傳(chuán)感器是多(duō)學(xué)科的(de)高技術聚合物,被稱為“工業工藝品”。工業的發展離不開眾多感知技術的加持,其中較為關鍵的技(jì)術之一便(biàn)是傳感器。當前,傳感器正(zhèng)在向智能化、微型化、多功能(néng)、低功耗、高精度等方向(xiàng)發展。“十四五”期間(jiān),我國智能傳感器產業將在技術創新和產業規模上取得重大突破,設計與製造技術創新能力將(jiāng)大幅提升,模擬仿真、MEMS工藝、晶圓(yuán)級封裝、個性化測試和軟硬件集成能力將達到國(guó)際先(xiān)進水平,產業規模突破千億元,成(chéng)為支撐工業互聯網和智能製造的新型基礎產業。也是新基(jī)建的(de)建設以及新一代信息技術的快(kuài)速(sù)發展提供有力支撐(chēng)。
工業傳感器是(shì)國家工業基(jī)礎實力的體現
工業傳感器是用於(yú)各種工業(yè)場景如能(néng)源、石油、化工、冶金、電力、機械製(zhì)造、汽車等工業製造過程中的各類傳感器,泛指在工(gōng)業製造過程能將感受的力、熱、光、磁、聲、濕、電、環境等被測量轉換成電信號輸出的器件與裝(zhuāng)置。是一(yī)類涉及多學(xué)科基礎技術融合的工業產品。具有技術(shù)密集、多(duō)品種、小批量、使用靈活及應用分布廣泛的典型特征。
德國(guó)傳感和測量技術(shù)協會(AMA)在《傳感器技術(shù)2022——讓(ràng)創新互聯》報(bào)告中指出(chū),傳感器技術是很多機器、設備和車輛競爭力的核心技術,是提升其價值增值的手段。與當前快速發展的互聯網一樣(yàng),傳感器的發展為其帶來機遇與挑戰。未來傳感器的先進程度決定(dìng)了機械製造、汽(qì)車、過程控製(zhì)和製(zhì)造領域的國際競爭力。美國則在上世紀80年代就成立了國際技術小組(BGT),從(cóng)國家(jiā)層(céng)麵協調政府資源、企業和相關部門在傳感器技術、功能材料等(děng)全方麵開展(zhǎn)工作,服務於美國工(gōng)業製造、智能製造和軍工領域(yù)。日(rì)本(běn)在上(shàng)世紀末就已經將傳感器技術列為本世紀十大技術,日本工(gōng)商界直接認為(wéi),“支配了傳感器技術就能支(zhī)配新時代”,並將傳感器技術的開發利用列為本世紀國家發展六(liù)大核心技術之一。
我國工業傳感器經過半個多世紀的發展,在體係、規模、產品種類、基礎技術研究、產學研用一條龍建設等多方麵(miàn)取得了一定的進步,基本滿足了改革開放以來快(kuài)速發展的國民經濟建設需要(yào)。但我國工業傳感器(qì)產業自身所(suǒ)存在的共性基礎研(yán)究不利、創(chuàng)新能力弱、核心技術少、核心元件成果走不出實驗室、核(hé)心元器件國產(chǎn)化嚴重缺失的問題並沒有得到根本解決。我國(guó)基礎科(kē)學研究短板依然突(tū)出,企業對基礎研究重視不夠,重大原創成果缺乏,底層基礎技術(shù)、基礎(chǔ)工藝能力(lì)不足,基礎元器件、基礎材料等瓶頸仍(réng)然突出,關鍵技術受製於人的局麵沒有根本性改變。工業傳(chuán)感器(qì)作為現(xiàn)代工業的基礎、工業革命(工業(yè)4.0)的基石,對我國(guó)整個工業產業發展具有四兩撥千斤的重要價值。
當前國內工業(yè)傳(chuán)感器(qì)麵臨的矛盾與問題
一,產、學(xué)、研、用鏈條失靈,產業(yè)化問題仍(réng)然未受重視。我國傳感器企業95%以上屬小型企(qǐ)業,規模小、研發能力弱、自主研發動力不(bú)足,無法負擔(dān)技術(shù)由(yóu)實驗室階段(duàn)過(guò)渡到產業化這一過程(chéng)中所需的經費及風險。而原本承擔基(jī)礎技術研究以及實驗室成果轉化工作的國有科研轉製院所,在新(xīn)形(xíng)勢下自主研發投入能力有限,無法也無能力全力開展(zhǎn)相關工作,從而造成目前我國傳感器基礎研究不利、創新能力弱、核心技術少、核心元件成果走不出實驗室,產學研用鏈條失靈的問題。
