【中國(guó)安防展覽網(wǎng) 企業(yè)關(guān)注】在萬(wàn)物互聯(lián)時(shí)代，我國(guó)建成了全球最大的NB-IoT網(wǎng)絡(luò)分较，形成了最為活躍的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用市場(chǎng)徘伯。但與此同時(shí)囚上，我國(guó)在物聯(lián)網(wǎng)傳感器方面有待突破南垦。“目前我們最缺乏的是感知能力。”工業(yè)和信息化部原副部長(zhǎng)痰拢、北京大學(xué)教授楊學(xué)山在2018中國(guó)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)生態(tài)大會(huì)上曾表示跛鸵，中國(guó)的物聯(lián)網(wǎng)經(jīng)歷了七年多發(fā)展，無(wú)論是在技術(shù)還是應(yīng)用領(lǐng)域资柔，都取得了巨大的進(jìn)步焙贷，但總體來(lái)看還存在不足。在物聯(lián)網(wǎng)各項(xiàng)基礎(chǔ)技術(shù)中贿堰，感知技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)的根底和核心辙芍，同時(shí)也是制約我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的最大瓶頸。
物聯(lián)網(wǎng)需要智能傳感器
“IC與MEMS的集成與融合羹与，是傳感技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必由之路故硅，特別是高檔傳感器、智能傳感器纵搁。” 中國(guó)儀器儀表行業(yè)協(xié)會(huì)傳感器分會(huì)名譽(yù)理事長(zhǎng)吃衅、沈陽(yáng)儀表科學(xué)院原院長(zhǎng)徐開先在接受《通信產(chǎn)業(yè)報(bào)》(網(wǎng))采訪中表示。在全球信息技術(shù)跨界融合加速腾誉，萬(wàn)物互聯(lián)的時(shí)代徘层，智能傳感器作為與外界環(huán)境交互的重要手段和感知信息的主要來(lái)源，被視為決定未來(lái)信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的核心與基礎(chǔ)之一利职。
傳感器技術(shù)歷經(jīng)了多年的發(fā)展趣效，大體可分為三代：第一代是結(jié)構(gòu)型傳感器，利用結(jié)構(gòu)參量變化來(lái)感受和轉(zhuǎn)化信號(hào); 第二代是20世紀(jì)70年代發(fā)展起來(lái)的固體型傳感器撼盈，這種傳感器由半導(dǎo)體私舱、電介質(zhì)、磁性材料等固體元件構(gòu)成; 第三代傳感器是智能型傳感器配昼。智能傳感器具有信息采集菊舅、信息處理、信息交換如癌、信息存儲(chǔ)功能的多元件集成電路舆滞，是集傳感芯片菱区、通信芯片、微處理器服讯、驅(qū)動(dòng)程序绎瓣、軟件算法等于一體的系統(tǒng)級(jí)產(chǎn)品。智能感知時(shí)代授灵，智能傳感器扮演越來(lái)越重要的角色堵忌，2016年全球智能傳感器市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到258億美元，而中國(guó)智能傳感器產(chǎn)值約14億美元藏亲。
物聯(lián)網(wǎng)杯道、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)责蝠、人工智能應(yīng)用的興起党巾，推動(dòng)傳感技術(shù)由單點(diǎn)突破向系統(tǒng)化、體系化的協(xié)同創(chuàng)新轉(zhuǎn)變霜医，大平臺(tái)齿拂、大生態(tài)主導(dǎo)核心技術(shù)走向態(tài)勢(shì)明顯，并成為發(fā)達(dá)國(guó)家和跨國(guó)企業(yè)布局的戰(zhàn)略高地肴敛。2017年署海，工信部發(fā)布了《智能傳感器產(chǎn)業(yè)三年行動(dòng)指南(2017-2019年)》，提出了要在智能終端医男、物聯(lián)網(wǎng)砸狞、汽車電子等工業(yè)領(lǐng)域有所發(fā)展。據(jù)有關(guān)專家預(yù)計(jì)2019年中國(guó)的智能傳感器產(chǎn)值將達(dá)到35億美元昨登，國(guó)產(chǎn)智能傳感器所占比重將達(dá)到25%以上趾代，比之前比重提高一倍。