來源：通信產(chǎn)業(yè)網(wǎng)

作者：高超,、黨博文、趙妍 

中國儀器儀表行業(yè)協(xié)會傳感器分會名譽理事長徐開先：傳感器產(chǎn)業(yè)六大問題待解

中國傳感器產(chǎn)業(yè)處于國際中等水平,，處在國內(nèi)產(chǎn)業(yè)大發(fā)展的前夜,，但是具有自主知識產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)不多，產(chǎn)業(yè)效益也不明顯,。

日前,，中國儀器儀表行業(yè)協(xié)會傳感器分會名譽理事長、沈陽儀表科學研究院有限公司原院長,、教授級高工徐開先接受了《通信產(chǎn)業(yè)報》(網(wǎng))記者采訪,，總結(jié)了當前中國傳感器產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀、所遇到的問題以及突破口,。

六大問題待解

盡管中國在傳感器領(lǐng)域取得了一定的突破,，但是在國內(nèi)市場,，在關(guān)鍵行業(yè)，關(guān)鍵技術(shù),，高附加值應用上,，國際品牌還處于壟斷地位。

據(jù)了解,，高檔傳感器產(chǎn)品幾乎全部從國外進口,，90%芯片從國外進口。高端智能裝備領(lǐng)域光纖傳感器的技術(shù)及產(chǎn)品與國外相比尚有較大差距,。溫度傳感器中對NTC熱敏電阻器,，國內(nèi)企業(yè)實力嚴重不足，90%的市場份額被外資占領(lǐng),。極高溫,、耐輻射、耐高壓的溫度傳感器尚不能批量生產(chǎn),。

對此,，徐開先認為造成這一局面的原因主要有六點。

第一,，在設(shè)計,、可靠性、封裝技術(shù)等方面的共性關(guān)鍵技術(shù)尚未真正突破,。首先,，在設(shè)計技術(shù)方面，傳感器的設(shè)計技術(shù)涉及多種學科,、多種理論,、多種材料、多種工藝及現(xiàn)場使用條件;設(shè)計軟件價格昂貴,、設(shè)計過程復雜,、考慮因子眾多;設(shè)計人才匱乏，設(shè)計人員不僅需了解通用設(shè)計程序和方法,，還需熟悉器件制備工藝，了解器件現(xiàn)場使用條件,。其次,，在可靠性技術(shù)方面，通常國產(chǎn)傳感器可靠性指標比國外同類產(chǎn)品低1-2個數(shù)量級,。最后,，在封裝技術(shù)方面，國內(nèi)對傳感器的封裝技術(shù)尚未形成系列,、標準,，也無統(tǒng)一接口,，不利于用戶選用和產(chǎn)品互換,。

第二,，國內(nèi)傳感器產(chǎn)品不配套,、不成系列。徐開先認為,，系列中比較易生產(chǎn)的某些規(guī)格尚能生產(chǎn),，但存在較多的重復生產(chǎn)現(xiàn)象，不利于市場競爭;系列高端的產(chǎn)品往往不能生產(chǎn),，多需國外進口,，如工業(yè)自動化儀表中廣為應用的,、高精度,、高穩(wěn)定的低微差壓傳感器(量程≤1KPa),，高差壓、高靜壓傳感器(量程≥3MPa,、靜壓≥60MPa),。

第三,，傳感器工藝裝備不受重視,。傳感器工藝創(chuàng)新依賴于新工藝裝備的問世。在傳感器工藝裝備的研發(fā)與生產(chǎn)方面,，一般都是企業(yè)自籌資金進行研發(fā),，但是資金,、人力有限，不利于傳感器工藝研究的創(chuàng)新,。

