當(dāng)前，萬(wàn)物互聯(lián)+邊緣智能助力信息互聯(lián)顛覆式創(chuàng)新。智能傳感器作為物聯(lián)網(wǎng)、VR、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)感知層重要功能器件和基礎(chǔ)核心元器件，是決定智能物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。

　　習(xí)近平總書記在企業(yè)家座談會(huì)上強(qiáng)調(diào)要“提升產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈現(xiàn)代化水平，大力推動(dòng)科技創(chuàng)新，加快關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)，打造未來發(fā)展新優(yōu)勢(shì)”。黨和國(guó)家高度重視智能傳感器等電子元器件產(chǎn)業(yè)發(fā)展。2021 年 1 月，工業(yè)和信息化部印發(fā)了 《基礎(chǔ)電子元器件產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃 (2021-2023 年)》，提出要做強(qiáng)傳感類等元器件產(chǎn)業(yè)，夯實(shí)信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)。面對(duì)百年未有之大變局和產(chǎn)業(yè)大升級(jí)、行業(yè)大融合的態(tài)勢(shì)，加快電子元器件及配套材料和設(shè)備儀器等基礎(chǔ)電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展，對(duì)推進(jìn)信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)高級(jí)化、產(chǎn)業(yè)鏈現(xiàn)代化，乃至實(shí)現(xiàn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展具有重要意義。

　　然而，在傳感器迎來春天的時(shí)候，中國(guó)公眾看到的似乎仍然是國(guó)外半導(dǎo)體巨頭的盛宴。業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，雖然中國(guó)的傳感器市場(chǎng)發(fā)展很快，但本土傳感器技術(shù)與世界水平相比仍存在很大差距。

　　這種差距，一方面表現(xiàn)為傳感器在感知信息方面的落后，另一方面，則表現(xiàn)為傳感器自身在智能化和網(wǎng)絡(luò)化方面的技術(shù)落后。由于沒有形成足夠的規(guī)?；瘧?yīng)用，導(dǎo)致國(guó)內(nèi)的傳感器不僅技術(shù)低，而且價(jià)格高，在市場(chǎng)上很難有競(jìng)爭(zhēng)力。

　　目前全球傳感器市場(chǎng)主要由美國(guó)、日本、德國(guó)的幾家龍頭公司主導(dǎo)。美國(guó)、日本、德國(guó)及中國(guó)合計(jì)占據(jù)全球傳感器市場(chǎng)份額的72%，其中中國(guó)占比約11%。與全世界生產(chǎn)的超過2萬(wàn)種產(chǎn)品品種相比，中國(guó)國(guó)內(nèi)僅能生產(chǎn)其中的約1/3，整體技術(shù)含量也較低，是目前急需改變的一個(gè)狀態(tài)。

　　01、中國(guó)傳感器發(fā)展?fàn)顩r

　　傳感器(transducer/sensor)是一種檢測(cè)裝置，能感受到被測(cè)量的信息，并能將感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號(hào)或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲(chǔ)、顯示、記錄和控制等要求。

　　由于世界各國(guó)普遍重視和投入開發(fā)，傳感器展十分迅速。近年來全球傳感器市場(chǎng)一直保持高速增長(zhǎng)，2019年市場(chǎng)規(guī)模近2265億美元。2019年全球MEMS市場(chǎng)規(guī)模達(dá)169.6億美元，CIS市場(chǎng)規(guī)模近170億美元。2019年索尼繼續(xù)保持著在CMOS圖像傳感器領(lǐng)域的領(lǐng)先地位，市場(chǎng)份額達(dá)49.2%，三星、豪威緊隨其后。

　　據(jù)日本矢野研究所預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，車載雷達(dá)與攝像頭，預(yù)計(jì)到2030年全球市場(chǎng)規(guī)模都將近900億元，發(fā)展?jié)摿^大。