目前智能傳感器的應(yīng)用領(lǐng)域主要有消費(fèi)電子丰辣、汽車電子撒强、工業(yè)電子和醫(yī)療電子四大領(lǐng)域。在政策和市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)下滥港，我國(guó)智能傳感器產(chǎn)業(yè)生態(tài)趨于完備鸠头。設(shè)計(jì)、制造换蛔、封測(cè)等重點(diǎn)環(huán)節(jié)均有骨干企業(yè)布局诱价。國(guó)內(nèi)智能傳感器技術(shù)研發(fā)已經(jīng)初步開展，同時(shí)一些科研機(jī)構(gòu)已建立起智能傳感器中試服務(wù)平臺(tái)孽强，助推我國(guó)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展涧俐。與此同時(shí)，核心技術(shù)缺失氮妆、產(chǎn)品有效供給不足偶村、技術(shù)創(chuàng)新能力不強(qiáng)柄午、科研生產(chǎn)與應(yīng)用不協(xié)同等問(wèn)題仍然有待突破。
短板：高精度傳感器
但由于起步較晚娶架，我國(guó)智能傳感器產(chǎn)業(yè)目前仍面臨產(chǎn)品有效供給不足爽咒、技術(shù)創(chuàng)新能力不強(qiáng)、科研生產(chǎn)與應(yīng)用不協(xié)同等問(wèn)題窿侈，由此帶來(lái)的產(chǎn)業(yè)安全炼幔、信息安全挑戰(zhàn)不容忽視。長(zhǎng)期以來(lái)史简，在傳感器的關(guān)鍵行業(yè)乃秀，關(guān)鍵技術(shù)，高附加值應(yīng)用上乘瓤，國(guó)際品牌還處于壟斷地位环形。“由于傳感器門類眾多策泣，技術(shù)門檻不一衙傀，我國(guó)在常規(guī)的傳感器方面有所布局，但高精度的傳感器是短板萨咕。”河南師范大學(xué)從事物聯(lián)網(wǎng)研究的教授袁培燕向《通信產(chǎn)業(yè)報(bào)》(網(wǎng))記者表示统抬。高檔傳感器產(chǎn)品幾乎100%從國(guó)外進(jìn)口，90%芯片從國(guó)外進(jìn)口許多產(chǎn)品是“有品無(wú)芯”危队。
工業(yè)自動(dòng)化用高檔變送器用傳感器聪建，如EJA儀表中核心部件傳感器，年銷售35萬(wàn)臺(tái)左右茫陆，全部由國(guó)外或國(guó)外在國(guó)內(nèi)的獨(dú)資企業(yè)生產(chǎn)槽悼。汽車傳感器幾乎被國(guó)外壟斷，某些特種用途和特殊量程的傳感器毛围，如航天页梁、航空、航海專用傳感器沸恤，國(guó)內(nèi)基本不能生產(chǎn)队淳。高端智能裝備領(lǐng)域光纖傳感器技術(shù)及產(chǎn)品與國(guó)外相比尚有較大差距。在氣體傳感器領(lǐng)域真稚，國(guó)內(nèi)企業(yè)的氣體傳感器技術(shù)整體研發(fā)水平大幅落后于發(fā)達(dá)國(guó)家千雏，國(guó)內(nèi)對(duì)氣體傳感器的研究主要體現(xiàn)在低端的半導(dǎo)體傳感器和催化燃燒傳感器方面。在高端的紅外及電化學(xué)傳感器的研究較少农帝，沒(méi)有成熟的應(yīng)用技術(shù)误目，高端紅外及電化學(xué)高端氣體傳感器及檢測(cè)儀器儀表依賴進(jìn)口。即使在低端的半導(dǎo)體和催化燃燒氣體傳感器方面舆飒，在產(chǎn)品的精度轴私、穩(wěn)定性和工藝方面相對(duì)于國(guó)外先進(jìn)技術(shù)仍有較大差距锐拟。溫度傳感器方面，對(duì)NTC熱敏電阻器慧邮，國(guó)內(nèi)企業(yè)實(shí)力嚴(yán)重不足调限，90%的市場(chǎng)份額被外資占領(lǐng)。極高溫误澳、耐輻射耻矮、耐高壓的溫度傳感器尚不能批產(chǎn)。環(huán)境監(jiān)測(cè)傳感器領(lǐng)域空白多忆谓，產(chǎn)品少裆装，細(xì)顆粒物沒(méi)有能力監(jiān)測(cè)。
脖子卡在哪倡缠？
談及我國(guó)傳感器落后的原因哨免，多位專家均表示：技術(shù)、工藝以及材料等多種因素使然昙沦。創(chuàng)新能力弱琢唾；關(guān)鍵技術(shù)尚未突破;產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理，品種少盾饮、系列不全采桃；企業(yè)能力弱。“傳感器涉及到研發(fā)档价、設(shè)計(jì)以及生產(chǎn)等環(huán)節(jié)脂壁。”博立信科技總裁吳云橋向《通信產(chǎn)業(yè)報(bào)》(網(wǎng))表示，“我國(guó)在材料靡黑、制程以及工藝等關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域缺乏積累揖帕，所以這是一個(gè)長(zhǎng)期的過(guò)程。”