國(guó)內(nèi)形勢(shì)中傳感器行業(yè)的發(fā)展情況如何

當(dāng)前社會(huì)現(xiàn)狀，物聯(lián)網(wǎng)已成為物聯(lián)網(wǎng)的核心，物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展需要智能感知、識(shí)別和通信等技術(shù)，而感知的關(guān)鍵在于傳感器及其相關(guān)技術(shù)，可以毫不夸張地說(shuō)，物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展離不開(kāi)傳感器。以前曾經(jīng)有一個(gè)粉絲讓我分析國(guó)內(nèi)外傳感器的現(xiàn)狀，作為現(xiàn)代科技的前沿技術(shù)，被視為現(xiàn)代信息技術(shù)的三大支柱之一，也是被國(guó)內(nèi)外公認(rèn)為最具發(fā)展前景的高科技產(chǎn)業(yè)。我國(guó)自動(dòng)化方面的專家指出，塑料工業(yè)網(wǎng)，傳感器技術(shù)的發(fā)展直接關(guān)系到我國(guó)自動(dòng)化行業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r，傳感器技術(shù)是自動(dòng)化行業(yè)的強(qiáng)項(xiàng)。說(shuō)明了傳感技術(shù)在自動(dòng)化行業(yè)乃至全國(guó)工業(yè)建設(shè)中的重要性。

但是，隨著傳感器行業(yè)的春天來(lái)臨，中國(guó)公眾看到的似乎依然是國(guó)外半導(dǎo)體巨頭的盛宴。業(yè)內(nèi)認(rèn)為，盡管中國(guó)傳感器市場(chǎng)發(fā)展迅速，但國(guó)內(nèi)傳感器技術(shù)與世界水平相比還存在較大差距。

這一差距，一方面表現(xiàn)為傳感器在感知信息方面的滯后，另一方面也表現(xiàn)為傳感器本身在智能化和網(wǎng)絡(luò)化方面技術(shù)上的滯后。因?yàn)闆](méi)有形成足夠的規(guī)?；瘧?yīng)用，導(dǎo)致國(guó)內(nèi)傳感器不僅技術(shù)水平低，而且價(jià)格昂貴，難以在市場(chǎng)上具有競(jìng)爭(zhēng)力。

現(xiàn)在全球傳感器市場(chǎng)主要由幾個(gè)龍頭企業(yè)：美國(guó)，日本，德國(guó)。在全球傳感器市場(chǎng)中，美國(guó)、日本、德國(guó)和中國(guó)共占72%的份額，其中中國(guó)占11%左右。相對(duì)于世界上生產(chǎn)的兩萬(wàn)多種產(chǎn)品，中國(guó)國(guó)內(nèi)只能生產(chǎn)其中的三分之一左右，而且總體技術(shù)水平較低，這是一個(gè)亟需改變的狀況。

中國(guó)傳感器的發(fā)展現(xiàn)狀

我們的國(guó)家在20世紀(jì)60年代就開(kāi)始涉足傳感器制造行業(yè)。1972年，組建了中國(guó)第一個(gè)壓阻傳感器研制生產(chǎn)單位；1974年，研制成功中國(guó)第一個(gè)實(shí)用壓阻式壓力傳感器；1978年，建立了中國(guó)第一個(gè)固體壓阻加速度傳感器；1982年，首次開(kāi)展了硅微機(jī)械系統(tǒng)(MEMS)和SOI(絕緣體上硅)工藝技術(shù)的研究工作。二十世紀(jì)九十年代以后，硅微加工技術(shù)的絕對(duì)壓力傳感器、微壓傳感器、呼吸機(jī)壓力傳感器、多晶硅壓力傳感器、低成本的TO-8封裝壓力傳感器相繼問(wèn)世并實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化。經(jīng)過(guò)30多年的改革開(kāi)放，我國(guó)傳感器技術(shù)和產(chǎn)業(yè)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，主要表現(xiàn)在：建立了國(guó)家傳感器重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、國(guó)家微米/納米重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、國(guó)家傳感器工程中心等科研和開(kāi)發(fā)基地；建立了國(guó)家高科技成果轉(zhuǎn)化基地；在“九五”期間，我國(guó)成功研制出51個(gè)品種86個(gè)規(guī)格的傳感器產(chǎn)品，初步形成了敏感元件與傳感器產(chǎn)業(yè)。

當(dāng)前中國(guó)傳感器產(chǎn)業(yè)正處在從傳統(tǒng)型向新型傳感器發(fā)展的關(guān)鍵階段，新一代傳感器呈現(xiàn)出微型化、多功能化、數(shù)字化、智能化、系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展趨勢(shì)。