第四,，缺乏頂層設(shè)計和統(tǒng)籌規(guī)劃。傳感器種類眾多,、專業(yè)面廣,，產(chǎn)業(yè)鏈在國內(nèi)分屬不同部門和行業(yè)，但是現(xiàn)在還沒有針對傳感器的頂層設(shè)計進行系統(tǒng)研究和科學規(guī)劃,。此外,，雖然國家對傳感器產(chǎn)業(yè)有所投資，但是很多企業(yè)急于求成,，忽視基礎(chǔ)研究,，欲速而不達。

第五,，資源分散,，產(chǎn)業(yè)規(guī)模小。產(chǎn)業(yè)分散主要表現(xiàn)為資金分散,、技術(shù)分散,、企業(yè)布局分散、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)分散,、市場分散;產(chǎn)業(yè)規(guī)模小主要表現(xiàn)為,，國內(nèi)傳感器企業(yè)有1600余家，不過大都為小微企業(yè),，盈利能力不強,，缺乏引領(lǐng)技術(shù)的龍頭企業(yè)。

第六,，傳感器高端人才匱乏,。人才是創(chuàng)新的根本，影響傳感器發(fā)展的最大瓶頸是優(yōu)秀研發(fā)人才匱乏,，由于傳感器行業(yè)經(jīng)濟基礎(chǔ),、技術(shù)基礎(chǔ)、產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)較為薄弱,，加之傳感器產(chǎn)業(yè)涉及學科多,，要求知識面廣，新技術(shù)層出不窮,，長期以來很難吸引國際頂級人才投身到傳感器行業(yè)工作;加之國內(nèi)由于學科設(shè)置不合理,，缺少復合型人才培養(yǎng)機制，往往搞設(shè)計的不懂工藝,、搞工藝的不明應用,、會應用的不曉設(shè)計,。造成很多企業(yè)缺乏既懂管埋、又懂技術(shù),、還會經(jīng)營的復合型人才,，以及工藝人才和技能人才。

產(chǎn)業(yè)突破口在哪?

面對這些問題,，徐開先認為應從政策和技術(shù)兩個層面來尋找突破口,。

在政策層面，首先要統(tǒng)籌規(guī)劃,、頂層設(shè)計,。國家應對傳感器的基礎(chǔ)研究、產(chǎn)品開發(fā),、產(chǎn)業(yè)布局,、市場應用等方面有明確的目標和規(guī)劃。

其次,，要增加投入,、國家立項。與對IC的投入相比,，國家對傳感器的投入相對不足,，投資強度和連續(xù)性有待提高，而且還需要國家增加傳感器項目的立項,。

最后,，要集中力量，聯(lián)合攻關(guān),。對某些關(guān)鍵的傳感器項目,、“卡脖子”的產(chǎn)品，應由國家出面組織聯(lián)合攻關(guān),，集中國之優(yōu)勢,，集中力量辦大事。

在技術(shù)層面,，首先加強IC與MEMS技術(shù)的集成與融合,。IC與MEMS的集成與融合，是傳感技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必由之路,，特別是高檔傳感器,、智能傳感器。IC企業(yè)(院校)與MEMS企業(yè)的合作與互惠互利,，關(guān)系到傳感器產(chǎn)業(yè)之成敗,。

其次，重點放在非硅基的新材料、新機理,、新工藝傳感器的研究。因硅基傳感器,，國外研究時間久遠,、技術(shù)成熟、產(chǎn)品系列化,、工藝裝備復雜昂貴,，產(chǎn)業(yè)化水平高，要想突破和超越難度極大,。

最后,，從芯片入手，以應用為主,。國內(nèi)傳感器產(chǎn)業(yè),，大部分都在從事傳感器應用方面的研發(fā)和生產(chǎn)，特別是在物聯(lián)網(wǎng),、智能裝備方面的應用,，涉及傳感器芯片的開發(fā)和研究的并不多。這是因為芯片研發(fā)投資極大,、成本高,、工藝裝備昂貴、資金回收周期長,，且技術(shù)難度風險大,。可是如果中國不在傳感器芯片上增加投入,，后果可能會被國外“卡脖子”,，因此需要加大在芯片方面的投入?！叭绻麄鞲衅餍酒阅軆?yōu)良,，產(chǎn)品可靠性、穩(wěn)定性提高了,，其應用不愁沒有市場,。”徐開先表示,。

