(dòng)化學(xué)會(huì)、中國機(jī)械工業(yè)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)評(píng)審組等理事、委員、評(píng)審專家。 我國工業(yè)傳感器產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀:成績很大,問題不少 從上世紀(jì)50年代起,國家先后組織一批國家級(jí)研究機(jī)構(gòu)、專業(yè)生產(chǎn)企業(yè)及部分重點(diǎn)高校共同針對(duì)工業(yè)傳感器進(jìn)行攻關(guān)和生產(chǎn),劉沁教授所在的沈陽儀表科學(xué)院傳感器國家工程研究中心也是其中的中堅(jiān)力量。談到我國工業(yè)傳感器產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀,劉沁教授用了八個(gè)字總結(jié)——“成績很大,問題不少”。
他表示,“十三五”以來,在政府支持和行業(yè)需求的雙層推動(dòng)下,我國工業(yè)傳感器已形成由材料、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)量也不斷完善和提高。但是,我國工業(yè)基礎(chǔ)傳感器仍存在許多問題需要破解。
第一是產(chǎn)、學(xué)、研、用鏈條失靈、傳感器產(chǎn)業(yè)化未受重視的問題。劉沁教授指出,我國傳感器企業(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,無法負(fù)擔(dān)技術(shù)由實(shí)驗(yàn)室階段過渡到產(chǎn)業(yè)化這一過程中所需的經(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,無法也無能力全力開展相關(guān)工作,從而造成目前我國傳感器基礎(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。 第二是我國核心元器件仍然高度依賴進(jìn)口的問題。我國傳感器創(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)開發(fā)、核心元件配套等以分散的形式開展工作,無法形成有力的科研創(chuàng)新體系來解決基礎(chǔ)核心技術(shù)和成果推廣。劉沁教授提到,目前我國重大裝備核心裝置用傳感器、變送器,產(chǎn)品幾乎100%從國外進(jìn)口,相關(guān)核心敏感元器件(芯片)95%以上依賴國外。 第三,國家對(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,但在戰(zhàn)略層面仍然缺乏共識(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,沒有形成龍頭效應(yīng),更缺乏類似歐洲以及美國傳感器行業(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,配套人才匱乏。我國傳感器行業(yè)針對(duì)復(fù)合型人才的要求很高,但是由于國內(nèi)專業(yè)學(xué)科設(shè)置局限性及國外公司企業(yè)對(duì)人才的掠奪性招聘,人才流失現(xiàn)象屢見不鮮。劉沁教授認(rèn)為,傳感器行業(yè)急需既懂管理,又懂技術(shù),還會(huì)經(jīng)營的復(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。 第五,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。國內(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),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。 認(rèn)清發(fā)展瓶頸,尋找破局之道 近年來,中國智能傳感器發(fā)展速度較快,但由于起步時(shí)間晚、技術(shù)經(jīng)驗(yàn)積累不足等原因,導(dǎo)致國內(nèi)企業(yè)整體上仍然存在規(guī)模以中小型為主、解決方案供給能力薄弱、產(chǎn)品線相對(duì)單一等系列問題,仍與國外有著10到15年的差距?!氨M管困難重重,但前路依然光明。”劉沁教授說道,“要突破發(fā)展瓶頸,除了參考國外的發(fā)展經(jīng)驗(yàn),也要結(jié)合自身實(shí)際,如此才能找到破局之路?!睂?duì)于我國傳感器發(fā)展面臨的主要問題,他也提出了自己的思考。 首先,針對(duì)產(chǎn)業(yè)學(xué)、研、用鏈條失靈,核心關(guān)鍵共性技術(shù)薄弱,產(chǎn)業(yè)化問題未受重視的問題,劉沁教授提到了德國 X-Fab 的精、專、特標(biāo)準(zhǔn)化核心器件產(chǎn)業(yè)基地,他認(rèn)為,我國可對(duì)標(biāo)德國X-Fab,重建國家共性技術(shù)研發(fā)機(jī)構(gòu)、國家傳感器產(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。 