傳感技術(shù)已經(jīng)發(fā)展了很多年，它的技術(shù)發(fā)展大致可以分為三代：

結(jié)構(gòu)型傳感器首先利用結(jié)構(gòu)參數(shù)的變化對(duì)信號(hào)進(jìn)行感知和轉(zhuǎn)換；

在20世紀(jì)70年代開(kāi)發(fā)的固體類型傳感器，它是利用材料的某些特性，由半導(dǎo)體、電介質(zhì)、磁性材料等固體元件組成。例如：利用熱電效應(yīng)，霍爾效應(yīng)，光敏效應(yīng)，分別制作熱電偶傳感器，霍爾傳感器，光敏傳感器。

三代傳感器是后來(lái)才發(fā)展起來(lái)的智能傳感器，是微機(jī)技術(shù)和檢測(cè)技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，它使得傳感器具有一定的人工智能性質(zhì)。

與國(guó)外差距的中國(guó)傳感器發(fā)展。

從發(fā)展態(tài)勢(shì)來(lái)看，國(guó)內(nèi)傳感器廠商占據(jù)了中低端市場(chǎng)從三個(gè)方面入手：

一類產(chǎn)品占據(jù)中低端市場(chǎng)，傳統(tǒng)的技術(shù)設(shè)備手段能夠滿足絕大多數(shù)產(chǎn)品的生產(chǎn)需求，市場(chǎng)發(fā)展?fàn)顩r良好。除了個(gè)別廠家把個(gè)別品種的芯片從國(guó)外引進(jìn)國(guó)內(nèi)封裝出相關(guān)產(chǎn)品，占據(jù)了較大的市場(chǎng)份額外，其它高端產(chǎn)品都被國(guó)外廠商壟斷。

隨著物聯(lián)網(wǎng)等新興產(chǎn)業(yè)的崛起，傳感器產(chǎn)業(yè)已成為世界各國(guó)爭(zhēng)奪高科技發(fā)展的重要領(lǐng)域。近些年來(lái)，我國(guó)傳感器產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，應(yīng)用模式日趨成熟。但是，我國(guó)的傳感器產(chǎn)業(yè)由于檔次低，技術(shù)創(chuàng)新能力不強(qiáng)，出現(xiàn)了一種低端過(guò)剩、中高端被國(guó)外壟斷的市場(chǎng)格局。我國(guó)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展滯后已成為制約其發(fā)展的瓶頸。我國(guó)目前已經(jīng)形成了從材料、設(shè)備、系統(tǒng)到網(wǎng)絡(luò)的較為完整的傳感器產(chǎn)業(yè)鏈。從網(wǎng)絡(luò)接口、傳感器和網(wǎng)絡(luò)通信的融合、物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)等方面進(jìn)行了深入的研究。但是，我國(guó)的產(chǎn)業(yè)層次低，企業(yè)規(guī)模小，技術(shù)創(chuàng)新能力不強(qiáng)，許多企業(yè)只是引進(jìn)國(guó)外的零部件進(jìn)行加工，同質(zhì)化嚴(yán)重。但由于生產(chǎn)設(shè)備落后，工藝不穩(wěn)定等原因?qū)е庐a(chǎn)品指標(biāo)分散，穩(wěn)定性差。仿效產(chǎn)品在敏捷性上也不盡如人意。而在相對(duì)研發(fā)突出的領(lǐng)域，卻忽視了工業(yè)化基礎(chǔ)研究，商品化發(fā)展嚴(yán)重滯后。當(dāng)前我國(guó)的傳感器產(chǎn)品約有6000種左右，而國(guó)外則有20000多種，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的需求。中高檔傳感器占80%，傳感器芯片占90%以上，國(guó)產(chǎn)化差距很大。而數(shù)字、智能、微型化等高科技產(chǎn)品則嚴(yán)重短缺。對(duì)高端產(chǎn)品的國(guó)家重大裝備需求主要依靠進(jìn)口。但對(duì)于傳感器和涉及國(guó)家安全、重大工程需要的智能儀器儀表，國(guó)外往往對(duì)我國(guó)有所限制。在未來(lái)相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間里，外資企業(yè)的產(chǎn)品占據(jù)了國(guó)內(nèi)高端市場(chǎng)的絕大部分市場(chǎng)份額，對(duì)高端市場(chǎng)的長(zhǎng)期把持，這一勢(shì)頭在短期內(nèi)不會(huì)得到根本改變。

