編輯按：今年7月份，國務院發(fā)展研究中心主管主辦的核心期刊《經(jīng)濟要參》，刊發(fā)了由我國傳感器產(chǎn)業(yè)知名專家郭源生教授撰寫的，有關中國傳感器產(chǎn)業(yè)最新發(fā)展現(xiàn)狀和建議的文章，該內(nèi)容詳細介紹了國內(nèi)外傳感器產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀、產(chǎn)業(yè)發(fā)展存在的問題及成因，以及郭教授對推動我國傳感器產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的建議。文中，多項傳感器產(chǎn)業(yè)數(shù)據(jù)首次披露，高端傳感器產(chǎn)品約96%依賴進口，“卡脖子”現(xiàn)象尤為突出。

《經(jīng)濟要參》是由國務院發(fā)展研究中心主管主辦的中央級經(jīng)濟類內(nèi)部刊物。國務院發(fā)展研究中心是直屬國務院的政策研究和咨詢機構(gòu)。主要職責是研究國民經(jīng)濟、社會發(fā)展和改革開放中的全局性、綜合性、戰(zhàn)略性、長期性、前瞻性以及熱點、難點問題，為黨中央、國務院提供政策建議和咨詢意見。

專家檔案

郭源生 九三學社中央科技委副主任；中國傳感器與物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟常務副理事長；北京理工大學前沿技術研究院首席專家、智能感知戰(zhàn)略委常務副主任；全國3D大賽組委會副主任。智慧醫(yī)療與大健康產(chǎn)業(yè)專委會主任。原工信部電子元器件行業(yè)發(fā)展研究中心總工程師。武漢大學、華東理工、北京郵電等大學兼職教授。美國國家人工智能科學院院士；英國皇家醫(yī)學會會士。

以下為原文轉(zhuǎn)載

當前，由人工智能技術引發(fā)的科技與產(chǎn)業(yè)變革風起云涌、席卷全球，顛覆性地改變著傳統(tǒng)生產(chǎn)與生活方式。同時，以傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)為主體、以信息技術為基礎、以數(shù)據(jù)為主線的創(chuàng)新經(jīng)濟日新月異，加速促進生產(chǎn)力的全面提升。產(chǎn)業(yè)數(shù)字化和數(shù)字產(chǎn)業(yè)化成為技術創(chuàng)新的著力點，推動制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級和高質(zhì)量發(fā)展，新一代信息技術成為發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力的新動能。

進入信息化和數(shù)字化時代，作為數(shù)據(jù)和信息獲取的源頭，傳感器被看作影響和改變世界及人們生產(chǎn)生活方式的前沿科技之一，也成為衡量一個國家科技發(fā)展水平的重要標志。

一、傳感器在信息技術發(fā)展中具有重要地位

信息技術發(fā)展伴隨著信息化浪潮的不斷迭代而螺旋式上升，在經(jīng)歷了前三次具有明顯特征的信息化浪潮后，正在通過大數(shù)據(jù)、高算力、大模型等技術與資源相互滲透、協(xié)同與融合，形成以人工智能技術為代表的第四次信息化浪潮。

傳感器、通信和計算機被稱為現(xiàn)代信息系統(tǒng)的三大支柱，處于產(chǎn)業(yè)數(shù)字化和數(shù)字產(chǎn)業(yè)化的交匯點。作為數(shù)據(jù)獲取的唯一功能器件，傳感器提供了系統(tǒng)運行所必須得原始數(shù)據(jù)，被稱為“數(shù)據(jù)之母”。在控制系統(tǒng)中，傳感器是信息的“窗口”，直接影響和決定著系統(tǒng)的功能。做個形象地比喻，如果把人看成一個完整的信息系統(tǒng)，那么，計算機就是“大腦”，通信就是“神經(jīng)”，傳感器則是“五官”和“皮膚”，感知著一切環(huán)境數(shù)據(jù)信息，是獲取外界信息的源頭。由此可見，在萬物互聯(lián)的今天，倘若沒有傳感器，一切數(shù)字化、智能化將無從談起。