首先帽惠，關(guān)鍵技術(shù)尚未突破是主要制約因素挎茂。徐開先表示，目前我國(guó)傳感器共性關(guān)鍵技術(shù)尚未突破亿隔。在設(shè)計(jì)技術(shù)方面午螺，傳感器的設(shè)計(jì)技術(shù)涉及多種學(xué)科、多種理論乃蔬、多種材料跷它、多種工藝及現(xiàn)場(chǎng)使用條件；設(shè)計(jì)軟件價(jià)格昂貴刁夺、設(shè)計(jì)過(guò)程復(fù)雜唾诺、考慮因子眾多；設(shè)計(jì)人才匱乏，設(shè)計(jì)人員不僅需了解通用設(shè)計(jì)程序和方法垢夹，還需熟悉器件制備工藝溢吻，了解器件現(xiàn)場(chǎng)使用條件」可以說(shuō)國(guó)內(nèi)尚無(wú)一套有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的促王，真正好用的傳感器設(shè)計(jì)軟件。
在可靠性技術(shù)方面而晒，國(guó)產(chǎn)傳感器可靠性不高是影響國(guó)產(chǎn)傳感器大量應(yīng)用的主要原因之一蝇狼，據(jù)了解電力部門采用國(guó)外傳感器產(chǎn)品三年不需檢修，采用國(guó)內(nèi)產(chǎn)品每季度檢修一次倡怎，石化部門迅耘，重要生產(chǎn)線幾乎全部采用國(guó)外傳感器，而不敢使用國(guó)內(nèi)產(chǎn)品监署。通常國(guó)產(chǎn)傳感器可靠性指標(biāo)比國(guó)外同類產(chǎn)品低1～2個(gè)數(shù)量級(jí)颤专。在封裝技術(shù)方面，傳感器的封裝結(jié)構(gòu)和封裝材料钠乏，影響傳感器的遲滯衙猾、時(shí)間常數(shù)、靈敏限淳胆，使用壽命等性能赁挚。從制造成本看逮弛，傳感器的封裝成本通常為總成本的30%～70%螃方。國(guó)內(nèi)對(duì)傳感器的封裝技術(shù)尚未形成系列、標(biāo)準(zhǔn)鞋会，也無(wú)統(tǒng)一接口担灭，因而傳感器的外型千差萬(wàn)別，很不利于用戶選用和產(chǎn)品互換填杀。
其次寓综，產(chǎn)業(yè)化能力不足也是制約因素。目前國(guó)內(nèi)高精度焦厘、高可靠傳感器研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化能力嚴(yán)重滯后于需求耿堕，技術(shù)水平相比國(guó)外還有較大差距，產(chǎn)品一致性绽脏、可靠性水平比國(guó)外低1～2個(gè)數(shù)量級(jí)味廊，產(chǎn)品的品種和系列大約是國(guó)外的30%～40%，產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化程度不足15%棠耕。導(dǎo)致高精度余佛、高可靠傳感器嚴(yán)重依賴進(jìn)口，從而被這些發(fā)達(dá)國(guó)家壟斷，例如GE公司辉巡、Honeywell公司恨憎、英飛凌公司、西門子公司郊楣、ABB公司憔恳、歐姆龍公司、基恩士公司等等净蚤。國(guó)內(nèi)傳感器產(chǎn)品不配套喇嘱、不成系列。
徐開先表示塞栅， 系列中比較易生產(chǎn)的某些規(guī)格尚能生產(chǎn)者铜，且重復(fù)生產(chǎn)，惡性競(jìng)爭(zhēng)放椰，系列兩端的產(chǎn)品往往不能生產(chǎn)绵颅，多需國(guó)外進(jìn)口，如工業(yè)自動(dòng)化儀表中廣為應(yīng)用的玲禾、高精度忙体、高穩(wěn)定的低微差壓傳感器(量程≤1KPa)，高差壓盏掉、高靜壓傳感器(量程≥3MPa怨级、靜壓≥60MPa)。第三毙向，資源分散钮核，產(chǎn)業(yè)規(guī)模小。目前國(guó)內(nèi)傳感器產(chǎn)品處于發(fā)展階段形负，傳感器品種也不多新掸，企業(yè)分散，制造水平低瞒礼，產(chǎn)業(yè)規(guī)模小教九。
