我國傳感器產(chǎn)業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀與問題

1、我國傳感器產(chǎn)業(yè)開展的現(xiàn)狀與問題傳感器作為物理世界和數(shù)字世界的信息傳遞橋梁，在經(jīng) 濟(jì)社會(huì)數(shù)字化轉(zhuǎn)型中有著極為廣泛的應(yīng)用，是促進(jìn)各類產(chǎn)品 提檔升級(jí)的重要部件，是推進(jìn)信息化和工業(yè)化深度融合不可 或缺的產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵技術(shù)。傳感器與高端芯片、工業(yè)軟件一起被 稱為拓展和征戰(zhàn)數(shù)字世界疆域的三大利劍，是衡量一國數(shù) 字化競(jìng)爭(zhēng)力的重要關(guān)鍵產(chǎn)品，是贏得數(shù)字時(shí)代戰(zhàn)略競(jìng)爭(zhēng)的殺 手銅。當(dāng)前我國正在加快數(shù)字化轉(zhuǎn)型、推進(jìn)數(shù)字中國建設(shè)，傳 感器產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為支撐萬物互聯(lián)、萬物智能的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，各 領(lǐng)域數(shù)字化轉(zhuǎn)型進(jìn)程和深度跟傳感器產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新水平、產(chǎn) 品供給能力等因素息息相關(guān)，但我國較多領(lǐng)域傳感器技術(shù)產(chǎn) 品對(duì)外依存度較大，局部領(lǐng)域傳感器技

2、術(shù)產(chǎn)品供應(yīng)商選擇十 分有限，存在嚴(yán)重平安開展隱患，應(yīng)引起國家高度重視。一、重要意義杠桿作用巨大傳感器在國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)開展各領(lǐng)域中有著極為廣泛 的應(yīng)用，智能手機(jī)、智能家居、智慧樓宇、智能汽車、智慧 交通、智慧物流、智能制造、智慧醫(yī)療、應(yīng)急救災(zāi)、疫情防 控等各領(lǐng)域應(yīng)用無處不在。傳感器安裝應(yīng)用是產(chǎn)品智能提 檔、社會(huì)治理提升、服務(wù)升級(jí)的重要保障?，F(xiàn)代智能產(chǎn)品中, 傳感器是一個(gè)不可或缺的部件，傳感器嵌入能顯著提升產(chǎn)品 造，加快MEMS研發(fā)中試平臺(tái)建設(shè)。推進(jìn)智能傳感器研發(fā), 增強(qiáng)傳感器自檢、自校、自診斷功能，以及信息存儲(chǔ)和傳輸、 自補(bǔ)償和計(jì)算、復(fù)合敏感、集成化能力。智能化水平，提升產(chǎn)品附加值。傳感器在治安

3、防控、環(huán)境保 護(hù)、平安生產(chǎn)、應(yīng)急救災(zāi)、市場(chǎng)管理等社會(huì)治理領(lǐng)域應(yīng)用， 能夠?qū)崿F(xiàn)在線數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集，顯著提升態(tài)勢(shì)感知水平，提升 實(shí)時(shí)治理水平。傳感器應(yīng)用擴(kuò)大了信息采集范圍，提升了信 息采集反應(yīng)交互效率，提高了信息采集能力，是促進(jìn)信息流 高效引領(lǐng)技術(shù)流、資金流、人才流、物資流的重要技術(shù)產(chǎn)品 保障。L技術(shù)高度密集傳感器是現(xiàn)代智能產(chǎn)品中極為關(guān)鍵的核心部件，在移動(dòng) 智能終端、智能網(wǎng)聯(lián)汽車、智能家居、醫(yī)療設(shè)備、智能裝備、 數(shù)控儀器儀表等高端電子信息物理系統(tǒng)中，傳感器都是關(guān)鍵 的核心部件，決定系統(tǒng)的能力、功效和品質(zhì)，扮演著極為關(guān) 鍵作用。以智能手機(jī)為例，高端智能手機(jī)中的傳感器多達(dá)十 多款，包括圖像（攝像頭）、聲