福建上潤精密儀器總工周永宏：發(fā)展傳感器技術(shù)仍需突破“三道坎”

傳感器與計算機,、通信技術(shù)被稱為信息系統(tǒng)的三大支柱，我國傳感器行業(yè)發(fā)展從上世紀50年代開始,，隨著傳感器升級換代,，國家在1986年“七五”規(guī)劃中將傳感器技術(shù)確定為國家重點攻關(guān)項目，自此打開了國內(nèi)研究傳感器的實質(zhì)發(fā)展階段，形成了完整的傳感器產(chǎn)業(yè)鏈,。

近年來,，隨著智慧城市與物聯(lián)網(wǎng)的熱潮開始，傳感器技術(shù)對產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整與轉(zhuǎn)型升級發(fā)揮著重要作用,，對于占領(lǐng)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的制高點具有十分重要的戰(zhàn)略意義,，此次《通信產(chǎn)業(yè)報》(網(wǎng))記者特別采訪到福建上潤精密儀器有限公司總工周永宏，聽他講述我國傳感器的發(fā)展之路,。

據(jù)周永宏介紹,，福建上潤精密儀器有限公司1991年創(chuàng)立，發(fā)展至今已有20余年,，20年來上潤儀器為各行業(yè)輸送了一批批高質(zhì)量產(chǎn)品,，其中，智能壓力傳感器,、電磁流量計,、溫度傳感器等產(chǎn)品成功獲得中國石油,、中國石化一類物資供應商資格,，高精度硅壓力傳感器技術(shù)研究與產(chǎn)業(yè)化開發(fā)項目獲國家863計劃立項,。

傳感器技術(shù)歷經(jīng)數(shù)十年的發(fā)展,，到今大體可分為三代,，第一代是結(jié)構(gòu)型傳感器,，利用結(jié)構(gòu)參量變化來感受和轉(zhuǎn)化信號;第二代是在20世紀70年代發(fā)展起的固體型傳感器,，這種傳感器由半導體,、電介質(zhì),、磁性材料等固體元件構(gòu)成,，利用材料的某些特性制成，如熱電,、霍爾效應等,，也稱模擬式傳感器，也是目前占有市場最高份額的傳感器;第三代則是智能型傳感器,，智能型傳感器是微型計算機技術(shù)與檢測技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物,，使傳感器具有一定的人工智能，具有機電一體化,、電路數(shù)字化,、傳感器微型化等特點，同時具有自診斷,、遠程通信等功能,，這也是目前傳感器企業(yè)持續(xù)深耕的領(lǐng)域。

周永宏表示,，我國傳感器行業(yè)整體處于發(fā)展階段,，沒有形成氣候,，傳感器最初是作為單獨的測量儀器來探測信息，隨著技術(shù)的發(fā)展與進步,，傳感器也正逐步走向模塊化,、微型化、智能化,、網(wǎng)絡化,，傳感器技術(shù)的優(yōu)劣是衡量一個國家科技水平和是否處在國際戰(zhàn)略競爭制高點的重要標志，也是發(fā)達國家高度重視和重點發(fā)展的核心基礎(chǔ)技術(shù),。

數(shù)據(jù)顯示，近年來我國傳感器市場需求持續(xù)快速增長,，年均增長速度超過20%,，專家預測，2021年我國傳感器市場或?qū)⑦_一百億美元,，而目前我國大量傳感器仍然依靠進口,，由此可見，發(fā)展傳感器技術(shù)已經(jīng)迫在眉睫,。