目前我國(guó)傳感器企業(yè)有1600余家，大都為小芯勘、微企業(yè)箱靴，盈利能力不強(qiáng)，缺乏引領(lǐng)技術(shù)的龍頭企業(yè)荷愕。產(chǎn)業(yè)分散體現(xiàn)在資金分散衡怀、技術(shù)分散、企業(yè)布局分散路翻，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)分散狈癞、市場(chǎng)分散等方面；管理方面存在政府部門管理歸口不統(tǒng)一、難于協(xié)調(diào)蝶桶、多頭管理現(xiàn)象慨绳；政策支持方面也存在政策支持的集中度不高，缺乏專項(xiàng)計(jì)劃集中扶持真竖，即使支持也過(guò)于分散脐雪，缺乏力度，缺乏持續(xù)性恢共。第四战秋，傳感器高端人才匱乏是影響傳感器發(fā)展的最大瓶頸。徐開先表示柴炉，由于傳感器行業(yè)經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)辟堡、技術(shù)基礎(chǔ)、產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)較為薄弱青竹，加之傳感器產(chǎn)業(yè)涉及學(xué)科多触晃，要求知識(shí)面廣，新技術(shù)層出不窮俱报，長(zhǎng)期以來(lái)很難吸引國(guó)際頂級(jí)人才投身到傳感器行業(yè)工作皂计；加之國(guó)內(nèi)由于學(xué)科設(shè)置不合理，缺少?gòu)?fù)合型人才培養(yǎng)機(jī)制哼狰，往往搞設(shè)計(jì)的不懂工藝辉九、搞工藝的不明應(yīng)用、會(huì)應(yīng)用的不曉設(shè)計(jì)痊追。造成很多企業(yè)缺乏既懂管埋祷书、又懂技術(shù)、還會(huì)經(jīng)營(yíng)的復(fù)合型人才褒堆，以及工藝人才和技能人才澡呼。
從技術(shù)與應(yīng)用突圍
“我們的突破口在于應(yīng)用。”吳云橋表示厉碟，中國(guó)巨大的應(yīng)用市場(chǎng)給傳感器發(fā)展帶來(lái)發(fā)展動(dòng)力。他表示屠缭，家庭智能終端的普及和機(jī)器人應(yīng)用家庭化箍鼓，帶來(lái)細(xì)分產(chǎn)業(yè)傳感器應(yīng)用的新突破。但應(yīng)用的突破也需要技術(shù)與工藝的支撐呵曹。“國(guó)內(nèi)傳感器產(chǎn)業(yè)款咖，大部分都在搞傳感器應(yīng)用，特別是在物聯(lián)網(wǎng)奄喂，智能裝備方面的應(yīng)用铐殃，而不愿涉及傳感器芯片的開發(fā)和研究，”徐開先表示，“因芯片研發(fā)投資極大富腊，成本高坏逢，工藝裝備昂貴，資金回收周期長(zhǎng)赘被，且技術(shù)難度風(fēng)險(xiǎn)大是整，必須靠國(guó)家投資和資助，靠企業(yè)是難以為繼的砍篇。”徐開先強(qiáng)調(diào)以叛，如果不在傳感器芯片上投入和下功夫，那可能重蹈“IC芯片”之轍笛蛋。
如果傳感器芯片性能優(yōu)良疼喝，產(chǎn)品可靠性、穩(wěn)定性高绢拓，其應(yīng)用不愁沒(méi)有市場(chǎng)摊房。“加強(qiáng)IC與MEMS技術(shù)的集成與融合”徐開先建議，“IC與MEMS的集成與融合诅潮，是傳感技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必由之路昨哑。”“傳感器芯片是比較復(fù)雜的一個(gè)產(chǎn)業(yè)，涉及到研發(fā)胜全、設(shè)計(jì)以及生產(chǎn)等環(huán)節(jié)域毡。”中國(guó)移動(dòng)北京集成電路創(chuàng)新中心總經(jīng)理肖青向《通信產(chǎn)業(yè)報(bào)》(網(wǎng))記者表示，“我國(guó)在材料琅功、制程以及工藝等關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域缺乏積累考余，所以這是一個(gè)長(zhǎng)期的過(guò)程。”
以MEMS為例轧苫，它用微加工技術(shù)將各種產(chǎn)品整合到基于硅的微電子芯片上楚堤，MEMS工藝與傳統(tǒng)的IC工藝有許多相似之處，如光刻含懊、薄膜沉積身冬、摻雜、刻蝕岔乔、化學(xué)機(jī)械拋光工藝等酥筝，但有些復(fù)雜的微結(jié)構(gòu)難以用IC工藝實(shí)現(xiàn)，必須采用微加工技術(shù)制造雏门。包括硅的體微加工技術(shù)嘿歌、表面微加工技術(shù)和特殊微加工技術(shù)。除此之外茁影，MEMS制造還廣泛地使用多種特殊加工方法宙帝，包括鍵合丧凤、LIGA、電鍍步脓、軟光刻晰奉、微模鑄、微立體光刻與微電火花加工等辐芍。同通用芯片一樣贡垃，傳感芯片的生產(chǎn)制作過(guò)程尤為復(fù)雜。而且掷戚，在芯片生產(chǎn)加工中需要的材料中國(guó)產(chǎn)材料的使用率不足15%令久，高端制程和先進(jìn)封裝領(lǐng)域，半導(dǎo)體材料的國(guó)產(chǎn)化率更低猫郎，且部分產(chǎn)品面臨嚴(yán)重的專利技術(shù)封鎖沧唧。