4、音（麥克風(fēng)）、信號(hào)（天線）、 壓力（觸摸屏）、角速度（陀螺儀）、磁力、距離、光線、 溫度、氣壓、加速度、心率、指紋等各類傳感器，每個(gè)傳感 器的功能和性能都關(guān)系到手機(jī)功能和品質(zhì)。傳感器是技術(shù)高 度密集產(chǎn)品，對(duì)原材料、關(guān)鍵技術(shù)、制造工藝、工具軟件等 都有嚴(yán)格要求，對(duì)穩(wěn)定性、可靠性、耐用性和一致性都有嚴(yán) 格要求，各領(lǐng)域高端傳感器與工業(yè)軟件一樣，都是產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng) 殺手銅，掌握著產(chǎn)業(yè)開展的命脈，把控著產(chǎn)業(yè)鏈價(jià)值分配。.數(shù)字轉(zhuǎn)型關(guān)鍵傳感器是打通物理世界和數(shù)字世界的信息流動(dòng)的橋梁， 是虛擬現(xiàn)實(shí)、數(shù)字?jǐn)伾?、元宇宙等產(chǎn)業(yè)開展的基礎(chǔ)性技術(shù)， 是推進(jìn)信息化和工業(yè)化深度融合關(guān)鍵所在，離開了形形色色 的傳感器，物理世界和數(shù)

5、字世界是隔離的，數(shù)字技術(shù)賦能經(jīng) 濟(jì)社會(huì)開展的作用就會(huì)大幅削弱。以快遞物流行業(yè)為例，近 年來我國快遞物流行業(yè)作業(yè)效率快速提升，離不開快遞行業(yè) 各個(gè)環(huán)節(jié)數(shù)字化改造，讓各種安裝有傳感設(shè)備的自動(dòng)化數(shù)字 設(shè)備替代了人類作業(yè)，簡化了信息處理過程，大大提升快遞 物流在收攬、分揀、配送過程中的作業(yè)效率。當(dāng)前，我國工 業(yè)企業(yè)在推進(jìn)兩化融合過程中，制約工業(yè)企業(yè)數(shù)字化改造最 大的瓶頸技術(shù)之一便是工業(yè)傳感器技術(shù)，傳感器產(chǎn)品種類譜 系不全、性價(jià)比不高、穩(wěn)定性和可靠性差、產(chǎn)品不耐用等諸 多因素制約了工業(yè)企業(yè)數(shù)字化改造，影響了工業(yè)企業(yè)智能化 水平提升。.關(guān)系平安開展光線、聲音、距離、圖像、指紋、重力、溫度、地磁、 氣壓、加

6、速度、紅外、角速度、電磁波等各類傳感器在現(xiàn)代 智能產(chǎn)品中有著廣泛應(yīng)用，根據(jù)產(chǎn)品功能和性能要求，對(duì)傳 感器精度、可靠性、耐用性等都有不同要求。我國各領(lǐng)域傳 感器普遍存在種類譜系不全、低端過剩、高端緊缺等問題， 較多傳感器從體積上看似微缺乏道，但從功能和作用上看那么 是不可或缺，較多智能系統(tǒng)功能和性能受限于傳感器水平，重點(diǎn)行業(yè)較多高端領(lǐng)域傳感器由于國內(nèi)無法自給，對(duì)國外企 業(yè)供應(yīng)依存度較大，一旦發(fā)生制裁斷供，那么會(huì)影響平安開展。二、現(xiàn)狀與問題.高端供給能力嚴(yán)重缺乏成熟領(lǐng)域配套市場(chǎng)長期被國外壟斷和擠壓，國外傳感器 品牌壟斷國內(nèi)高端傳感器市場(chǎng)，占據(jù)著國內(nèi)市場(chǎng)份額和利潤 的主導(dǎo)地位，導(dǎo)致國內(nèi)企業(yè)在生產(chǎn)規(guī)模