從一定意義上講，人類進入21世紀，就是進入了傳感器時代。傳感器屬于技術含量高、經(jīng)濟效益好、滲透力強、市場前景廣的基礎產(chǎn)業(yè)。由于其應用覆蓋面廣、涉及行業(yè)和領域?qū)挿海虼藗鞲衅鞒蔀閲H競爭的焦點。

20世紀70年代中期，各國相繼開始重新審視并制定各種推進政策，加快傳感器技術發(fā)展。根據(jù)中國科學技術出版社2009年出版的《2008-2009電子信息學科發(fā)展報告》，到20世紀80年代初，美、日、德、法、英等西方國家相繼完成相關計劃和長遠規(guī)劃，重點推進技術研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，年增長率高達20%-30%。1991年4月，美國政府在《國家關鍵技術》報告中，確定了對國家安全、科技創(chuàng)新和經(jīng)濟繁榮的6個領域22項關鍵技術，其中包括傳感器和信號處理，以及敏感材料、加工工藝技術等。到2003年，傳感器被《福布斯》（Forbes）雜志列為21世紀最具影響和改變世界的10大新技術之一。根據(jù)美國聯(lián)邦政府研究報告，自2010年開始每年都有69億美元的預算用于傳感器基礎技術與應用研究。通過傳感器，將物質(zhì)世界連接起來，并賦予一個電子神經(jīng)系統(tǒng)，稱之為傳感器革命（Sensor Revolution）。之所以稱為傳感器革命，是因為傳感器自身也會發(fā)生質(zhì)的變化。在信息化過程中，不斷涌現(xiàn)出的新原理、新技術、新工藝、新材料等對傳感器進行變革，無所不在的傳感器全天候監(jiān)測我們周圍的環(huán)境和物體，迫使我們改變生活方式和行為。

2024年2月12日，美國白宮科技政策辦公室（OSTP）發(fā)布了最新版的《關鍵和新興技術清單》，確立了18項關鍵技術內(nèi)容，其中在第4項“先進及網(wǎng)絡化傳感與特征管理”中，明確列出了有效載荷傳感器和儀器、傳感器處理和數(shù)據(jù)融合，并重點發(fā)展地球物理、交通、安全、健康、能源、制造業(yè)、建筑、環(huán)境等領域的傳感器技術與產(chǎn)品。第6項關鍵技術“人工智能 (AI)”中的“感覺感知和識別”、第7項“生物技術”中的“生物材料及傳感”、第16項“量子信息技術”中的“量子傳感”、第17項“半導體和微電子”中的“微機電系統(tǒng)（MEMS）和納機電系統(tǒng)（NEMS）”等傳感器產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)工藝技術，均將傳感器視為戰(zhàn)略重點技術。更新清單描述了美國國家創(chuàng)新體系和國家安全方面的技術，這些技術將增強美國的科技實力，也會加劇中美在相關技術領域的競爭。

二、國內(nèi)外傳感器產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

傳感器是多學科、多技術、多領域的集合體，包括從敏感機理、結(jié)構(gòu)設計到工藝技術、產(chǎn)成品測試和市場應用等整個過程，覆蓋了數(shù)學、物理、化學、生物、材料、機械、電子、計算機軟硬件、測量、半導體等眾多學科。傳感器屬于計量產(chǎn)品，生產(chǎn)工藝極為繁雜，被稱為“工業(yè)工藝品”，產(chǎn)業(yè)化難度較高。生產(chǎn)過程不能采用混檢或抽檢，半成品及成品均需要全部檢驗、檢測與標定。更甚者，為了不斷追求產(chǎn)品的高精度、高可靠性、高穩(wěn)定性等指標，進一步增加了生產(chǎn)工藝復雜性和產(chǎn)業(yè)化難度。因此，這也直接影響了技術創(chuàng)新與成果轉(zhuǎn)化以及產(chǎn)業(yè)規(guī)模和效益。