但如果我國(guó)不能掌握MEMS傳感器的制造技術(shù)并主導(dǎo)其生產(chǎn)，無(wú)疑將阻礙傳感器產(chǎn)業(yè)前進(jìn)的步伐矩修。業(yè)內(nèi)人士建議可重點(diǎn)放在非硅基的新材料叫砚、新機(jī)理、新工藝傳感器的研究厅揍。重點(diǎn)發(fā)展應(yīng)用市場(chǎng)廣铡涣、具備一定產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)、易于快速產(chǎn)業(yè)化的智能傳感器及其核心元器件弹惦，運(yùn)動(dòng)感測(cè)組合傳感器中的加速度計(jì)否淤、陀螺儀，環(huán)境感測(cè)組合傳感器中的壓力傳感器等棠隐。
物聯(lián)網(wǎng)需要智能傳感器
“IC與MEMS的集成與融合羹与，是傳感技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必由之路故硅，特別是高檔傳感器、智能傳感器纵搁。” 中國(guó)儀器儀表行業(yè)協(xié)會(huì)傳感器分會(huì)名譽(yù)理事長(zhǎng)吃衅、沈陽(yáng)儀表科學(xué)院原院長(zhǎng)徐開先在接受《通信產(chǎn)業(yè)報(bào)》(網(wǎng))采訪中表示。在全球信息技術(shù)跨界融合加速腾誉，萬(wàn)物互聯(lián)的時(shí)代徘层，智能傳感器作為與外界環(huán)境交互的重要手段和感知信息的主要來(lái)源，被視為決定未來(lái)信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的核心與基礎(chǔ)之一利职。
傳感器技術(shù)歷經(jīng)了多年的發(fā)展趣效，大體可分為三代：第一代是結(jié)構(gòu)型傳感器，利用結(jié)構(gòu)參量變化來(lái)感受和轉(zhuǎn)化信號(hào); 第二代是20世紀(jì)70年代發(fā)展起來(lái)的固體型傳感器撼盈，這種傳感器由半導(dǎo)體私舱、電介質(zhì)、磁性材料等固體元件構(gòu)成; 第三代傳感器是智能型傳感器配昼。智能傳感器具有信息采集菊舅、信息處理、信息交換如癌、信息存儲(chǔ)功能的多元件集成電路舆滞，是集傳感芯片菱区、通信芯片、微處理器服讯、驅(qū)動(dòng)程序绎瓣、軟件算法等于一體的系統(tǒng)級(jí)產(chǎn)品。智能感知時(shí)代授灵，智能傳感器扮演越來(lái)越重要的角色堵忌，2016年全球智能傳感器市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到258億美元，而中國(guó)智能傳感器產(chǎn)值約14億美元藏亲。
物聯(lián)網(wǎng)杯道、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)责蝠、人工智能應(yīng)用的興起党巾，推動(dòng)傳感技術(shù)由單點(diǎn)突破向系統(tǒng)化、體系化的協(xié)同創(chuàng)新轉(zhuǎn)變霜医，大平臺(tái)齿拂、大生態(tài)主導(dǎo)核心技術(shù)走向態(tài)勢(shì)明顯，并成為發(fā)達(dá)國(guó)家和跨國(guó)企業(yè)布局的戰(zhàn)略高地肴敛。2017年署海，工信部發(fā)布了《智能傳感器產(chǎn)業(yè)三年行動(dòng)指南(2017-2019年)》，提出了要在智能終端医男、物聯(lián)網(wǎng)砸狞、汽車電子等工業(yè)領(lǐng)域有所發(fā)展。據(jù)有關(guān)專家預(yù)計(jì)2019年中國(guó)的智能傳感器產(chǎn)值將達(dá)到35億美元昨登，國(guó)產(chǎn)智能傳感器所占比重將達(dá)到25%以上趾代，比之前比重提高一倍。目前智能傳感器的應(yīng)用領(lǐng)域主要有消費(fèi)電子丰辣、汽車電子撒强、工業(yè)電子和醫(yī)療電子四大領(lǐng)域。在政策和市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)下滥港，我國(guó)智能傳感器產(chǎn)業(yè)生態(tài)趨于完備鸠头。設(shè)計(jì)、制造换蛔、封測(cè)等重點(diǎn)環(huán)節(jié)均有骨干企業(yè)布局诱价。國(guó)內(nèi)智能傳感器技術(shù)研發(fā)已經(jīng)初步開展，同時(shí)一些科研機(jī)構(gòu)已建立起智能傳感器中試服務(wù)平臺(tái)孽强，助推我國(guó)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展涧俐。與此同時(shí)，核心技術(shù)缺失氮妆、產(chǎn)品有效供給不足偶村、技術(shù)創(chuàng)新能力不強(qiáng)柄午、科研生產(chǎn)與應(yīng)用不協(xié)同等問(wèn)題仍然有待突破。