　　我國(guó)早在20世紀(jì)60年代就開始涉足傳感器制造業(yè)。我國(guó)在1972年組建成立中國(guó)第一批壓阻傳感器研制生產(chǎn)單位;1974年，研制成功中國(guó)第一個(gè)實(shí)用壓阻式壓力傳感器;1978年，誕生中國(guó)第一個(gè)固態(tài)壓阻加速度傳感器;1982年，國(guó)內(nèi)最早開始硅微機(jī)械系統(tǒng)(MEMS)加工技術(shù)和SOI(絕緣體上硅)技術(shù)的研究。進(jìn)入20世紀(jì)90年代后，硅微機(jī)械加工技術(shù)的絕對(duì)壓力傳感器、微壓傳感器、呼吸機(jī)壓傳感器、多晶硅壓力傳感器、低成本TO-8封裝壓力傳感器等相繼問世并實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)。改革開放30年來，我國(guó)傳感器技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)取得了長(zhǎng)足進(jìn)步，主要表現(xiàn)在：建立了傳感技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、微米/納米國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、國(guó)家傳感技術(shù)工程中心等研究開發(fā)基地;MEMS、MOEMS(微光機(jī)電系統(tǒng))等研究項(xiàng)目列入了國(guó)家高新技術(shù)發(fā)展重點(diǎn);在“九五”國(guó)家重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目中，傳感器技術(shù)研究取得了51個(gè)品種86個(gè)規(guī)格新產(chǎn)品的成績(jī)，初步建立了敏感元件與傳感器產(chǎn)業(yè)。

　　目前，中國(guó)傳感器產(chǎn)業(yè)正處于由傳統(tǒng)型向新型傳感器發(fā)展的關(guān)鍵階段，它體現(xiàn)了新型傳感器向微型化、多功能化、數(shù)字化、智能化、系統(tǒng)化和網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展的總趨勢(shì)。

　　傳感器技術(shù)歷經(jīng)了多年的發(fā)展，其技術(shù)的發(fā)展大體可分三代：

　　第一代是結(jié)構(gòu)型傳感器，它利用結(jié)構(gòu)參量變化來感受和轉(zhuǎn)化信號(hào)。

　　第二代是上70年代發(fā)展起來的固體型傳感器，這種傳感器由半導(dǎo)體、電介質(zhì)、磁性材料等固體元件構(gòu)成，是利用材料某些特性制成。如：利用熱電效應(yīng)、霍爾效應(yīng)、光敏效應(yīng)，分別制成熱電偶傳感器、霍爾傳感器、光敏傳感器。

　　第三代傳感器是以后剛剛發(fā)展起來的智能型傳感器，是微型計(jì)算機(jī)技術(shù)與檢測(cè)技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，使傳感器具有一定的人工智能。

　　02、中國(guó)傳感器發(fā)展與國(guó)外差距

　　國(guó)內(nèi)傳感器廠商占據(jù)中低端市場(chǎng)從發(fā)展態(tài)勢(shì)看，國(guó)內(nèi)傳感器廠商有三種情況：

　　一、民營(yíng)或合資企業(yè)的產(chǎn)品占據(jù)了中低端市場(chǎng)，傳統(tǒng)技術(shù)和裝備手段可以滿足絕大多數(shù)產(chǎn)品的制造要求，市場(chǎng)發(fā)展?fàn)顟B(tài)良好。除個(gè)別廠家在個(gè)別品種方面將國(guó)外生產(chǎn)的芯片拿到國(guó)內(nèi)封裝出相關(guān)產(chǎn)品、占據(jù)市場(chǎng)較大份額外，其他高端產(chǎn)品均是國(guó)外廠商在壟斷。

　　二、隨著物聯(lián)網(wǎng)等新興產(chǎn)業(yè)的興起，傳感器產(chǎn)業(yè)成為世界各國(guó)在高新技術(shù)發(fā)展中爭(zhēng)奪的一個(gè)重要領(lǐng)域。近年來我國(guó)傳感器產(chǎn)業(yè)快速增長(zhǎng)，應(yīng)用模式也日漸成熟。但由于產(chǎn)業(yè)檔次偏低、技術(shù)創(chuàng)新能力較差，國(guó)內(nèi)傳感器產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)低端過剩、中高端被國(guó)外壟斷的市場(chǎng)格局。傳感器技術(shù)發(fā)展滯后已掣肘國(guó)內(nèi)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的順利推進(jìn)。

　　目前從材料、器件、系統(tǒng)到網(wǎng)絡(luò)我國(guó)已形成較為完整的傳感器產(chǎn)業(yè)鏈。在網(wǎng)絡(luò)接口、傳感器與網(wǎng)絡(luò)通信融合、物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)等方面取得較大進(jìn)展。但產(chǎn)業(yè)檔次偏低、企業(yè)規(guī)模小、技術(shù)創(chuàng)新能力差，很多企業(yè)只是引進(jìn)國(guó)外元件進(jìn)行加工，同質(zhì)化嚴(yán)重。而生產(chǎn)裝備落后、工藝不穩(wěn)定等造成產(chǎn)品指標(biāo)分散、穩(wěn)定性差。模仿產(chǎn)品在敏捷度方面也不盡如人意。在相對(duì)研發(fā)突出的領(lǐng)域，卻忽略了工業(yè)化基礎(chǔ)性開發(fā)，商品化開發(fā)嚴(yán)重滯后。

