本文來源：《中國高科技》

原文標(biāo)題：我國智能傳感器技術(shù)與產(chǎn)業(yè)化發(fā)展問題思考和解析

作者：郭源生、胡瑜

摘要 ：信息技術(shù)是由采集、傳輸和處理，即傳感器、通信和計(jì)算機(jī)技術(shù)構(gòu)成。隨著大數(shù)據(jù)、高算力、大模型等技術(shù)的融合，以及人工智能的到來，傳感器的重要性更顯突出。如何以半導(dǎo)體 MEMS 工藝技術(shù)為主線，敏感機(jī)理為基礎(chǔ)，構(gòu)建完整產(chǎn)業(yè)鏈，形成政、產(chǎn)、學(xué)、研、用、服六維一體的“雙生態(tài)”產(chǎn)業(yè)協(xié)同體系，是傳感器產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的當(dāng)務(wù)之急。

2020 年《中國傳感器（技術(shù)、產(chǎn)業(yè)）發(fā)展藍(lán)皮書》中特 別提到：“國內(nèi)中高端傳感器進(jìn)口占比達(dá) 80%，傳感器芯片進(jìn)口更是高達(dá) 90%，國產(chǎn)化缺口巨大，產(chǎn)業(yè)整體偏弱。國家 重大裝備所需的數(shù)字化、智能化、微型化等產(chǎn)品嚴(yán)重短缺， 高端產(chǎn)品主要依賴進(jìn)口”。

近年來，許多專家、院士紛紛建 言獻(xiàn)策，全國各地在推進(jìn)以智能傳感產(chǎn)業(yè)園為主體暨“傳感 谷”的建設(shè)風(fēng)起云涌 , 似乎一夜之間，傳感器產(chǎn)業(yè)由陽光明媚、百花齊放的“春天”，迅速步入了烈日炎炎、驕陽似火 的“夏天”。

1 傳感器與信息技術(shù)

時(shí)下，隨著大數(shù)據(jù)、高算力、大模型等技術(shù)融合創(chuàng)新， 第四次信息化浪潮陡然興起，人類全面步入人工智能新時(shí)代。第四次信息化浪潮意在使系統(tǒng)功能從感知邁向認(rèn)知，即在多維度、復(fù)雜場景下的顛覆性技術(shù)。信息化浪潮主題、持續(xù)時(shí)長與趨勢圖如圖 1 所示。

由圖 1 可以看出，通過前三次信息化浪潮，信息技術(shù)完成了從數(shù)據(jù)信息處理、通信、采集等完整的系統(tǒng)基礎(chǔ)。后續(xù)的信息化浪潮也都建立在數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，數(shù)據(jù)就像人體的血液一樣，成為系統(tǒng)的命脈與核心。所用的數(shù)據(jù)由少到多、由單一到繁雜，對感知技術(shù)即傳感器技術(shù)的依賴性越來越明顯。

傳感器作為數(shù)據(jù)信息獲取的唯一功能器件，被稱為“數(shù)據(jù)之母”，提供著系統(tǒng)的控制、處理、決策、執(zhí)行所必需的原始數(shù)據(jù)，是產(chǎn)業(yè)數(shù)字化和數(shù)字產(chǎn)業(yè)化的聚焦點(diǎn)。在現(xiàn)代控制系統(tǒng)中處于連接被測對象和測試系統(tǒng)的接口位置，構(gòu)成了信息交互的主要“窗口”，直接影響和決定著系統(tǒng)的功能。

形象地比喻：如果把人體視為一個(gè)完整的信息系統(tǒng)，那么，計(jì)算機(jī)就是“大腦”，通信是“神經(jīng)”，傳感器就是“五官”與“皮膚”，感知著一切環(huán)境數(shù)據(jù)信息，是獲取外界一切信息的源頭。

在制造業(yè)生產(chǎn)中，許多過程控制系統(tǒng)的多項(xiàng)功能，都因場景復(fù)雜、數(shù)據(jù)信息無法獲取而難以實(shí)現(xiàn)，成為影響系統(tǒng)功能的最大障礙，使得很多“智能”變得“只能”，“智慧”成為“只會(huì)”或“智障”。可以毫不夸張地講，沒有傳感器，萬物互聯(lián)無從談起。

2 產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀與問題分析

2.1存在的問題

縱觀產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷史，可以清楚地看到，我國傳感器市場需求長期依賴于進(jìn)口，主要成因有以下 7 個(gè)方面：

（1）缺乏深刻理解和充分認(rèn)識。沒有戰(zhàn)略定位和頂層設(shè)計(jì)，并未賦予它應(yīng)有的戰(zhàn)略高度和相應(yīng)的地位，屬于“被遺忘的角落”。

（2）缺乏相應(yīng)和持續(xù)性的產(chǎn)業(yè)政策扶持。政策扶持力度不足，公共資源配置偏弱，產(chǎn)業(yè)整體偏弱。

（3）產(chǎn)業(yè)規(guī)模和顯示度不高。傳感器在各大系統(tǒng)中屬于“配角”。在上萬甚至幾十萬、上百萬的儀器設(shè)備中所用傳感器數(shù)量再多，但總價(jià)值卻很低，價(jià)格顯現(xiàn)度不明顯。