（一）產(chǎn)業(yè)規(guī)模與進展情況

根據(jù)中國電子元件行業(yè)協(xié)會發(fā)布的《2023年元器件行業(yè)》據(jù)行業(yè)統(tǒng)計顯示，目前全球敏感元件與傳感器可分為：物理量、化學量、生物量三大門類約3.1萬種類型，常見的有聲、力、光、磁、氣、溫濕、射頻識別、生物等八大門類，約為1.2萬種之多。從產(chǎn)業(yè)分布方面看，全球企業(yè)總數(shù)約有1.1萬家左右。2020年銷售額為2073億美元，2023年為2440億美元。其中，家電、汽車、工業(yè)自動化系統(tǒng)與設備、能源、醫(yī)療器械、農(nóng)業(yè)、飛機和船舶、機器人、環(huán)境保護、市政等十大領域占據(jù)整個市場的75%以上。該報告指出，中國傳感器種類約有2.2萬種，常用的約為7000種。國內(nèi)現(xiàn)有敏感元器件與傳感器科研機構(gòu)、生產(chǎn)企業(yè)、經(jīng)銷公司約為7310余家，專業(yè)型企業(yè)比例僅為22.5%，約為1645家，產(chǎn)值過億元的企業(yè)僅為6%，全國僅有439家。產(chǎn)業(yè)鏈完整、產(chǎn)品種類齊全的專業(yè)廠家不足1%；年申報專利50多萬件，91%均為實用新型。與國外同行業(yè)相比，在產(chǎn)品品質(zhì)、工藝水平、生產(chǎn)裝備、企業(yè)規(guī)模、市場占有率和綜合競爭能力等方面差距較大，整體落后10-15年。市場銷量中約有67%依賴進口，高端裝備、儀器儀表、特種行業(yè)所需的高端產(chǎn)品約96%要依賴進口。目前，我國敏感元件與傳感器產(chǎn)業(yè)整體偏弱，產(chǎn)品技術類型、所屬地域、企業(yè)規(guī)模、應用領域參差不齊，企業(yè)數(shù)量不少、產(chǎn)值不高，“卡脖子”現(xiàn)象尤為突出。

（二）技術創(chuàng)新與發(fā)展趨勢

早在2011年，美國在硅谷舉辦的第17屆半導體協(xié)會年會上公開提出未來敏感元件與傳感器重點發(fā)展的三大技術。從國際產(chǎn)業(yè)化發(fā)展視角看呈現(xiàn)三大趨勢：一是產(chǎn)業(yè)集中度大幅增加。以MEMS工藝技術為代表的產(chǎn)業(yè)化應用占據(jù)主流。美國硅谷近20多年來一直以MEMS為基礎，根據(jù)行業(yè)需求和功能不同，展開不同封裝結(jié)構(gòu)的各種產(chǎn)品創(chuàng)新，解決了產(chǎn)業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)，以及產(chǎn)品集約化、歸一化、微型化、低成本等問題。二是智能化和網(wǎng)絡化。通過標準牽引，實現(xiàn)傳感器模塊化和節(jié)點化，打通了產(chǎn)、用之間的瓶頸與障礙。三是微能量獲取技術創(chuàng)新。通過收集自然環(huán)境中的風、光、電磁輻射等能量，以解決智能傳感器野外長期使用和持續(xù)供電問題。

從美國傳感器產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢可以清楚地看出，隨著新材料、新工藝、新技術的全面發(fā)展，可把多個敏感元件復合于一體，外加處理電路（IC）與算法軟件，就可構(gòu)成多維度指標測試和多參數(shù)融合的微系統(tǒng)模塊。實現(xiàn)多功能、微型化、數(shù)字化、系統(tǒng)化、網(wǎng)絡化、智能化，使傳感器技術從單一的物象型向多功能、多參數(shù)復合與集成等多技術融合發(fā)展，拓展了產(chǎn)品使用范圍。