　　目前我國(guó)傳感器產(chǎn)品約6000種左右，而國(guó)外已達(dá)20000多個(gè)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求。中高端傳感器進(jìn)口占比達(dá)80%，傳感器芯片進(jìn)口更是達(dá)90%，國(guó)產(chǎn)化缺口巨大。其中數(shù)字化、智能化、微型化等高新技術(shù)產(chǎn)品嚴(yán)重短缺。國(guó)家重大裝備所需高端產(chǎn)品主要依賴進(jìn)口。而涉及國(guó)家安全和重大工程所需的傳感器及智能化儀器儀表，國(guó)外對(duì)我國(guó)往往采取限制。外資企業(yè)產(chǎn)品占據(jù)國(guó)內(nèi)高端市場(chǎng)絕大多數(shù)的市場(chǎng)份額，并將會(huì)在今后很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)持續(xù)把持高端市場(chǎng)，這種勢(shì)頭在短期內(nèi)不會(huì)得到根本轉(zhuǎn)變。

　　三、國(guó)有企業(yè)發(fā)展處于平穩(wěn)增長(zhǎng)狀態(tài)，總體上跟不上國(guó)外最新技術(shù)發(fā)展的步伐，除少數(shù)廠家外，總體差距有擴(kuò)大的趨勢(shì)。這是因?yàn)閭鞲衅骷夹g(shù)發(fā)展快，工藝和制造設(shè)備更新快，許多新設(shè)備國(guó)內(nèi)廠商無(wú)法制造等原因造成的。并且設(shè)備的單臺(tái)價(jià)格少則幾十萬(wàn)美元，多則數(shù)百萬(wàn)美元，絕大多數(shù)廠家靠自身積累很難購(gòu)買新型設(shè)備，致使在許多新技術(shù)、新工藝方面無(wú)法跟上國(guó)外企業(yè)飛速發(fā)展的步伐。

　　03、我國(guó)傳感器發(fā)展差距的主要原因

　　一、核心制造技術(shù)嚴(yán)重滯后于國(guó)外，國(guó)內(nèi)產(chǎn)品差強(qiáng)人意。

　　國(guó)外傳感器的新技術(shù)、新產(chǎn)品、新工藝、新材料不斷涌現(xiàn)，傳感器數(shù)字化、智能化、微型化已成趨勢(shì)，大多數(shù)產(chǎn)品已變成現(xiàn)實(shí)，且在不斷完善、不斷升級(jí)，而我國(guó)的傳感器雖然所涉足的研究開發(fā)領(lǐng)域基本與國(guó)外相差無(wú)幾，但由于在某些核心制造工藝技術(shù)上還嚴(yán)重滯后于國(guó)外，所以在深度和廣度上差異較大，主要表現(xiàn)為：

　　1、產(chǎn)品品種不全、規(guī)格少，新品欠缺。

　　我國(guó)目前傳感器產(chǎn)品品種數(shù)為3000個(gè)左右，而國(guó)外已達(dá)20000多個(gè)，產(chǎn)品品種滿足率僅在60%-70%左右，遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了國(guó)內(nèi)傳感器市場(chǎng)需求。從行業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)看，老產(chǎn)品比例占60%以上，新產(chǎn)品不足吟，高新技術(shù)類產(chǎn)品更少，數(shù)字化、智能化、微型化產(chǎn)品嚴(yán)重欠缺從總體看，品種不配套、系列不全、低檔產(chǎn)品多、高檔產(chǎn)品少、缺乏市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

　　2、科技創(chuàng)新差，擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品少。

　　企業(yè)自主開發(fā)與技術(shù)創(chuàng)新能力差。由于多種因素影響，國(guó)內(nèi)企業(yè)仍以手工方式生產(chǎn)技術(shù)含量低或國(guó)外已停產(chǎn)的產(chǎn)品。很多新公司就是國(guó)外產(chǎn)品的推銷商和代理商，在多數(shù)院校和研究院所中，對(duì)高技術(shù)的跟蹤和對(duì)高技術(shù)附加值產(chǎn)品的研發(fā)能力還是可以的，但其成果以樣品居多，距產(chǎn)業(yè)化較遠(yuǎn)，自主開發(fā)和擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的科研成果不多。