（4）市場對國產(chǎn)傳感器存在偏見。在大量進(jìn)口慣性和依賴下，對國產(chǎn)產(chǎn)品有較大偏見，市場準(zhǔn)入門檻和包容性不夠。

（5）原始創(chuàng)新能力不足。長期購買國外敏感芯片，加上企業(yè)規(guī)模偏小、高端人才缺乏等因素所限，導(dǎo)致國產(chǎn)傳感器原始創(chuàng)新能力不足。

（6）產(chǎn)用脫節(jié)突出或協(xié)同不夠。“造的人不知道咋用，用的人不了解咋造”，是國產(chǎn)傳感器走向市場的一個(gè)關(guān)鍵問題和最大瓶頸。

（7）缺乏多維度場景化描述和創(chuàng)新理念。應(yīng)用場景的多維度、多參數(shù)、多功能復(fù)合，復(fù)雜場景描述和參數(shù)設(shè)計(jì)都缺乏準(zhǔn)確性和理念創(chuàng)新。

2.2產(chǎn)業(yè)化現(xiàn)狀

我國傳感器企業(yè)數(shù)量不少、產(chǎn)值不高。產(chǎn)品技術(shù)類型、所屬地域、企業(yè)規(guī)模、應(yīng)用水平參差不齊，產(chǎn)業(yè)整體偏弱。根據(jù) 2023 年度行業(yè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示（傳感器新增企業(yè)數(shù)量圖 2，傳感器企業(yè)數(shù)量區(qū)域分布見圖 3），現(xiàn)有科研機(jī)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)值過億的僅為 6%，全國僅 439 家，產(chǎn)品種類齊全的不足 1%；年申報(bào)專利 50 多萬件，91% 為實(shí)用新型；與國外同行業(yè)相比，在產(chǎn)品品質(zhì)、工藝技術(shù)、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，均無競爭優(yōu)勢，整體落后 10 ～ 15 年。而市場銷量中約有 67% 是依賴進(jìn)口，高端裝備、儀器儀表、特種行業(yè)所需的傳感器約96% 依賴進(jìn)口，短板尤為明顯，“卡脖子”現(xiàn)象尤為突出。

近年來，在各地產(chǎn)業(yè)政策推動(dòng)下，多條 MEMS 產(chǎn)線動(dòng)工建設(shè)和相繼投產(chǎn)，引發(fā)國內(nèi)業(yè)界對 MEMS 產(chǎn)線產(chǎn)能利用率低、產(chǎn)量是否過剩等問題的疑慮。雖然，MEMS 技術(shù)先進(jìn)性、工藝可靠性、性能穩(wěn)定性、服務(wù)優(yōu)劣必將成為國內(nèi)競爭和優(yōu)勝劣汰的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，也是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必然過程。

但值得提醒的是，需要防止或避免一哄而上，以及出現(xiàn)“泡沫化”。更需要針對市場不同領(lǐng)域和場景需求，尋找主流產(chǎn)品的市場需求以及規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，提高產(chǎn)線的配套能力和運(yùn)行效率。

例如重點(diǎn)關(guān)注物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、機(jī)器人、自動(dòng)駕駛、智慧家居、智慧建筑、智慧醫(yī)療等應(yīng)用場景，催生海量的傳感器需求。因此，需要具備國際化視野，面向全球市場，以優(yōu)越的性價(jià)比和可量化、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的服務(wù)能力，參與國際競爭。

由此可見，國內(nèi)如何建好、管好、用好 MEMS 產(chǎn)線，形成差異化、特色化水平是值得思考的深度問題，也是傳感器產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的當(dāng)務(wù)之急。

3 應(yīng)對措施與建議

國內(nèi)傳感器行業(yè)大多為小微型企業(yè)，無論是總規(guī)模、創(chuàng)新能力、發(fā)展后勁都顯薄弱，難以抵御國際多變的技術(shù)現(xiàn)狀和商業(yè)競爭格局，也難以應(yīng)對國內(nèi)產(chǎn)業(yè)升級和“新質(zhì)生產(chǎn)力”發(fā)展推動(dòng)下的快速增長和創(chuàng)新需求。

此外，小微型企業(yè)在國外同類產(chǎn)品競爭中不具備優(yōu)勢，難以抵御進(jìn)口產(chǎn)品沖擊或管控形成的缺口，以及市場準(zhǔn)入門檻和行業(yè)壁壘。因此，結(jié)合區(qū)域特征和優(yōu)勢，構(gòu)建“雙生態(tài)”產(chǎn)業(yè)鏈，組成國際傳感器產(chǎn)業(yè)園 —— 傳感谷，聚集有明顯特色的企業(yè)和科研院所入駐園區(qū)，組成具有突出特色的上下游產(chǎn)業(yè)集群，實(shí)現(xiàn)年銷售額過千億元，并持續(xù)具備增長能力的國際化產(chǎn)業(yè)園區(qū)是積極可行的。具體建議如下：