國(guó)有企業(yè)發(fā)展?fàn)顩r處于穩(wěn)定增長(zhǎng)狀態(tài)，總體上與國(guó)外最新技術(shù)發(fā)展不相適應(yīng)，除少數(shù)廠商外，總體差距有擴(kuò)大的趨勢(shì)。原因在于傳感器技術(shù)發(fā)展迅速，工藝和制造設(shè)備更新迅速，國(guó)內(nèi)很多新設(shè)備廠商無(wú)法生產(chǎn)等等。而單機(jī)設(shè)備的價(jià)格則少則幾十萬(wàn)，多則幾百萬(wàn)美元，絕大多數(shù)廠家依靠自身積累難以購(gòu)置新設(shè)備，導(dǎo)致在許多新技術(shù)、新工藝方面跟不上國(guó)外企業(yè)的迅猛發(fā)展。

我國(guó)傳感產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀。

我國(guó)的傳感器一方面表現(xiàn)為對(duì)信息感知能力的落后，另一方面又表現(xiàn)為傳感器本身在智能化、網(wǎng)絡(luò)化方面的技術(shù)落后。因?yàn)闆](méi)有形成足夠的規(guī)?；瘧?yīng)用，導(dǎo)致國(guó)內(nèi)傳感器不僅技術(shù)水平低，而且價(jià)格昂貴，難以在市場(chǎng)上具有競(jìng)爭(zhēng)力。

從1980年左右，中國(guó)就開(kāi)始重視傳感器技術(shù)的研究。通過(guò)幾年的努力，傳感技術(shù)的研究發(fā)展水平還是比較高的。但在產(chǎn)品化方面的技術(shù)進(jìn)步并不理想，很多傳感器技術(shù)，其實(shí)國(guó)內(nèi)的實(shí)驗(yàn)室研究水平并不差，可惜沒(méi)能充分利用，轉(zhuǎn)化成成熟的產(chǎn)品進(jìn)入市場(chǎng)。

傳感技術(shù)的研究需要較長(zhǎng)時(shí)間的投入，一個(gè)傳感器的研發(fā)，要到6-8年才能成熟，一般中國(guó)企業(yè)承受不了這么長(zhǎng)的周期。在傳感器研究失敗的高風(fēng)險(xiǎn)環(huán)境下，中國(guó)企業(yè)更難承受失敗。

在日本企業(yè)的研發(fā)支持下，許多形不成產(chǎn)品的企業(yè)，都能負(fù)擔(dān)得起，10項(xiàng)中只要2-3項(xiàng)能變成產(chǎn)品就可以了。與之相反，我們的許多企業(yè)已經(jīng)準(zhǔn)備好取用他人現(xiàn)有的東西。這樣的想法是有問(wèn)題的，包括我們一直希望引進(jìn)現(xiàn)成的國(guó)外人才和自己的項(xiàng)目。沒(méi)有人會(huì)去養(yǎng)魚(yú)，他們只會(huì)去撈魚(yú)。

與比較大型的儀器相比，傳感器在產(chǎn)品化過(guò)程中所需的投入一般都不大，因此比較適合小企業(yè)投資。中國(guó)在這方面應(yīng)該占據(jù)優(yōu)勢(shì)。但是，如果從其他方面考慮，這也是一種弱點(diǎn)。

傳感產(chǎn)業(yè)的一個(gè)特點(diǎn)是，傳感器本身的技術(shù)含量很高，但是單獨(dú)的傳感器一般價(jià)格不高。這一特點(diǎn)導(dǎo)致了傳感器雖然具有較高的技術(shù)附加值，但單靠傳感器卻難以形成可觀的產(chǎn)值。

一般而言，感應(yīng)器有點(diǎn)兒像中藥中的“藥引”，其本身的功能非常重要，但要達(dá)到真正的成倍成倍，還需要整個(gè)服藥。外國(guó)許多傳感器公司一旦在傳感器方面有所突破，就會(huì)開(kāi)發(fā)出相關(guān)的測(cè)量?jī)x器。

此外，在中國(guó)專利保護(hù)機(jī)制下，感應(yīng)器苦心經(jīng)營(yíng)研發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)，往往呈現(xiàn)出“訣竅”性質(zhì)，被抄襲后，很難說(shuō)清，企業(yè)也打不起官司。盡管國(guó)內(nèi)也有MEMS傳感器企業(yè)，但都是委托加工，加工企業(yè)自己拿來(lái)做，加工企業(yè)自己拿來(lái)做，目前的企業(yè)創(chuàng)新體系存在著很大的問(wèn)題。

國(guó)內(nèi)傳感器發(fā)展的主要差距。