工業(yè)的發(fā)展離不開眾多感知技術(shù)的加持，其中最為關(guān)鍵的技術(shù)之一便是傳感器。可以說，工業(yè)傳感器讓自動化智能設(shè)備有了感知能力。經(jīng)過半個多世紀(jì)的發(fā)展，我國工業(yè)傳感器在體系、規(guī)模、產(chǎn)品種類、基礎(chǔ)技術(shù)研究、產(chǎn)學(xué)研用一條龍建設(shè)等多方面取得了一定的進(jìn)步，基本滿足國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)需要。
工業(yè)傳感器是國家工業(yè)基礎(chǔ)實力的體現(xiàn)
工業(yè)傳感器是用于各種工業(yè)場景如能源、石油、化工、冶金、電力、機械制造、汽車等工業(yè)制造過程中的各類傳感器，泛指在工業(yè)制造過程能將感受的力、熱、光、磁、聲、濕、電、環(huán)境等被測量轉(zhuǎn)換成電信號輸出的器件與裝置。是一類涉及多學(xué)科基礎(chǔ)技術(shù)融合的工業(yè)產(chǎn)品。具有技術(shù)密集、多品種、小批量、使用靈活及應(yīng)用分布廣泛的典型特征。
德國傳感和測量技術(shù)協(xié)會(AMA)在《傳感器技術(shù)2022——讓創(chuàng)新互聯(lián)》報告中指出，傳感器技術(shù)是很多機器、設(shè)備和車輛競爭力的核心技術(shù)，是提升其價值增值的手段。與當(dāng)前快速發(fā)展的互聯(lián)網(wǎng)一樣，傳感器的發(fā)展為其帶來機遇與挑戰(zhàn)。未來傳感器的先進(jìn)程度決定了機械制造、汽車、過程控制和制造領(lǐng)域的國際競爭力。美國則在上世紀(jì)80年代就成立了國際技術(shù)小組(BGT)，從國家層面協(xié)調(diào)政府資源、企業(yè)和相關(guān)部門在傳感器技術(shù)、功能材料等全方面開展工作，服務(wù)于美國工業(yè)制造、智能制造和軍工領(lǐng)域。日本在上世紀(jì)末就已經(jīng)將傳感器技術(shù)列為本世紀(jì)十大技術(shù)之首，日本工商界直接認(rèn)為，“支配了傳感器技術(shù)就能支配新時代”，并將傳感器技術(shù)的開發(fā)利用列為本世紀(jì)國家重點發(fā)展六大核心技術(shù)之一。
我國工業(yè)傳感器經(jīng)過半個多世紀(jì)的發(fā)展，在體系、規(guī)模、產(chǎn)品種類、基礎(chǔ)技術(shù)研究、產(chǎn)學(xué)研用一條龍建設(shè)等多方面取得了一定的進(jìn)步，基本滿足了改革開放以來快速發(fā)展的國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)需要。但我國工業(yè)傳感器產(chǎn)業(yè)自身所存在的共性基礎(chǔ)研究不利、創(chuàng)新能力弱、核心技術(shù)少、核心元件成果走不出實驗室、核心元器件國產(chǎn)化嚴(yán)重缺失的問題并沒有得到根本解決。我國基礎(chǔ)科學(xué)研究短板依然突出，企業(yè)對基礎(chǔ)研究重視不夠，重大原創(chuàng)成果缺乏，底層基礎(chǔ)技術(shù)、基礎(chǔ)工藝能力不足，基礎(chǔ)元器件、基礎(chǔ)材料等瓶頸仍然突出，關(guān)鍵技術(shù)受制于人的局面沒有根本性改變。工業(yè)傳感器作為現(xiàn)代工業(yè)的基礎(chǔ)、工業(yè)革命(工業(yè)4.0)的基石，對我國整個工業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有四兩撥千斤的重要價值。
當(dāng)前國內(nèi)工業(yè)傳感器面臨的矛盾與問題
第一，產(chǎn)、學(xué)、研、用鏈條失靈，產(chǎn)業(yè)化問題仍然未受重視。我國傳感器企業(yè)95%以上屬小型企業(yè)，規(guī)模小、研發(fā)能力弱、自主研發(fā)動力不足，無法負(fù)擔(dān)技術(shù)由實驗室階段過渡到產(chǎn)業(yè)化這一過程中所需的經(jīng)費及風(fēng)險。而原本承擔(dān)基礎(chǔ)技術(shù)研究以及實驗室成果轉(zhuǎn)化工作的國有科研轉(zhuǎn)制院所，在新形勢下自主研發(fā)投入能力有限，無法也無能力全力開展相關(guān)工作，從而造成目前我國傳感器基礎(chǔ)研究不利、創(chuàng)新能力弱、核心技術(shù)少、核心元件成果走不出實驗室，產(chǎn)學(xué)研用鏈條失靈的問題。
第二，核心元器件高度依賴進(jìn)口。傳感器創(chuàng)新體制及相關(guān)政策不明確、不完善，資金使用、基礎(chǔ)研究立項、核心技術(shù)開發(fā)、核心元件配套等以分散的形式開展工作，無法形成有力的科研創(chuàng)新體系來解決基礎(chǔ)核心技術(shù)和成果推廣。如重大裝備核心裝置用傳感器、變送器，產(chǎn)品幾乎100%從國外進(jìn)口，相關(guān)核心敏感元器件(芯片)95%以上依賴國外。