在產(chǎn)業(yè)體系分散問題上,劉沁教授強(qiáng)調(diào),我國需強(qiáng)化傳感器基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)鏈建設(shè),采用MEMS技術(shù)+1C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、服務(wù)生態(tài)需求,分類建設(shè)新基礎(chǔ)建設(shè)的各類傳感器專業(yè)化產(chǎn)業(yè)集群。 在共性技術(shù)研發(fā)與突破上,劉沁教授建議,政府、行業(yè)龍頭企業(yè)等應(yīng)以國家政策為引導(dǎo)推動(dòng)傳感器公共技術(shù)平臺(tái)建設(shè),以國家傳感器工程研究中心、國家傳感器重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、智能傳感器國家創(chuàng)投中心等國家級(jí)研發(fā)平臺(tái)機(jī)構(gòu)為依托,重建國家傳感器共性技術(shù)平臺(tái),專心基礎(chǔ)技術(shù)研究開發(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)鏈條上的國家級(jí)第一方裁判和評(píng)測能力,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。 在人才建設(shè)上,劉沁教授明確指出,我國需集中開展傳感器跨學(xué)科培養(yǎng),在人才評(píng)價(jià)、人才團(tuán)隊(duì)建設(shè)中樹立領(lǐng)軍人物,培養(yǎng)高端扛旗幟的企業(yè);在標(biāo)準(zhǔn)、可靠性、專利等多方面加大獎(jiǎng)勵(lì)制度,推動(dòng)人才隊(duì)伍快速成長。 另外,在政策支持上,政府要以市場需求為引領(lǐng),產(chǎn)品質(zhì)量為準(zhǔn)入門檻,企業(yè)對(duì)自身產(chǎn)品的質(zhì)量責(zé)任保障為前提,從政策面給予工業(yè)傳感器在國家重點(diǎn)行業(yè)、重點(diǎn)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(shí)并加大力度實(shí)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。 從傳感器到智能家電:如何打通最后一公里 智能家電領(lǐng)域的智能傳感器市場目前基本被國際巨頭企業(yè)把控。中國雖在普通的傳感器上有所布局,但高精度的傳感器仍然是短板。據(jù)統(tǒng)計(jì),中國中高端智能傳感器主要依賴于進(jìn)口,其進(jìn)口比例超過80%,而高新技術(shù)產(chǎn)品如數(shù)字化、微型化、智能化等更是嚴(yán)重匱乏。 除此之外,隨著技術(shù)的快速發(fā)展,大量新型智能家電產(chǎn)品的出現(xiàn)對(duì)測試方法標(biāo)準(zhǔn)也提出了新的需求,智能家電企業(yè)往往只注重整機(jī)產(chǎn)品測試,而對(duì)智能傳感器這種關(guān)鍵部件在整機(jī)中應(yīng)用的測試關(guān)注較少,導(dǎo)致智能家電傳感器可靠性、整機(jī)測試等標(biāo)準(zhǔn)缺,并且傳統(tǒng)的測試方法測試周期長且成本高,無法構(gòu)建高效便捷的測試環(huán)境。
對(duì)于如何打通傳感器產(chǎn)業(yè)到智能家電行業(yè)的最后一公里,劉沁教授也分享了自己的見解。他認(rèn)為,首先,在國家層面,要鼓勵(lì)國內(nèi)智能傳感器行業(yè)巨頭企業(yè)、國家科研機(jī)構(gòu)、全國重點(diǎn)大學(xué)等加大對(duì)智能傳感器的研發(fā)投入,綜合利用政策、市場、項(xiàng)目等多種渠道,補(bǔ)齊設(shè)計(jì)、制造、封裝、測試、芯片等關(guān)鍵技術(shù)短板,研發(fā)集信息采集、計(jì)算、存儲(chǔ)、決策等功能于一體的智能傳感器,提升中國智能傳感器產(chǎn)業(yè)的核心競爭力,從而推動(dòng)智能家電領(lǐng)域的快速發(fā)展。 其次,在行業(yè)層面,要制定智能家電傳感器的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。企業(yè)或研究中心通過對(duì)傳感器行業(yè)指標(biāo)研究,深入研究實(shí)際測試需求和技術(shù)要求,結(jié)合智能家電和智能傳感器行業(yè)的發(fā)展及技術(shù)現(xiàn)狀,綜合考慮反映智能傳感器的技術(shù)屬性和產(chǎn)品屬性,制定統(tǒng)一的測試驗(yàn)證規(guī)范標(biāo)準(zhǔn),完善智能家電標(biāo)準(zhǔn)體系,進(jìn)而建立健全智能傳感器在智能家電中應(yīng)用的試驗(yàn)驗(yàn)證能力,實(shí)現(xiàn)智能傳感器與整機(jī)測試聯(lián)動(dòng)測試,最終提升面向智能家電領(lǐng)域的智能傳感器的可靠性、穩(wěn)定性與兼容性。 最后,家電智能傳感器的測試也至關(guān)重要,家電行業(yè)需要找到更加高效、便捷的檢測方式,收集、分析、總結(jié)、歸納、預(yù)測有關(guān)智能傳感器故障的信息,同時(shí)建立健全的測試驗(yàn)證能力,開展深入測試研究,根據(jù)智能傳感器的特性配置典型故障案例庫和模型庫,為智能傳感器的故障分析打造一個(gè)易于使用、多維配置、高度可擴(kuò)展的環(huán)境。
審核編輯 黃昊宇
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