　　二、工藝裝備落后，產(chǎn)品質(zhì)量差。

　　經(jīng)過多年開發(fā)，雖然研制出一批工藝和產(chǎn)品，但由于批產(chǎn)工藝的穩(wěn)定性、可靠性問題沒有得到根本解決，限制了其應(yīng)用領(lǐng)域和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展有些高性能產(chǎn)品，不是靠工藝保證，而是靠篩選分檔。從技術(shù)角度看，由于國(guó)內(nèi)傳感器生產(chǎn)工藝與工藝設(shè)備相對(duì)落后，微機(jī)械加工技術(shù)和封裝技術(shù)不夠先進(jìn)，手工操作比較多，檢測(cè)手段不規(guī)范等等，造成主要性能指標(biāo)和國(guó)外差1-2個(gè)數(shù)量級(jí)，使用壽命差2-3級(jí)。因此，在化工、電站、冶金、石油、環(huán)保、機(jī)械等領(lǐng)域重大工程中，許多高性能傳感器仍依賴于進(jìn)口。

　　三、人才資源匱乏，產(chǎn)業(yè)發(fā)展不足。

　　傳感器及其產(chǎn)業(yè)的特點(diǎn)之一是技術(shù)密集，由于技術(shù)密集，也自然要求人才密集。從目前國(guó)內(nèi)的情況看，能夠適應(yīng)當(dāng)今傳感器技術(shù)發(fā)展需求的具有高水平的科研隊(duì)伍及中青年科技專家、技術(shù)骨干、學(xué)術(shù)帶頭人相對(duì)缺乏，使行業(yè)技術(shù)更新?lián)Q代步伐慢，產(chǎn)業(yè)發(fā)展后勁不足。

　　四、統(tǒng)籌規(guī)劃不足，投資力度不夠。

　　目前存在的問題是重復(fù)分散、統(tǒng)籌規(guī)劃不足，科研投資強(qiáng)度偏低，科研設(shè)備落后，科研和生產(chǎn)脫節(jié)，影響了科研成果的轉(zhuǎn)化，使我國(guó)傳感器產(chǎn)品綜合實(shí)力較低。其次是由于政府重視不夠, 在信息技術(shù)發(fā)展的過程中, 對(duì)傳感器技術(shù)重要性的認(rèn)識(shí)滯后于計(jì)算機(jī)技術(shù)和通訊技術(shù), 發(fā)展需求的資源投入規(guī)模和強(qiáng)度太小, 使傳感器技術(shù)的發(fā)展速度緩慢, 牽制了信息技術(shù)的飛速發(fā)展。

　　04、我國(guó)傳感器產(chǎn)業(yè)分布狀況

　　目前我國(guó)傳感器企業(yè)正努力追趕國(guó)外企業(yè)，并出現(xiàn)區(qū)域的傳感器企業(yè)集群，企業(yè)主要集中在長(zhǎng)三角地區(qū)，并逐漸形成以北京、上海、南京、深圳、沈陽(yáng)和西安等中心城市為主的區(qū)域空間布局。

　　長(zhǎng)三角區(qū)域：以上海、無(wú)錫、南京為中心。逐漸形成包括熱敏、磁敏、圖像、稱重、光電、溫度、氣敏等較為完備的傳感器生產(chǎn)體系及產(chǎn)業(yè)配套。

　　珠三角區(qū)域：以深圳中心城市為主。由附近中小城市的外資企業(yè)組成以熱敏、磁敏、超聲波、稱重為主的傳感器產(chǎn)業(yè)體系。

　　東北地區(qū)：以沈陽(yáng)、長(zhǎng)春、哈爾濱為主。主要生產(chǎn)MEMS力敏傳感器、氣敏傳感器、濕敏傳感器。

　　京津區(qū)域：主要以高校為主。從事新型傳感器的研發(fā)，在某些領(lǐng)域填補(bǔ)國(guó)內(nèi)空白。北京已建立微米/納米國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。

　　中部地區(qū)：以鄭州、武漢、太原為主。產(chǎn)學(xué)研緊密結(jié)合的模式，在PTC/NTC熱敏電阻、感應(yīng)式數(shù)字液位傳感器和氣體傳感器等產(chǎn)業(yè)方面發(fā)展態(tài)勢(shì)良好。

　　05、未來傳感器的重要應(yīng)用方向

　　從應(yīng)用領(lǐng)域來看，工業(yè)、汽車電子、通信電子、消費(fèi)電子四部分是傳感器最大的市場(chǎng)。國(guó)內(nèi)工業(yè)和汽車電子產(chǎn)品領(lǐng)域的傳感器占比約42%左右，而發(fā)展最快的是汽車電子和通信電子應(yīng)用市場(chǎng)。