7、、品種、質(zhì)量、價(jià)格 等方面都缺乏競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。國內(nèi)傳感企業(yè)主要集中在封裝、測(cè) 試、模組、集成、應(yīng)用等環(huán)節(jié)，具備芯片設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力的廠 家較少，較多領(lǐng)域傳感器核心部件高端感測(cè)芯片進(jìn)口依賴度 較大。MEMS傳感器等智能化、微型化高端傳感器，國內(nèi)數(shù) 字化轉(zhuǎn)型過程中需求非常旺盛，但我國對(duì)國外企業(yè)依賴度相 當(dāng)大。消費(fèi)電子、汽車電子、醫(yī)療電子等市場(chǎng)需求旺盛、技 術(shù)要求較高的新興領(lǐng)域，傳感器產(chǎn)品基本上被國外大廠所壟 斷。.難以滿足差異化場(chǎng)景應(yīng)用需求國內(nèi)傳感器企業(yè)主要集中在力學(xué)量傳感器領(lǐng)域，針對(duì) 電、熱、光、磁、聲、氣體、液體、融合等領(lǐng)域國內(nèi)傳感企 業(yè)布局較少，隨著數(shù)字化加快推進(jìn)，電、光、磁、聲等領(lǐng)域 感測(cè)需求變得

8、跟力領(lǐng)域一樣需求廣泛。新興領(lǐng)域產(chǎn)品我國企 業(yè)布局較少，尤其針對(duì)消費(fèi)電子、汽車電子、醫(yī)療電子等領(lǐng) 域，對(duì)傳感器體積、穩(wěn)定性、可靠性、精度又有非常高的要 求，全球市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)又非常激烈，國內(nèi)企業(yè)在技術(shù)水平、市場(chǎng) 份額、產(chǎn)品性價(jià)比等方面都處于劣勢(shì)地位。局部領(lǐng)域傳感器 由于應(yīng)用范圍窄、市場(chǎng)需求量小，但對(duì)于穩(wěn)定性、可靠性、 精度要求又非常高，國內(nèi)企業(yè)供給積極性不高，基本上處于 國外企業(yè)壟斷狀態(tài)，如海洋等領(lǐng)域，我國海面浮標(biāo)、潛標(biāo)、 海床基等使用傳感器基本依賴進(jìn)口。較多領(lǐng)域我國傳感企業(yè) 存在產(chǎn)品種類譜系不全等問題，例如氣體傳感器領(lǐng)域，我國 企業(yè)產(chǎn)品主要集中在傳統(tǒng)氣體領(lǐng)域，對(duì)于絕大局部特種氣體 檢測(cè)等無相關(guān)產(chǎn)品供

9、給。環(huán)境檢測(cè)領(lǐng)域，針對(duì)局部細(xì)顆粒物、 有機(jī)物、重金屬檢測(cè)產(chǎn)品存在空白等問題。止匕外，醫(yī)療、科 研、微生物、化學(xué)分析等較多領(lǐng)域我國傳感器都存在短缺或 空白，制約著相關(guān)領(lǐng)域工作推進(jìn)。產(chǎn)品種類譜系不全限制了 產(chǎn)品在差異化場(chǎng)景中的應(yīng)用。.產(chǎn)業(yè)開展風(fēng)險(xiǎn)隱患較大與國外相比，我國傳感器企業(yè)在產(chǎn)品品質(zhì)、技術(shù)工藝、 生產(chǎn)裝備、企業(yè)規(guī)模、市場(chǎng)占有率、綜合競(jìng)爭(zhēng)能力等方面都 存在較大差距，尤其是在關(guān)鍵技術(shù)、工藝、材料、工具等較 多領(lǐng)域受制于人的現(xiàn)象較為嚴(yán)重。在技術(shù)工藝方面，MEMS 傳感器制造、封測(cè)、集成、融合等多種技術(shù)對(duì)外依存度較大, 傳感器電源節(jié)能、自組織組網(wǎng)、信號(hào)處理等技術(shù)與國外企業(yè) 相比存在一定差距。在材料方