二,核(hé)心元器件高度依賴進口。傳感(gǎn)器創新體(tǐ)製及相關政策不明確、不完善,資金使用、基(jī)礎研究立項、核(hé)心技術開發、核(hé)心元件配套等以分散(sàn)的形式開展工作,無(wú)法形成有力的(de)科研創新體係來解決(jué)基礎核心技術和成果推廣。如重大裝備核心裝置用傳感器、變送器,產品幾乎100%從國外進(jìn)口,相關(guān)核心敏感元器件(芯片(piàn))95%以上依賴國外。
三(sān),對傳感器技術的(de)頂層設計、基礎工藝和共性關鍵技術缺乏統籌規劃。國家對傳感器產業雖然重視,特別是近十年集中出(chū)台了大(dà)量鼓勵行業發展的政策製度,但在戰略層麵仍然缺乏共識(shí),不同行業或者部門對於傳感器行(háng)業發展各自為政。缺乏對基礎工藝、共性關鍵技(jì)術研究,缺乏係統的(de)培育(yù)和引(yǐn)導,導致基礎工藝發展滯緩,共性技術研究滯後,產業分散,低水平重複發展嚴重(chóng),沒有形成龍頭效應,更缺乏類似歐洲以及美國(guó)傳感(gǎn)器(qì)行業各個分類明晰的產業(產品)和技術。
四,配套人才(cái)匱乏。我國傳感器行業針對複合型人才的要求(qiú)很高。由於國內專業學科設置局限(xiàn)性及國外公(gōng)司企(qǐ)業對人(rén)才的掠奪性招聘,人才流失現象屢見不鮮。缺乏既懂管理,又懂技術,還會經營的複(fù)合型管理人才或者(zhě)是工藝(yì)、技術、管理等(děng)技術人才。
五,工(gōng)業傳感器產業數據存在“虛胖”的數(shù)據現象(xiàng)。國內大量數據報告在對工業傳感器分析時,所采用(yòng)的數據大都是指向不(bú)明晰的“泛傳感器”概念下的綜合(hé)數據,混淆工業傳感器實際狀態,影響工業傳感器領(lǐng)域政策方(fāng)針製定的針對性、準確性,對頂層設計和認識工業傳感器現狀毫厘千裏。
推進工業傳感器產業發(fā)展的建議(yì)
一,針對產、學、研、用鏈條失靈,核心(xīn)關鍵共性技術薄弱,產業化問題(tí)未受重視的問題,建議參照國際精(jīng)、專、特、標準化(huà)傳感器產業建設模式,重建國家共性技術研發機構、國家傳感器產(chǎn)業集群,從生態(tài)建(jiàn)設角度(dù)補齊傳感器(qì)設計、封裝、檢測的一條龍,及(jí)傳感器產業拉(lā)動(dòng)一條龍,麵向新基建及(jí)新一代信息技術產業提升,采用需求牽引(yǐn),拉動傳感器的應用,進而實現(xiàn)迭代和研發的良性循環,分階段發展和補(bǔ)齊(qí)工業傳感器(qì)短板。
二,強化國家傳感器基礎產業鏈建設,采用MEMS技術+IC技術等新興技術的深度融合,采用集(jí)群建設和一條龍模式建設產(chǎn)業生態環境,按照設計、封裝、檢測、服務生態需求,分類建設新基礎建設的各類傳感器專業化產業集群。
三,在政策(cè)引導下推動(dòng)傳感器公共技術平台建設(shè),以國家傳感器工程研究、國家傳感器實(shí)驗室、智能傳感(gǎn)器(qì)國家創投等研發平台機構為依托(tuō),重建國家傳(chuán)感器共性技術平台,專心基礎技術研究開發(fā)、推廣與產業轉化支持,賦予共性技術(shù)平台進行傳感器基礎(chǔ)共性技(jì)術和工藝的研發,以及在產業(yè)鏈條上的第(dì)三方(fāng)裁判和評測(cè)能力,保護傳感器基礎技術、共(gòng)性技術的不間斷發展,推動核(hé)心關鍵共性技術及新型傳感器的研究工作,推動已有(yǒu)科研成果實(shí)現產業化。
四(sì),建設跨學科(kē)的傳(chuán)感(gǎn)器綜(zōng)合人才培養基地,給予(yǔ)共性技術(shù)平台以及各類隱形技術人(rén)才、管理人才以激勵政策。
五,亟待出台政策、企業擔責、市場需求放開的係列相關政策和製度,為傳感器企業進入當前新基(jī)建建設的主戰場創造環境,給予合規企業在產品準入、資金、稅收等多方麵優惠條件,推進合規企業開展國產傳(chuán)感器的(de)準入工作,分階段持續、快(kuài)速地解(jiě)決國產傳感器的國內配(pèi)套難題,在當前新基建及新一代信息技術產業提升中,解決國內工(gōng)業傳感器需求難題,保障新基建建設的基礎穩固。
轉載自原創文章:《劉沁:工業(yè)傳感器夯實新基建(jiàn)創新基礎丨傳感器產業“十四五”展望》