傳感器行業逢春待揚帆

寇樅

智能傳感器被視為實現萬物互聯的基石，該領域發展浪潮日盛，新型傳感器正向微型化、多功能化、數字化、智能化、系統化和網絡化發展。“傳感器技術強，則自動化產業強”，傳感器技術直接關系到我國相關產業的發展形勢，傳感器技術發展滯后將掣肘國內戰略性新興產業的推進進度。在傳感器行業喜迎的春天里，我們不應看到只是國外半導體巨頭的瓜分盛宴，國產自強之路任重道遠。

改變世界的傳感器

若從字面意義解讀，傳感器是一種檢測裝置，能夠檢測外界環境任何信息，然后將感知的信息按照規律轉變成電信號，從而滿足信息的傳輸、存儲、感知等要求。較為形象的比喻是，傳感器相當于人類的感官，讓原本死板的物體變得更加智能化，“從智能手機到智能語音設備，從能源平臺到工業設備，傳感器自然而然地化身為人類連接機器、人類自身，以及自然環境的外延器官”，幫助人類將曾經不可知、難判斷的信息變成易獲取、更精準的數據，以供使用。

或許自上世紀80年代開始，世界便逐步進入了傳感器時代，而今全世界大約有3000億個各式各樣的傳感器遍布人們的日常生活中。美國、德國、日本是傳感器領域權重最大的國家，東歐、亞太區和加拿大則是傳感器市場增長最快的地區。美國、日本、德國及中國合計占據全球傳感器市場份額的71%，中國占比雖為11%但多數為中低端產品。

從應用領域來看，工業、汽車電子、通信電子、消費電子四部分是傳感器最大的市場。比如智能汽車和無人駕駛是驅動MEMS傳感器發展的重要動力，更多數量的傳感器被裝載上車，為車輛帶來更多、更詳細的信息。MEMS傳感器也是智能工廠的“心臟”，其是工業機器人變得“神通廣大”的利器。可以說，作為現代科技的前沿技術之一，傳感器是工業生產數字化轉型的重要抓手。通用電氣（GE）董事長杰夫·伊梅爾特曾這樣描繪傳感器的功用，“如果你昨晚作為一家實業公司去睡覺，你將會在今天早上醒來，成為一家軟件和分析公司。”而展望未來，傳感器將變得更小、更便宜、更準確、更靈活、更節能、更環保，能夠收集更多類型的數據，并集成越來越多的新技術。

不過，市面上所使用的成千上萬種傳感器產品，必須遵守對其性能和應用的相關標準，即遵守具有一致性的認證協議，不如此各種產品在對接使用時可能存在安全隱患。但從全球范圍來看，對傳感器的統一標準規范尚有待完善。僅以我國為例，截至去年4月我國便有現行傳感器相關國家標準117項，行業標準141項，地方標準17項。電氣與電子工程師協會（IEEE）已經對物聯網傳感器標準的不統一表達了憂慮，各個行業組織有意攜手進行相關標準的規范工作。

有待勾勒的路線圖

“十四五”數字經濟發展規劃在“加快推動數字產業化”中著重提到傳感器等戰略性前瞻性領域。高期望值的背后，是我國傳感器行業亟待補全短板參與更激烈的競爭。與芯片行業信息屢屢刷屏引發關注不同，傳感器行業的存在感稍差一線，實際上這也是我國被“卡脖子”的重災區之一。目前全世界的傳感器產品超過2萬種，遠比芯片的種類更多，而因為起步發展較晚加之上世紀被某些企業大肆鼓吹的“造不如買”思想帶偏點錯了科技升級路徑，致使目前國產傳感器產品僅有10大類、42小類、6000多個品種，存在為數眾多的品種短缺，且在高端傳感器的設計、制造、封裝以及測試環節存在技術短板，主要性能指標與國外存在一到兩個數量級之差。據業內人士透露，“溫度、壓力、流量是制造業在生產管理過程中所需的三大基礎數據傳感器。其中溫度傳感器制造，國內已有成熟的規模化生產能力；壓力傳感器制造產能我國處于全球領先地位，但目前缺乏該領域內的高端核心技術；而流量，尤其是氣體流量傳感器的生產研發，目前主要還是以組裝生產為主，國內整機生產能力較弱，核心技術掌控在外國企業手中。”這直接導致在化工、電站、環保等重大工程領域，諸多高性能的傳感器依賴進口。

國產傳感器行業的一個顯著問題是，很多傳感器技術國內實驗室的研究水平其實并不差，但因為種種原因沒能轉化為進入市場的成熟產品，未有規模化驗證即導致問題被掩蓋、技術走下坡路。種類繁多、應用細分的傳感器有著各種各樣的設計原理，國內企業普遍忍受不了相關產品的較長研發周期和細致要求。應用需求量與制造成本無法平衡，對于多數企業來說是巨大的挑戰。然而，“從產業的角度來看，傳感器很難抄襲別人，很難去做‘me too’的仿品，必須要有創新。”

2017年，工信部印發《智能傳感器產業三年行動指南》，提出中國傳感器產業將持續聚焦移動終端、智能硬件、物聯網、智能制造、汽車電子等重點應用領域。2021年，工信部再次推出“基礎電子元器件產業發展行動計劃”，明確提出未來三年，將重點發展高端傳感器、新型MEMS傳感器和智能傳感器。在政府支持與市場需求的合力推動下，我國傳感器行業進入快速發展階段。

在此期間，為夯實傳感器領域的發展，我國陸續建立了傳感器技術國家重點實驗室、微米/納米國家重點實驗室、機器人國家重點試驗室等研發基地，對敏感元件和傳感器行業加大政策和資金的支持，近2000家從事傳感器生產和研發的企業中亦有亮點頻現。此外，傳感器產業集群化發展是我國傳感器行業發展的重要趨勢，各地紛紛出臺政策、投入資金大力扶持，相繼打造了十余個區域性傳感器產業園，依托園區聚合產業鏈上下游企業、構建聯盟共謀發展，如蘇州工業園區、嘉定工業園區等已經形成相對成熟的傳感器產業集群。