10、面，較多高端傳感器使用的化 學(xué)、有機(jī)、高分子、半導(dǎo)體等材料對(duì)進(jìn)口依賴度較大。在工 具方面，傳感器研發(fā)設(shè)計(jì)所需的EDA、封測(cè)等裝備工具對(duì)外 依存度較大。技術(shù)裝備落后，生產(chǎn)與檢測(cè)自動(dòng)化水平較低， 技術(shù)改造和設(shè)備能力提升投資大，企業(yè)無力進(jìn)行改造，直接 影響科研和生產(chǎn)工藝技術(shù)整體能力提高，嚴(yán)重影響產(chǎn)品創(chuàng)新 和產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。.產(chǎn)學(xué)研用聯(lián)動(dòng)機(jī)制尚未建立高校、科研機(jī)構(gòu)較多專家學(xué)者關(guān)于傳感器相關(guān)的技術(shù)工 藝、新材料、信號(hào)處理、電源節(jié)能等相關(guān)研究還停留在論文 階段，較多缺乏工程建模實(shí)踐，距大規(guī)模商業(yè)化推廣應(yīng)用更 是遙遙無期。局部專家學(xué)者甚至打著定制化旗號(hào)研究攻關(guān)的 卻是已商用或者過時(shí)產(chǎn)品，但其攻關(guān)研究成果在市場(chǎng)上

11、已經(jīng) 有相當(dāng)成熟的產(chǎn)品，研究前瞻性已經(jīng)嚴(yán)重落后于市場(chǎng)需求。 局部專家學(xué)者手中掌握有較為先進(jìn)的理論和技術(shù)，但由于缺 乏產(chǎn)品創(chuàng)新應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)孵化思維，沒有及時(shí)得到工程實(shí)踐， 造成極大浪費(fèi)。另外，局部國家緊缺的高端及新興傳感器所 需的材料、制造工藝、信號(hào)處理等技術(shù)缺乏理論研究和技術(shù) 探索，導(dǎo)致我國傳感器產(chǎn)業(yè)開展技術(shù)始終處于跟隨狀態(tài)。.較多領(lǐng)域缺乏市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力傳感器的穩(wěn)定性和可靠性至關(guān)重要，穩(wěn)定性和可靠性出 現(xiàn)問題不僅會(huì)引起感知量采集的錯(cuò)誤，還會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)做出錯(cuò) 誤決策，甚至引發(fā)重大平安事故。據(jù)相關(guān)報(bào)道，波音787-MAX 飛機(jī)兩次墜機(jī)事件主要原因在于傳感器感知數(shù)據(jù)錯(cuò)誤，導(dǎo)致 航電系統(tǒng)做出了錯(cuò)誤的飛行決策

12、。農(nóng)工礦業(yè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、安 全生產(chǎn)、應(yīng)急救災(zāi)等較多領(lǐng)域傳感器普遍部署在環(huán)境條件相 比照擬惡劣的環(huán)境下，傳感器更易發(fā)生故障，對(duì)穩(wěn)定性和可 靠性提出了更高的要求。我國傳感器企業(yè)普遍存在規(guī)模小、 技術(shù)創(chuàng)新水平滯后、產(chǎn)品未體系化等狀態(tài)，在傳感器產(chǎn)品規(guī) 范化、性能歸一化、功能集成化、結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化方面推進(jìn)進(jìn)程 緩慢，對(duì)材料、技術(shù)、工藝等創(chuàng)新、管理和把控等能力薄弱, 導(dǎo)致傳感器品質(zhì)品位偏低，影響了產(chǎn)品穩(wěn)定性、可靠性和耐 用性。三、對(duì)策建議.構(gòu)建產(chǎn)學(xué)研用聯(lián)動(dòng)機(jī)制加強(qiáng)力、電、熱、光、磁、聲、氣體、材料等基礎(chǔ)領(lǐng)域 產(chǎn)學(xué)研用聯(lián)動(dòng)創(chuàng)新通道，打通高校、科研機(jī)構(gòu)、社會(huì)企業(yè)在 理論研究、工程建模、產(chǎn)品創(chuàng)新、市場(chǎng)應(yīng)用轉(zhuǎn)換渠道，推