　　智能汽車和無(wú)人駕駛是驅(qū)動(dòng)MEMS傳感器發(fā)展的重要?jiǎng)恿?。在智能汽車時(shí)代，將會(huì)使用大量的MEMS運(yùn)動(dòng)傳感器實(shí)現(xiàn)主動(dòng)安全技術(shù)：語(yǔ)音將成為人與智能汽車的重要交互方式，MEMS麥克風(fēng)將迎來發(fā)展新機(jī)遇。自動(dòng)駕駛技術(shù)的興起，進(jìn)一步推動(dòng)了MEMS傳感器進(jìn)入汽車。汽車行業(yè)占據(jù)整個(gè)MEMS市場(chǎng)份額超過30%，2015年全球汽車MEMS行業(yè)營(yíng)收為37.3億美元。根據(jù)預(yù)測(cè)，未來六年，全球汽車MEMS市場(chǎng)預(yù)計(jì)將以4.2%的復(fù)合年增長(zhǎng)率穩(wěn)步增長(zhǎng)。

　　此外，MEMS傳感器也是智能工廠的“心臟”，從這個(gè)層面上講，它是工業(yè)機(jī)器人變得“神通廣大”的利器。它讓產(chǎn)品生產(chǎn)流程持續(xù)運(yùn)行，并讓工作人員遠(yuǎn)離生產(chǎn)線和設(shè)備，保證人身安全和健康。據(jù)預(yù)測(cè)，未來六年，MEMS在工業(yè)市場(chǎng)預(yù)計(jì)將以7.3%的復(fù)合年增長(zhǎng)率快速增長(zhǎng)。

　　我國(guó)傳感器產(chǎn)業(yè)未來將遵循的五大方向：

　　1、以工業(yè)控制、汽車、通訊信息業(yè)、環(huán)保為重點(diǎn)服務(wù)領(lǐng)域;

　　2、以傳感器、彈性元件、光學(xué)元件、專用電路為重點(diǎn)對(duì)象，發(fā)展具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的原創(chuàng)性技術(shù)和產(chǎn)品;

　　3、以增加品種、提高質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益為主要目標(biāo)，加速產(chǎn)業(yè)化，使國(guó)產(chǎn)傳感器的品種占有率達(dá)到70%——80%，高檔產(chǎn)品達(dá)60%以上;

　　4、以MEMS(微機(jī)電系統(tǒng))工藝為基礎(chǔ);

　　5、以集成化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)為依托，加強(qiáng)制造工藝和新型傳感器和儀表元器件的開發(fā)，使主導(dǎo)產(chǎn)品達(dá)到和接近國(guó)外同類產(chǎn)品的先進(jìn)水平。

　　最后

　　未來，在經(jīng)濟(jì)環(huán)境持續(xù)好轉(zhuǎn)的大背景下，傳感器市場(chǎng)的需求量會(huì)不斷增多，傳感器將越來越多地被應(yīng)用到社會(huì)建設(shè)和生活的各個(gè)領(lǐng)域。預(yù)測(cè)，未來幾年全球傳感器市場(chǎng)將保持20%以上的增長(zhǎng)速度。

　　自2014年以來，國(guó)家就先后出臺(tái)了一系列具有戰(zhàn)略性、指導(dǎo)性的文件，有效推動(dòng)了我國(guó)傳感器及物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)向著創(chuàng)新化、融合化、集群化以及智能化的方向快速發(fā)展。智能傳感器具備一定的通信功能，并且擁有采集、處理、交換信息的能力，可通過軟件技術(shù)來實(shí)現(xiàn)高精度的信息采集。

　　智能化傳感器相對(duì)于普通的傳感器優(yōu)勢(shì)是毋庸置疑的，因此，傳感器的智能化是一大發(fā)展趨勢(shì)。目前，以F&C嘉準(zhǔn)傳感器為代表的智能傳感器企業(yè)在國(guó)內(nèi)具有較高的知名度。

　　物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展改變了人們的生活方式，也離不開傳感器設(shè)備的存在，傳感器也將朝著可移動(dòng)化、微型化、集成化以及多樣化的方向發(fā)展。

　　市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)在不斷加劇，傳感器也更加深入融合到我們的日常生活中，在全球智慧生活、智能生產(chǎn)的趨勢(shì)之下，傳感器行業(yè)也將迎來新的發(fā)展機(jī)遇。