中國傳感器與物聯網產業聯盟 副理事長 郭源生
改革開放四十年以來，中國經濟經歷了政策推動下短缺經濟和資源開發主導下的過剩經濟，成為世界第二大經濟體。然而，在以信息技術為主體的高技術領域競爭中，我國在諸多基礎方面明顯處於劣勢。因此，解決好信息技術中的共性基礎技術開發及產品的產業化，突破“大數據”核心技術瓶頸和創新應用，是實現資源推動型向技術創新驅動轉型和全社會信息化水平提升亟須解決的關鍵所在。
信息技術是由信息處理、傳輸、感知三大技術構成。信息技術發展經歷了三次大的浪潮：第一次是上世紀80年代，個人計算機的普及;第二次是本世紀初的互聯網出現，實現了“人聯網”;而本世紀的重大變革就是通過網絡，把物質世界聯接起來，並賦予它一個電子神經系統，使它具有可感知信息的生命，而能夠擔當這一重任的核心就是傳感器，這也就是傳感器革命。美國國家科學發展基金會報告指出，之所以稱為傳感器革命，是因為傳感器自身也會發生質的變化。在技術創新過程中，不斷湧現出新原理、新技術、新工藝、新材料等新技術和產品。這些傳感器技術有些已經存在，更多的正在到來或即將來臨。
傳感器是數字技術基礎和創新發展核心
黨的十九大報告明確提出了兩大主流創新方向：一是產品技術創新。重點是新材料、新工藝、新型元器件、軟件等基礎技術方面的共性技術挖掘和顛覆性技術創新。二是平臺架構和服務模式創新。多技術的滲透、協同、融合;多資源的合理配置、整合;全面推動互聯網、大數據、人工智能和實體經濟深度融合;通過多功能複合的系統集成應用和平臺化功能，徹底改變和解決信息技術應用中的孤島化與碎片化的問題，實現智慧城市、節能減排兩大終極目標，解決產業結構和消費增長需求矛盾問題，讓人民群眾有獲得感。從國內傳感器產業發展過程來看，也充分印證和說明這一觀點。
傳感器與計算機、通信被稱為信息技術的三大支柱，承擔著數據獲取的功能，是信息技術基礎與核心。國際公認，傳感器技術是衡量一個國家基礎科研能力與水平和是否處在國際戰略競爭制高點的重要標誌，是綜合創新能力的又一體現，也是發達國家高度重視和爭相發展的核心基礎技術，關乎並影響技術創新以及國防、經濟和社會安全，對於當前產業結構調整與轉型升級發揮著重要作用。傳感器工藝技術水平標誌著國家基礎工業發展的程度和創新能力，其應用水平往往代表著國家整體信息化水平與深度融合的能力。
全球傳感器發展歷程
在現代控制系統中，傳感器處於連接被測對象和測試系統的接口位置，構成了系統信息輸入的主要“窗口”，提供著系統進行控制、處理、決策、執行所必須的原始信息，直接影響和決定著系統的功能。傳感器可以直接接觸被測對象，也可以間接接觸。許多控制系統功能因控制對象的信息難以採集與獲取而無法實現，成為系統技術發展與提升的障礙，也成為大數據的來源和採集以及物聯網技術與發展的最大障礙。如果把計算機比喻為人的大腦，通信比喻為人的神經系統，那麼傳感器就是“五官”和“皮膚”，承擔著感知並獲取自然環境中的一切信息數據的功能。
國內外傳感器產業現狀與技術發展趨勢
目前全球傳感器約有2.6萬餘種，隨著敏感機理與新材料技術創新，新品種和類型不斷出現。而我國目前約有1.4萬種，約佔全球的1/2，其中大多數為常規類型和品種，在醫療、科研等特種高技術領域仍有大量的品種短缺和空白，80%的核心產品與應用仍依賴於進口。
全球從事傳感器研製與生產的專業與非專業廠家有7500多家，美、日、德三國總銷售額佔世界市場的70%。預計未來5年增長率將超過15%，仍然是高增長行業。2018年全球各類敏感元件與傳感器市場將突破2000億美元;2020年全球市場總規模將達到2600億美元;2025年將達到3400億美元。國際上傳感器技術發展趨勢是向著數字補償技術、網絡化技術、智能化技術等多功能複合技術方向發展。