13、動(dòng) 理論研究、技術(shù)攻關(guān)、產(chǎn)品研制和商業(yè)應(yīng)用協(xié)同互動(dòng)。鼓勵(lì) 企業(yè)和高等院校、科研院所研究人員加強(qiáng)合作，激勵(lì)和推動(dòng) 研究人員將傳感器領(lǐng)域的理論研究、技術(shù)攻關(guān)、工程建模等 成果轉(zhuǎn)換為產(chǎn)品創(chuàng)新實(shí)踐，并在應(yīng)用過程中加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研用互 動(dòng)，不斷促進(jìn)技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)品迭代升級(jí)。構(gòu)建堅(jiān)持以需求為 導(dǎo)向、以市場(chǎng)為目標(biāo)的技術(shù)產(chǎn)品創(chuàng)新推進(jìn)體系，加大傳感器 新技術(shù)新產(chǎn)品研發(fā)，搶占新興市場(chǎng)。.構(gòu)建平安可控產(chǎn)業(yè)生態(tài)重點(diǎn)突破硅基MEMS加工、MEMS與CMOS工藝集成、 非硅模塊化集成，以及器件級(jí)、晶圓級(jí)封裝和系統(tǒng)級(jí)測(cè)試等 技術(shù)。突破多傳感器集成與數(shù)據(jù)融合技術(shù)，研發(fā)多功能、多 傳感參數(shù)的復(fù)合傳感器。持續(xù)推進(jìn)智能傳感器配套軟件算 法

14、、高性能電池等技術(shù)攻關(guān)，持續(xù)提升智能傳感器集成創(chuàng)新 能力。加快半導(dǎo)體、陶瓷、金屬、有機(jī)、高分子、光纖、超 導(dǎo)、納米等傳感器領(lǐng)域特殊材料技術(shù)攻關(guān)研發(fā)，持續(xù)提升材 料品質(zhì)品位，為傳感器穩(wěn)定性、可靠性、耐用性等指標(biāo)提升 打牢材料基礎(chǔ)。積極承接國內(nèi)外加工制造、封裝測(cè)試產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn) 移，推動(dòng)智能傳感器封裝測(cè)試生產(chǎn)線建設(shè)。加強(qiáng)傳感器芯片 研制、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、模擬仿真、無線通信、信號(hào)處理、產(chǎn)品測(cè) 試、EDA等配套軟硬件工具研制，培育傳感器材料制備和專 用設(shè)備企業(yè)，提升設(shè)計(jì)、芯片制造、封裝測(cè)試、設(shè)備材料等 技術(shù)產(chǎn)品供應(yīng)鏈平安可控水平，打牢產(chǎn)業(yè)開展基礎(chǔ)共性技 術(shù)。.滿足差異場(chǎng)景應(yīng)用需求加強(qiáng)智能傳感器研發(fā)設(shè)計(jì)、加工制造、封

15、裝測(cè)試、材料 設(shè)備等四大關(guān)鍵環(huán)節(jié)布局，為傳感器產(chǎn)品創(chuàng)新夯實(shí)產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ) 支撐。加大消費(fèi)電子、汽車電子、醫(yī)療電子等新興領(lǐng)域傳感 器研制布局和政策扶持力度，提升國內(nèi)企業(yè)供給能力，打造 協(xié)同產(chǎn)業(yè)鏈，滿足智能消費(fèi)終端、智能汽車、智慧醫(yī)療等新 消費(fèi)需求。加強(qiáng)特殊場(chǎng)景、極端環(huán)境、高強(qiáng)度運(yùn)行條件下聲、 光、電、磁、力、熱、氣體、液體等特種傳感器產(chǎn)品研制， 提升國內(nèi)企業(yè)對(duì)傳感器特種應(yīng)用條件滿足能力。豐富各類傳 感器譜系，滿足安裝條件、感知量大小、測(cè)量精度、持續(xù)運(yùn) 行時(shí)間等差異場(chǎng)景測(cè)量需求。.增強(qiáng)穩(wěn)定性可靠性水平加快推進(jìn)傳感器產(chǎn)品規(guī)范化、性能歸一化、功能集成化、 結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程，加快相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范制定，以標(biāo)準(zhǔn)化來提升 產(chǎn)品質(zhì)量管控能力。加強(qiáng)傳感器材料制備、專用設(shè)備方面技 術(shù)創(chuàng)新，打造傳感器研發(fā)制造金剛鉆，為傳感器產(chǎn)品質(zhì)量 品質(zhì)提升夯實(shí)工具支撐。加快傳感器新材料、新技術(shù)、新