（三）市場空間與應用前景

在智能電網(wǎng)、智能交通、智能家居、智能物流、智慧醫(yī)院、智慧農(nóng)業(yè)、環(huán)境監(jiān)測、公共安全、食品溯源、工業(yè)監(jiān)測、生物醫(yī)藥、老人護理等諸多領域，傳感器技術與產(chǎn)品都有廣泛應用，同時，這些應用場景也為傳感器技術創(chuàng)新提供了充分的發(fā)展空間?！?023年元器件行業(yè)分析報告》還提出，在全球經(jīng)濟下降或放緩情況下，敏感元件與傳感器市場總規(guī)模仍在增長，平均增幅高達15%，年總產(chǎn)量超過20億只，產(chǎn)銷量突破2440億美元。疫情防控中的紅外測溫、血壓、血脂、血氧、脈象以及二氧化碳氣體等130多種產(chǎn)品類型，呈現(xiàn)出爆發(fā)式增長態(tài)勢。因此無論是航空航天飛行器，還是交通工具和移動終端以及機器人，都是一個安裝傳感器的平臺。從某種程度上講，沒有傳感器就不會有大數(shù)據(jù)和控制模型，傳感器決定著系統(tǒng)的功能。

三、我國傳感器產(chǎn)業(yè)發(fā)展存在的問題及成因

目前，我國傳感器主要依賴進口的局面尚未改變，在敏感材料、產(chǎn)品設計、加工、封測等方面與發(fā)達國家存在較大差距。國內(nèi)大多為小微型企業(yè)，總規(guī)模、創(chuàng)新能力、發(fā)展后勁都較薄弱，難以應對技術創(chuàng)新和商業(yè)競爭帶來的挑戰(zhàn)，也難以適應國內(nèi)產(chǎn)業(yè)升級和新質(zhì)生產(chǎn)力發(fā)展推動下的快速增長和創(chuàng)新需求。

其成因有以下幾方面：一是從國家戰(zhàn)略規(guī)劃和政策層面看，長期處于無序增長狀態(tài)，導致產(chǎn)業(yè)分散，聚集度不夠，規(guī)模偏小，產(chǎn)業(yè)鏈不完整，融合度差和空心化嚴重，難以進入良性發(fā)展的軌道。二是資源匹配和資本關注度不夠，貸款難、融資成本高的問題長期存在。整體技術裝備落后，而工藝技術裝備的投資需求較大，企業(yè)無力進行技術改造和設備升級。三是科技成果轉(zhuǎn)化難度較大，科技研發(fā)與產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)脫節(jié)。創(chuàng)新資源大多掌握在科研院所，企業(yè)自主創(chuàng)新能力較弱，科技成果轉(zhuǎn)化缺乏有效途徑，產(chǎn)業(yè)發(fā)展后勁不足，并且持續(xù)性不夠。四是人才流動導向偏離，缺乏高端人才和領軍人物，特別是企業(yè)家人才。五是研發(fā)投入較大，企業(yè)稅費負擔過重，長期處于生存與緩慢成長中，難以步入快速增長階段。六是公共服務與配套能力薄弱，導致大多技術與產(chǎn)品創(chuàng)新停留在設計階段，甚至大多因找不到外協(xié)加工配套和配套不合格而不得不被動放棄。

四、推動我國傳感器產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的建議

隨著大國博弈加劇，傳感器必然成為又一個戰(zhàn)略競爭焦點。因此，需要未雨綢繆，提早規(guī)劃，做好我國傳感器產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的頂層設計，加大政策支持力度。具體建議如下：