第三，對傳感器技術(shù)的頂層設(shè)計、基礎(chǔ)工藝和共性關(guān)鍵技術(shù)缺乏統(tǒng)籌規(guī)劃。國家對傳感器產(chǎn)業(yè)雖然極其重視，特別是近十年集中出臺了大量鼓勵行業(yè)發(fā)展的政策制度，但在戰(zhàn)略層面仍然缺乏共識，不同行業(yè)或者部門對于傳感器行業(yè)發(fā)展各自為政。缺乏對基礎(chǔ)工藝、共性關(guān)鍵技術(shù)研究，缺乏系統(tǒng)的培育和引領(lǐng)，導(dǎo)致基礎(chǔ)工藝發(fā)展滯緩，共性技術(shù)研究滯后，產(chǎn)業(yè)分散，低水平重復(fù)發(fā)展嚴(yán)重，沒有形成龍頭效應(yīng)，更缺乏類似歐洲以及美國傳感器行業(yè)各個分類明晰的產(chǎn)業(yè)(產(chǎn)品)和技術(shù)隱形冠軍。
第四，配套人才匱乏。我國傳感器行業(yè)針對復(fù)合型人才的要求很高。由于國內(nèi)專業(yè)學(xué)科設(shè)置局限性及國外公司企業(yè)對人才的掠奪性招聘，人才流失現(xiàn)象屢見不鮮。缺乏既懂管理，又懂技術(shù)，還會經(jīng)營的復(fù)合型管理人才或者是工藝、技術(shù)、管理等全方位技術(shù)人才。
第五，工業(yè)傳感器產(chǎn)業(yè)數(shù)據(jù)存在“虛胖”的數(shù)據(jù)現(xiàn)象。國內(nèi)大量數(shù)據(jù)報告在對工業(yè)傳感器分析時，所采用的數(shù)據(jù)大都是指向不明晰的“泛傳感器”概念下的綜合數(shù)據(jù)，混淆工業(yè)傳感器實際狀態(tài)，影響工業(yè)傳感器領(lǐng)域政策方針制定的針對性、準(zhǔn)確性，對頂層設(shè)計和真正認(rèn)識工業(yè)傳感器現(xiàn)狀毫厘千里。
推進(jìn)工業(yè)傳感器產(chǎn)業(yè)發(fā)展的建議
第一，針對產(chǎn)、學(xué)、研、用鏈條失靈，核心關(guān)鍵共性技術(shù)薄弱，產(chǎn)業(yè)化問題未受重視的問題，建議參照國際精、專、特、標(biāo)準(zhǔn)化傳感器產(chǎn)業(yè)建設(shè)模式，重建國家共性技術(shù)研發(fā)機構(gòu)、國家傳感器產(chǎn)業(yè)集群，從生態(tài)建設(shè)角度補齊傳感器設(shè)計、封裝、檢測的一條龍，及傳感器產(chǎn)業(yè)拉動一條龍，面向新基建及新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)提升，采用需求牽引，拉動傳感器的應(yīng)用，進(jìn)而實現(xiàn)迭代和研發(fā)的良性循環(huán)，分階段發(fā)展和補齊工業(yè)傳感器短板。
第二，強化國家傳感器基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)鏈建設(shè)，采用MEMS技術(shù)+IC技術(shù)等新興技術(shù)的深度融合，采用集群建設(shè)和一條龍模式建設(shè)產(chǎn)業(yè)生態(tài)環(huán)境，按照設(shè)計、封裝、檢測、服務(wù)生態(tài)需求，分類建設(shè)新基礎(chǔ)建設(shè)的各類傳感器專業(yè)化產(chǎn)業(yè)集群。
第三，在政策引導(dǎo)下推動傳感器公共技術(shù)平臺建設(shè)，以國家傳感器工程研究中心、國家傳感器重點實驗室、智能傳感器國家創(chuàng)投中心等國家級研發(fā)平臺機構(gòu)為依托，重建國家傳感器共性技術(shù)平臺，專心基礎(chǔ)技術(shù)研究開發(fā)、推廣與產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化支持，賦予共性技術(shù)平臺進(jìn)行傳感器基礎(chǔ)共性技術(shù)和工藝的研發(fā)，以及在產(chǎn)業(yè)鏈條上的國家級第三方裁判和評測能力，保護(hù)傳感器基礎(chǔ)技術(shù)、共性技術(shù)的不間斷發(fā)展，推動核心關(guān)鍵共性技術(shù)及新型傳感器的研究工作，推動已有科研成果實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。
第四，建設(shè)跨學(xué)科的傳感器綜合人才培養(yǎng)基地，給予共性技術(shù)平臺以及各類隱形冠軍技術(shù)人才、管理人才以激勵政策。
第五，亟待出臺政策引領(lǐng)、企業(yè)擔(dān)責(zé)、市場需求放開的系列相關(guān)政策和制度，為傳感器企業(yè)進(jìn)入當(dāng)前新基建建設(shè)的主戰(zhàn)場創(chuàng)造環(huán)境，給予合規(guī)企業(yè)在產(chǎn)品準(zhǔn)入、資金、稅收等多方面優(yōu)惠條件，推進(jìn)合規(guī)企業(yè)開展國產(chǎn)傳感器的準(zhǔn)入工作，分階段持續(xù)、快速地解決國產(chǎn)傳感器的國內(nèi)配套難題，在當(dāng)前新基建及新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)提升中，徹底解決國內(nèi)工業(yè)傳感器需求難題，保障新基建建設(shè)的基礎(chǔ)穩(wěn)固。
作者：劉沁 沈陽儀表科學(xué)研究院副總工程師、傳感器國家工程研究中心常務(wù)副主任