短板：高精度傳感器
但由于起步較晚娶架，我國(guó)智能傳感器產(chǎn)業(yè)目前仍面臨產(chǎn)品有效供給不足爽咒、技術(shù)創(chuàng)新能力不強(qiáng)、科研生產(chǎn)與應(yīng)用不協(xié)同等問(wèn)題窿侈，由此帶來(lái)的產(chǎn)業(yè)安全炼幔、信息安全挑戰(zhàn)不容忽視。長(zhǎng)期以來(lái)史简，在傳感器的關(guān)鍵行業(yè)乃秀，關(guān)鍵技術(shù)，高附加值應(yīng)用上乘瓤，國(guó)際品牌還處于壟斷地位环形。“由于傳感器門類眾多策泣，技術(shù)門檻不一衙傀，我國(guó)在常規(guī)的傳感器方面有所布局，但高精度的傳感器是短板萨咕。”河南師范大學(xué)從事物聯(lián)網(wǎng)研究的教授袁培燕向《通信產(chǎn)業(yè)報(bào)》(網(wǎng))記者表示统抬。高檔傳感器產(chǎn)品幾乎100%從國(guó)外進(jìn)口，90%芯片從國(guó)外進(jìn)口許多產(chǎn)品是“有品無(wú)芯”危队。
工業(yè)自動(dòng)化用高檔變送器用傳感器聪建，如EJA儀表中核心部件傳感器，年銷售35萬(wàn)臺(tái)左右茫陆，全部由國(guó)外或國(guó)外在國(guó)內(nèi)的獨(dú)資企業(yè)生產(chǎn)槽悼。汽車傳感器幾乎被國(guó)外壟斷，某些特種用途和特殊量程的傳感器毛围，如航天页梁、航空、航海專用傳感器沸恤，國(guó)內(nèi)基本不能生產(chǎn)队淳。高端智能裝備領(lǐng)域光纖傳感器技術(shù)及產(chǎn)品與國(guó)外相比尚有較大差距。在氣體傳感器領(lǐng)域真稚，國(guó)內(nèi)企業(yè)的氣體傳感器技術(shù)整體研發(fā)水平大幅落后于發(fā)達(dá)國(guó)家千雏，國(guó)內(nèi)對(duì)氣體傳感器的研究主要體現(xiàn)在低端的半導(dǎo)體傳感器和催化燃燒傳感器方面。在高端的紅外及電化學(xué)傳感器的研究較少农帝，沒(méi)有成熟的應(yīng)用技術(shù)误目，高端紅外及電化學(xué)高端氣體傳感器及檢測(cè)儀器儀表依賴進(jìn)口。即使在低端的半導(dǎo)體和催化燃燒氣體傳感器方面舆飒，在產(chǎn)品的精度轴私、穩(wěn)定性和工藝方面相對(duì)于國(guó)外先進(jìn)技術(shù)仍有較大差距锐拟。溫度傳感器方面，對(duì)NTC熱敏電阻器慧邮，國(guó)內(nèi)企業(yè)實(shí)力嚴(yán)重不足调限，90%的市場(chǎng)份額被外資占領(lǐng)。極高溫误澳、耐輻射耻矮、耐高壓的溫度傳感器尚不能批產(chǎn)。環(huán)境監(jiān)測(cè)傳感器領(lǐng)域空白多忆谓，產(chǎn)品少裆装，細(xì)顆粒物沒(méi)有能力監(jiān)測(cè)。
脖子卡在哪倡缠？
談及我國(guó)傳感器落后的原因哨免，多位專家均表示：技術(shù)、工藝以及材料等多種因素使然昙沦。創(chuàng)新能力弱琢唾；關(guān)鍵技術(shù)尚未突破;產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理，品種少盾饮、系列不全采桃；企業(yè)能力弱。“傳感器涉及到研發(fā)档价、設(shè)計(jì)以及生產(chǎn)等環(huán)節(jié)脂壁。”博立信科技總裁吳云橋向《通信產(chǎn)業(yè)報(bào)》(網(wǎng))表示，“我國(guó)在材料靡黑、制程以及工藝等關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域缺乏積累揖帕，所以這是一個(gè)長(zhǎng)期的過(guò)程。”首先帽惠，關(guān)鍵技術(shù)尚未突破是主要制約因素挎茂。徐開先表示，目前我國(guó)傳感器共性關(guān)鍵技術(shù)尚未突破亿隔。在設(shè)計(jì)技術(shù)方面午螺，傳感器的設(shè)計(jì)技術(shù)涉及多種學(xué)科、多種理論乃蔬、多種材料跷它、多種工藝及現(xiàn)場(chǎng)使用條件；設(shè)計(jì)軟件價(jià)格昂貴刁夺、設(shè)計(jì)過(guò)程復(fù)雜唾诺、考慮因子眾多；設(shè)計(jì)人才匱乏，設(shè)計(jì)人員不僅需了解通用設(shè)計(jì)程序和方法垢夹，還需熟悉器件制備工藝溢吻，了解器件現(xiàn)場(chǎng)使用條件」可以說(shuō)國(guó)內(nèi)尚無(wú)一套有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的促王，真正好用的傳感器設(shè)計(jì)軟件。