（1）做好戰(zhàn)略定位和頂層設(shè)計(jì)。首先要從國家層面開展國內(nèi)外產(chǎn)業(yè)問題研究，制定國家產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃和相應(yīng)的產(chǎn)業(yè)政策。從產(chǎn)品工藝技術(shù)到應(yīng)用場景、市場營銷、資源配置等多維度確立目標(biāo)和內(nèi)容，配置相應(yīng)資源，落實(shí)具體責(zé)任。

（2）建立主題明確的產(chǎn)業(yè)生態(tài)體系。按照產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)和內(nèi)容，找準(zhǔn)切入口，選擇國內(nèi)外相應(yīng)的企業(yè)，針對性地招商引資，避免造成產(chǎn)業(yè)堆積、重復(fù)建設(shè)、惡性競爭。逐步培育產(chǎn)品創(chuàng)新與研發(fā)能力、上下游協(xié)同與配套能力，使產(chǎn)業(yè)鏈和產(chǎn)業(yè)生態(tài)具有完整性和準(zhǔn)確性。

（3）挖掘地區(qū)產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)市場、契合本地產(chǎn)業(yè)化需求。圍繞本地主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)情況，因地制宜地選擇合適的產(chǎn)品技術(shù)方向。同時(shí)，需要挖掘本地市場需求規(guī)模，以及原有的產(chǎn)業(yè)協(xié)同基礎(chǔ)及配套能力。由本地化配套市場需求牽引，精準(zhǔn)化引入產(chǎn)業(yè)鏈中缺少的相關(guān)企業(yè)，在為本地提供產(chǎn)品技術(shù)市場服務(wù)的同時(shí)，打造并成為產(chǎn)業(yè)園開局的新引擎。

（4）制定階段性目標(biāo)和考核辦法。結(jié)合規(guī)劃實(shí)施方案，在避免單一追求稅收和 GDP 的同時(shí)，對各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和園區(qū)建設(shè)的階段性任務(wù)進(jìn)行分階段考核。避免因周期長、技術(shù)突破困難而失去信心、前功盡棄。

（5）加大產(chǎn)業(yè)扶持政策和資源配置力度。傳感器企業(yè)對技術(shù)和人才的要求較高，而且 80% 以上均為小微型企業(yè)，技術(shù)創(chuàng)新動(dòng)力很足，但因缺乏資源導(dǎo)致創(chuàng)新能力不足，地方除了需要有“足夠的耐心”外，還要拿出項(xiàng)目資金、人才引進(jìn)、生產(chǎn)場地、生活安置、公共配套等政策“組合拳”。

總之，發(fā)展傳感器產(chǎn)業(yè)是一個(gè)艱難的過程，要有充分的信心和足夠的耐心。

4 結(jié)語

我國傳感器產(chǎn)業(yè)發(fā)展屬于困難與機(jī)遇并存的狀況。盡管在基礎(chǔ)技術(shù)、產(chǎn)業(yè)協(xié)同、人才需求、資源配置、市場準(zhǔn)入等方面存在各種矛盾和復(fù)雜問題，與發(fā)達(dá)國家相比存在較大差距，但行業(yè)整體發(fā)展較快，產(chǎn)業(yè)化能力不斷提高。

希望并期待抓好戰(zhàn)略定位和頂層設(shè)計(jì)，堅(jiān)持以問題為導(dǎo)向，運(yùn)用有限的資源進(jìn)行合理配置和精準(zhǔn)施策，按照階段性目標(biāo)持續(xù)評價(jià)，切不可盲目引進(jìn)、產(chǎn)業(yè)堆積、重復(fù)建設(shè)、惡性競爭。

更期盼未來，通過傳感谷及雙生態(tài)體系的建設(shè)，推動(dòng)國產(chǎn)傳感器良性發(fā)展，讓中國傳感器能夠在世界上占領(lǐng)一席之地，成為某個(gè)地區(qū)的優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)和閃亮名片。

作者簡介：郭源生（1960-），男，陜西寶雞人，北京理工大學(xué)前沿技術(shù)研究院首席專家，教授，研究方向：傳感器、物聯(lián)網(wǎng)等。

通訊作者：胡瑜（1970-），男，山東濟(jì)南人，天津仁愛學(xué)院高級工程師，研究方向：智能制造、軟件工程、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等。

專家檔案

郭源生 九三學(xué)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(wù)副理事長；北京理工大學(xué)前沿技術(shù)研究院首席專家、智能感知戰(zhàn)略委常務(wù)副主任；全國3D大賽組委會(huì)副主任。智慧醫(yī)療與大健康產(chǎn)業(yè)專委會(huì)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(xué)、華東理工、北京郵電等大學(xué)兼職教授。美國國家人工智能科學(xué)院院士；英國皇家醫(yī)學(xué)會(huì)會(huì)士。

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審核編輯 黃宇