目前我國已有1700餘家單位從事傳感器的研製、生產和應用，產業門類基本齊全，敏感元件和傳感器年總產量已超過20億隻，傳感器產品達到10大類、42小類、6000多個品種。近幾年國內傳感器的市場一直持續增長。隨著我國大力培育和發展戰略性新興產業，實施智能製造科技產業化工程、智能製造裝備發展工程等，製造業與信息技術深度融合，以及民生領域的健康養老等得到充分關注等，為傳感器產業的發展提供了廣闊的市場，我國傳感器產業發展將進入重要戰略機遇期。工業及汽車電子產品、通信電子產品、消費電子產品和專用設備是我國傳感器應用集中的四大領域。
傳感器的四大應用領域
經過多年發展，我國傳感器在科研、生產、應用體系及區域佈局有了一定進展，但產業化技術、工藝以及與市場協同關係仍不夠完善。目前，“智能傳感器國家創新中心”已經成立，針對市場和企業協同創新中的問題，擬在傳感器共性基礎技術開發應用上發揮作用。結合之前中科院國家實驗室、傳感器國家工程研究中心、高等院校為核心的研發體系，形成科研與產業之間的融通與平臺作用。
產業化面臨市場機遇和挑戰
目前，傳感器技術從單一的物性型向多功能、多技術複合集成，以及微型化、低成本、多功能、數字化、智能化、系統化、網絡化、嵌入式方向發展。而且，在各行業領域物聯網應用需求的帶動下，為網絡化、智能化傳感器提供了充分想象的市場空間。在應用方面，無論是航空航天飛行器、火車、高鐵、汽車，還是移動終端，包括機器人，都已成為一個多技術融合與聚集的“平臺”，是安裝傳感器的“平臺”，其性能優劣取決於裝了多少個傳感器。傳感器不僅可以決定這些“平臺”技術高低和性能優劣，同時在420多個物聯網示範工程中，發揮系統性數據獲取功能和作用，為傳感器技術創新應用提供了充分的想象空間。此外，在養老國策下，傳感器也舉足輕重。據相關機構研究，未來從可穿戴到家庭智能終端，服務型機器人會形成8萬億元到10萬億元的市場規模。
然而，我國產業長期形成的問題積累，也深刻地影響著傳感器行業整體發展，集中表現為技術分散、規模偏小、呼聲偏弱、認知不夠;缺乏統籌規劃與頂層設計;缺乏資本高度關注;市場壁壘過多、公共服務配套與標準體系不完備等。
為打破產業與應用之間的障礙，解決產業對接市場和共性技術產業化問題，在“十三五”期間，我國制定了國家傳感器產業長期的發展戰略，工信部制定的《智能傳感器產業三年行動指南(2017—2019年)》也已出臺，明確了傳感器產業發展目標和方向就是智能化傳感器，並制定了相應的產業發展路線圖，確定了MEMS工藝和集成電路工藝相結合的產業發展路徑及以市場應用為主導的政策扶持原則。
營造“雙生態”產業環境 促進技術融合及協同發展
業內普遍認為，傳感器產業化需要產業與行業發展頂層設計，制定出國家層面的統籌規劃和戰略性政策予以扶持。具體建議如下：
一是提升戰略地位，加強統籌規劃，把傳感器定為“國家產業發展重點目標”，列為“國家戰略”項目，在“十三五”規劃中列為重點支持、優先發展的內容。設立“傳感器產業化發展專項資金”，激勵中小企業發展專業性強、有特色、有特長技術的產品，鼓勵並推動中小企業朝著產業化方向發展。
二是搭建並促進由政府、大學、科研院所、企業共同建立國家、行業技術研發、檢測和標準知識產權公共服務平臺。建立傳感器標準委員會，制定傳感器標準體系，加快標準建設。
三是打造良好的傳感器產業生態環境，創建中國國際傳感器產業園。優化產業發展環境，形成行業資源優勢互補，促進產學研結合，創造上下游整合契機。
通過產業聚集、整合、併購，在國內產業優勢突出和相對集中地區，打造技術、產品特色明確，產業鏈完整，具有國際化市場能力的國際傳感器產業園——中國“傳感谷”。形成常態化支持與服務和政、產、學、研、用、服六維一體的產業結構完整的功能，以實現產業聚集和規模效應，形成產業鏈完備、結構合理、具有國際影響力和年產值規模的產業聚集區，促進產業化發展及行業整體能力提升。其目的就是使創新真正發揮效能，使產業真正形成特色，使地區具有國際化競爭的品牌和優勢，樹立起國際化市場的理念，立足國際化市場，把地區建設成為具有國際化優勢與特色的地區名片。
本文轉自中國電子報“改革開放40年·電子信息產業”特刊
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