在可靠性技術(shù)方面而晒，國(guó)產(chǎn)傳感器可靠性不高是影響國(guó)產(chǎn)傳感器大量應(yīng)用的主要原因之一蝇狼，據(jù)了解電力部門采用國(guó)外傳感器產(chǎn)品三年不需檢修，采用國(guó)內(nèi)產(chǎn)品每季度檢修一次倡怎，石化部門迅耘，重要生產(chǎn)線幾乎全部采用國(guó)外傳感器，而不敢使用國(guó)內(nèi)產(chǎn)品监署。通常國(guó)產(chǎn)傳感器可靠性指標(biāo)比國(guó)外同類產(chǎn)品低1～2個(gè)數(shù)量級(jí)颤专。在封裝技術(shù)方面，傳感器的封裝結(jié)構(gòu)和封裝材料钠乏，影響傳感器的遲滯衙猾、時(shí)間常數(shù)、靈敏限淳胆，使用壽命等性能赁挚。從制造成本看逮弛，傳感器的封裝成本通常為總成本的30%～70%螃方。國(guó)內(nèi)對(duì)傳感器的封裝技術(shù)尚未形成系列、標(biāo)準(zhǔn)鞋会，也無(wú)統(tǒng)一接口担灭，因而傳感器的外型千差萬(wàn)別，很不利于用戶選用和產(chǎn)品互換填杀。
其次寓综，產(chǎn)業(yè)化能力不足也是制約因素。目前國(guó)內(nèi)高精度焦厘、高可靠傳感器研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化能力嚴(yán)重滯后于需求耿堕，技術(shù)水平相比國(guó)外還有較大差距，產(chǎn)品一致性绽脏、可靠性水平比國(guó)外低1～2個(gè)數(shù)量級(jí)味廊，產(chǎn)品的品種和系列大約是國(guó)外的30%～40%，產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化程度不足15%棠耕。導(dǎo)致高精度余佛、高可靠傳感器嚴(yán)重依賴進(jìn)口，從而被這些發(fā)達(dá)國(guó)家壟斷，例如GE公司辉巡、Honeywell公司恨憎、英飛凌公司、西門子公司郊楣、ABB公司憔恳、歐姆龍公司、基恩士公司等等净蚤。國(guó)內(nèi)傳感器產(chǎn)品不配套喇嘱、不成系列。
徐開先表示塞栅， 系列中比較易生產(chǎn)的某些規(guī)格尚能生產(chǎn)者铜，且重復(fù)生產(chǎn)，惡性競(jìng)爭(zhēng)放椰，系列兩端的產(chǎn)品往往不能生產(chǎn)绵颅，多需國(guó)外進(jìn)口，如工業(yè)自動(dòng)化儀表中廣為應(yīng)用的玲禾、高精度忙体、高穩(wěn)定的低微差壓傳感器(量程≤1KPa)，高差壓盏掉、高靜壓傳感器(量程≥3MPa怨级、靜壓≥60MPa)。第三毙向，資源分散钮核，產(chǎn)業(yè)規(guī)模小。目前國(guó)內(nèi)傳感器產(chǎn)品處于發(fā)展階段形负，傳感器品種也不多新掸，企業(yè)分散，制造水平低瞒礼，產(chǎn)業(yè)規(guī)模小教九。
目前我國(guó)傳感器企業(yè)有1600余家，大都為小芯勘、微企業(yè)箱靴，盈利能力不強(qiáng)，缺乏引領(lǐng)技術(shù)的龍頭企業(yè)荷愕。產(chǎn)業(yè)分散體現(xiàn)在資金分散衡怀、技術(shù)分散、企業(yè)布局分散路翻，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)分散狈癞、市場(chǎng)分散等方面；管理方面存在政府部門管理歸口不統(tǒng)一、難于協(xié)調(diào)蝶桶、多頭管理現(xiàn)象慨绳；政策支持方面也存在政策支持的集中度不高，缺乏專項(xiàng)計(jì)劃集中扶持真竖，即使支持也過(guò)于分散脐雪，缺乏力度，缺乏持續(xù)性恢共。第四战秋，傳感器高端人才匱乏是影響傳感器發(fā)展的最大瓶頸。徐開先表示柴炉，由于傳感器行業(yè)經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)辟堡、技術(shù)基礎(chǔ)、產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)較為薄弱青竹，加之傳感器產(chǎn)業(yè)涉及學(xué)科多触晃，要求知識(shí)面廣，新技術(shù)層出不窮俱报，長(zhǎng)期以來(lái)很難吸引國(guó)際頂級(jí)人才投身到傳感器行業(yè)工作皂计；加之國(guó)內(nèi)由于學(xué)科設(shè)置不合理，缺少?gòu)?fù)合型人才培養(yǎng)機(jī)制哼狰，往往搞設(shè)計(jì)的不懂工藝辉九、搞工藝的不明應(yīng)用、會(huì)應(yīng)用的不曉設(shè)計(jì)痊追。造成很多企業(yè)缺乏既懂管埋祷书、又懂技術(shù)、還會(huì)經(jīng)營(yíng)的復(fù)合型人才褒堆，以及工藝人才和技能人才澡呼。