周永宏表示,，目前我國國內(nèi)高精度、高可靠傳感器研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化能力嚴重滯后于需求,，技術(shù)水平相比國外有較大差距,，產(chǎn)品一致性、可靠性水平比國外低1～2個數(shù)量級,，產(chǎn)品的品種和系列大約是國外的30～40%,，產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化程度不足15%，這也導致高精度,、高可靠傳感器嚴重依賴進口,，從而被這些發(fā)達國家壟斷。

對此,，周永宏指出,，相比國外歐姆龍、GE,、霍尼韋爾,、西門子等知名傳感器公司，我國傳感器公司發(fā)展主要存在三方面不足,，第一是創(chuàng)新能力弱,，關(guān)鍵技術(shù)尚未突破;第二是產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理，品種少,、系列不全;第三是企業(yè)能力較弱,，多為中小型企業(yè)，資金與實力不足。

在周永宏看來,，形成這一現(xiàn)象的主要原因是因為傳感器的研發(fā)需要大量資金的投入而且研發(fā)周期長,，此外在高端人才上的匱乏也是我國傳感器行業(yè)難成氣候的一大原因。

對此,，周永宏建議從四點著手,。一是加大核心技術(shù)研發(fā)和投入力度，注重自主知識產(chǎn)權(quán)保護;二是加強基礎(chǔ)材料研究,，解決傳感器所需特殊材料問題;三是解決高精密制造設(shè)備,，突破高性能傳感器制造難關(guān);四是引進、消化,、吸收國外特種高精度,、高性能傳感器，加強人才的引進,。

此外,，周永宏建議，目前我國傳感器企業(yè)主要集中在長三角地區(qū),，并逐漸形成以北京,、上海、南京,、深圳,、沈陽和西安等中心城市為主的區(qū)域空間布局。其中,，主要傳感器企業(yè)有近一半比例分布在長三角地區(qū),，其他依次為珠三角、京津地區(qū),、中部地區(qū)及東北地區(qū)等,。在國家大力發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)與國家利好政策的支持下，其他區(qū)域的傳感器產(chǎn)業(yè)也將被帶動發(fā)展起來,，本土傳感器企業(yè)也有望提升技術(shù)獲取更多的市場份額,。

博立信科技總裁吳云橋：中國傳感器產(chǎn)業(yè)突破口在物聯(lián)網(wǎng)應用

“我國在常規(guī)的傳感器方面有所布局，但高精度的傳感器產(chǎn)品幾乎100%從國外進口,，技術(shù)也被國外壟斷,。”博立信科技總裁吳云橋表示,，國內(nèi)的傳感器大都集中在中低端領(lǐng)域,，無論是從穩(wěn)定性、精度,、感知速度,，國內(nèi)的傳感器都還有很大的進步空間,。

談及我國傳感器落后的原因，吳云橋表示,，是技術(shù),、工藝以及材料多種因素造成?！皞鞲衅魃婕暗窖邪l(fā),、設(shè)計以及生產(chǎn)等環(huán)節(jié)?！眳窃茦虮硎?，“我國在材料、制程以及工藝等關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域缺乏積累,，所以這是一個長期的過程,。”

同通用芯片一樣,，傳感芯片的生產(chǎn)制作過程尤為復雜,。而且,，在芯片生產(chǎn)加工中需要的材料中,，國產(chǎn)材料的使用率不足15%，高端制程和先進封裝領(lǐng)域,，半導體材料的國產(chǎn)化率更低,，且部分產(chǎn)品面臨嚴重的專利技術(shù)封鎖。

盡管如此,，我國傳感器產(chǎn)業(yè)在局部追趕,，在政策引導和市場需求驅(qū)動下，我國傳感器產(chǎn)業(yè)發(fā)展呈現(xiàn)良好的發(fā)展態(tài)勢,。

“我們的突破口在于物聯(lián)網(wǎng)應用,。”吳云橋表示,，中國巨大的應用市場給傳感器發(fā)展帶來發(fā)展動力,。他表示，家庭智能終端的普及和機器人應用家庭化,，帶來細分產(chǎn)業(yè)傳感器應用的新突破,。