一是提升戰(zhàn)略地位，加強統(tǒng)籌規(guī)劃，由國家層面召開傳感器產(chǎn)業(yè)發(fā)展專題研討會，明確產(chǎn)業(yè)地位和優(yōu)先發(fā)展內(nèi)容。針對國內(nèi)外產(chǎn)業(yè)發(fā)展實際現(xiàn)狀，制定相應的“國家傳感器產(chǎn)業(yè)發(fā)展指導意見和相關產(chǎn)業(yè)目錄”。設立由高校、科研院所、及各行業(yè)領域企業(yè)參與的“國家傳感器創(chuàng)新中心”或“國家重點實驗室”，對敏感機理與材料、工藝裝備與器件、系統(tǒng)集成及應用等科學技術問題進行常態(tài)化、專業(yè)化的基礎性研究，并設立傳感器產(chǎn)業(yè)化發(fā)展專項資金或產(chǎn)業(yè)發(fā)展基金，給予長期產(chǎn)業(yè)化培育和政策扶持。

二是結(jié)合國家整體戰(zhàn)略，在經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)或戰(zhàn)略重點地區(qū)（如雄安新區(qū)等）建立主題明確、專業(yè)化的“國家傳感器產(chǎn)業(yè)園”。結(jié)合傳感器領域小微型企業(yè)居多、科研人員創(chuàng)辦等行業(yè)特征，園區(qū)可搭建政、產(chǎn)、學、研、用、服六維一體的產(chǎn)業(yè)生態(tài)體系，打造產(chǎn)業(yè)技術優(yōu)勢與特色突出的產(chǎn)業(yè)集群和產(chǎn)業(yè)鏈，如以半導體MEMS工藝為主線、八大敏感技術為基礎、多個行業(yè)配套應用為特色的“傳感谷”。此外，建立行業(yè)協(xié)會與產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，定期開展國內(nèi)外技術與市場信息交流，拓展企業(yè)國際化視野和市場信息渠道，并在園區(qū)公共區(qū)域搭建由地區(qū)政府部門主導與監(jiān)督的公共服務平臺，負責為企業(yè)提供技術研發(fā)、成果轉(zhuǎn)化、第三方檢測、標準制定與服務、知識產(chǎn)權(quán)登記、投融資引導等產(chǎn)業(yè)孵化和培育服務工作。

三是由于傳感器屬于多學科、多技術、多門類、多領域交叉的復雜而特殊行業(yè)，需要對基礎理論、技術創(chuàng)新、跨界融合性人才進行綜合性、長期性培養(yǎng)。建議教育主管部門在國內(nèi)重點大專院校設立傳感器技術與應用專業(yè)，并確定為一級學科，以強化理論基礎和工程技術人才的培養(yǎng)，為科研和產(chǎn)業(yè)化培養(yǎng)理論研究、工藝設計、市場化應用等各類高端人才，形成行業(yè)類專業(yè)化人才群體。此外，在培養(yǎng)高端技術人員的同時，應注重培養(yǎng)企業(yè)家人才隊伍，為產(chǎn)業(yè)發(fā)展培養(yǎng)既有國際視野、又有市場開拓能力的企業(yè)家人才隊伍。

四是加大人才引進力度，營造良好用人環(huán)境。傳感器領域大量的高端人才和產(chǎn)品技術分布在世界各地，大多數(shù)人才和擁有產(chǎn)業(yè)技術的企業(yè)正在尋求價值洼地。因此，如何吸引技術與人才落地、制定符合行業(yè)特色和人才實際情況的招商引智政策是當務之急。在招商引智與扶持政策中，要充分體現(xiàn)生產(chǎn)場地租賃或售賣的優(yōu)惠條件，如資金支持、租金補貼、廠房無償使用、稅收返還等；生活安置要著重解決住房補貼、家屬安置、子女入學等貼心服務；相應的公共配套服務政策也應落實到位。需要特別注意的是，各項政策要公開公正，落實中要準確到位、不打折扣、杜絕和避免難以落實和兌現(xiàn)的“空頭支票”，以及失信和違規(guī)行為。與此同時，注意挖掘并協(xié)調(diào)本地區(qū)的傳感器配套市場需求，用市場機制推動和牽引入駐企業(yè)起步發(fā)展，讓企業(yè)真正進得來、立得住、長得快，營造良好的營商環(huán)境。

審核編輯 黃宇