從技術(shù)與應(yīng)用突圍
“我們的突破口在于應(yīng)用。”吳云橋表示厉碟，中國(guó)巨大的應(yīng)用市場(chǎng)給傳感器發(fā)展帶來(lái)發(fā)展動(dòng)力。他表示屠缭，家庭智能終端的普及和機(jī)器人應(yīng)用家庭化箍鼓，帶來(lái)細(xì)分產(chǎn)業(yè)傳感器應(yīng)用的新突破。但應(yīng)用的突破也需要技術(shù)與工藝的支撐呵曹。“國(guó)內(nèi)傳感器產(chǎn)業(yè)款咖，大部分都在搞傳感器應(yīng)用，特別是在物聯(lián)網(wǎng)奄喂，智能裝備方面的應(yīng)用铐殃，而不愿涉及傳感器芯片的開發(fā)和研究，”徐開先表示，“因芯片研發(fā)投資極大富腊，成本高坏逢，工藝裝備昂貴，資金回收周期長(zhǎng)赘被，且技術(shù)難度風(fēng)險(xiǎn)大是整，必須靠國(guó)家投資和資助，靠企業(yè)是難以為繼的砍篇。”徐開先強(qiáng)調(diào)以叛，如果不在傳感器芯片上投入和下功夫，那可能重蹈“IC芯片”之轍笛蛋。
如果傳感器芯片性能優(yōu)良疼喝，產(chǎn)品可靠性、穩(wěn)定性高绢拓，其應(yīng)用不愁沒(méi)有市場(chǎng)摊房。“加強(qiáng)IC與MEMS技術(shù)的集成與融合”徐開先建議，“IC與MEMS的集成與融合诅潮，是傳感技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必由之路昨哑。”“傳感器芯片是比較復(fù)雜的一個(gè)產(chǎn)業(yè)，涉及到研發(fā)胜全、設(shè)計(jì)以及生產(chǎn)等環(huán)節(jié)域毡。”中國(guó)移動(dòng)北京集成電路創(chuàng)新中心總經(jīng)理肖青向《通信產(chǎn)業(yè)報(bào)》(網(wǎng))記者表示，“我國(guó)在材料琅功、制程以及工藝等關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域缺乏積累考余，所以這是一個(gè)長(zhǎng)期的過(guò)程。”
以MEMS為例轧苫，它用微加工技術(shù)將各種產(chǎn)品整合到基于硅的微電子芯片上楚堤，MEMS工藝與傳統(tǒng)的IC工藝有許多相似之處，如光刻含懊、薄膜沉積身冬、摻雜、刻蝕岔乔、化學(xué)機(jī)械拋光工藝等酥筝，但有些復(fù)雜的微結(jié)構(gòu)難以用IC工藝實(shí)現(xiàn)，必須采用微加工技術(shù)制造雏门。包括硅的體微加工技術(shù)嘿歌、表面微加工技術(shù)和特殊微加工技術(shù)。除此之外茁影，MEMS制造還廣泛地使用多種特殊加工方法宙帝，包括鍵合丧凤、LIGA、電鍍步脓、軟光刻晰奉、微模鑄、微立體光刻與微電火花加工等辐芍。同通用芯片一樣贡垃，傳感芯片的生產(chǎn)制作過(guò)程尤為復(fù)雜。而且掷戚，在芯片生產(chǎn)加工中需要的材料中國(guó)產(chǎn)材料的使用率不足15%令久，高端制程和先進(jìn)封裝領(lǐng)域，半導(dǎo)體材料的國(guó)產(chǎn)化率更低猫郎，且部分產(chǎn)品面臨嚴(yán)重的專利技術(shù)封鎖沧唧。
但如果我國(guó)不能掌握MEMS傳感器的制造技術(shù)并主導(dǎo)其生產(chǎn)，無(wú)疑將阻礙傳感器產(chǎn)業(yè)前進(jìn)的步伐矩修。業(yè)內(nèi)人士建議可重點(diǎn)放在非硅基的新材料叫砚、新機(jī)理、新工藝傳感器的研究厅揍。重點(diǎn)發(fā)展應(yīng)用市場(chǎng)廣铡涣、具備一定產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)、易于快速產(chǎn)業(yè)化的智能傳感器及其核心元器件弹惦，運(yùn)動(dòng)感測(cè)組合傳感器中的加速度計(jì)否淤、陀螺儀，環(huán)境感測(cè)組合傳感器中的壓力傳感器等棠隐。
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