專家表示，新基建的加快建設以及新一代信息技術的快速發展為MEMS智能傳感器帶來巨大的機遇。
近日，素有“珠城”之美譽的蚌埠因為一場大會的舉辦而熠熠生輝、大放異彩。4月23日，以“凝‘芯’聚力、創‘智’未來”為主題的第四屆中國MEMS智能傳感器產業發展大會暨企業家論壇在蚌埠舉行。
MEMS智能傳感器迎來發展“春天”
當前，隨著新一輪國際革命和產業變革的蓬勃興起，MEMS傳感器正在被廣泛應用于工業互聯網、自動駕駛、生物醫療、5G等眾多領域，發展前景廣闊無限。中國工程院院士、清華大學副校長尤政在視頻演講中談道，集成電路產業是支撐我國經濟社會發展和保障國家安全的戰略性、基礎性、先導性產業，發展潛力巨大，自主創新需求迫切。國家高度重視集成電路產業的發展，以MEMS為核心的智能傳感器技術是現代科技前沿技術，也是新一代信息技術的支柱之一。
尤政表示，目前，我國MEMS產業正在走上發展快車道，擁有一批勇于創新和實踐的技術專家和創新精英，涌現出了一批有擔當、有作為的明星企業。但是，我們也要清醒地認識到目前我國與發達國家的差異。現階段，我國中低端傳感器自動化水平較低，高端傳感器市場大部分還依賴進口，缺少自主創新的核心技術與產品，關鍵設備、核心原材料的“卡脖子”問題依然嚴峻。隨著信息技術、人工智能、物聯網、智能裝備、5G通信等領域發展需求的日益迫切，MEMS智能傳感器產業的進一步發展就成了當前的重要任務。
賽迪顧問股份有限公司副總經理李珂表示，MEMS產業現在正處于“春天”：市場和產業結構發生了巨大變化；MEMS傳感器技術趨于成熟，處于大規模商用量產階段；從金融、資本角度看，MEMS產業就好像其中流淌著的“血液”。
李珂認為，MEMS產業有幾個重要發展趨勢。首先，未來十年是中國MEMS產業的黃金十年，但仍面臨國內外復雜局勢和市場帶來的挑戰。其次，代工制造是中國MEMS產業重要特點，MEMS工藝將逐步標準化、兼容化。再次，先進封裝是MEMS產業重要環節，MEMS封裝是決定MEMS器件性能的重要環節。最后，新材料和傳感集成是MEMS產業的發展新機遇。“大幅提高硅基MEMS產品性能、降低成本是未來MEMS產業的巨大市場機會。”他說，“將多種單一功能傳感器組合成多功能合一的傳感器模組，再通過集成微控制器、微處理器等芯片的傳感器集成技術，也是MEMS產業新的市場機會。”
MEMS智能傳感器正在逐步取代傳統傳感器，在新一代信息技術、人工智能、物聯網、智能裝備、5G通信、智慧工程等領域發揮著基礎性支撐作用。在此背景下，中國蚌埠傳感谷項目應運而生。
作為安徽省的老工業基地，蚌埠市制造業門類齊全，是歷史上全國三大傳感器基地之一，擁有一批積累了大量研發和生產基礎的傳統傳感器企業。這些企業占領了較大的市場份額，也培養了大量人才。
根據蚌埠市傳感谷負責人高輝介紹，中國蚌埠傳感谷是重點謀劃布局蚌埠市新一代信息技術和產業未來發展而進行的重大產業布局。中國蚌埠傳感谷計劃用五年左右的時間，總投資約100億元，吸引國內外傳感器及物聯網領域的200余家優勢企業在蚌埠形成產業聚集，成為集產業及領域研發、設計、制造、分裝、測試環節于一體的國內一流傳感器產業園。
工業互聯網或是未來最大應用領域
“工業互聯網可能是MEMS未來應用最龐大、最重要的領域。”在萬物互聯的世界，MEMS技術有更廣闊的應用舞臺。中國工程院院士楊善林認為，工業互聯網是其中最重要、最大的應用領域之一。
在談及工業互聯網之前，先要提到互聯網，互聯網的發展可分為三個階段。楊善林在演講中舉了兩個例子，具體說明了基于互聯網的全新服務模式。第一個例子是基于“全球腦”的無人駕駛汽車。多個互聯網汽車構成了互聯網汽車網絡，每一輛互聯網汽車都通過自身的無人駕駛規劃和控制經驗來獲取相關駕駛數據，并將其上傳到企業數據中心，形成互聯網汽車的自主學習網絡，從而改進無人駕駛和智能交通技術水平。“互聯網是制造汽車的關鍵零部件，沒有這個互聯網，汽車就沒有那么智能。”楊善林說。
第二個例子是智慧醫療服務。現階段，很多人的手上戴著各種各樣的智能手環，可以隨時隨地測量血壓、脈搏等生理參數，如果把這些生理參數傳到互聯網上，就可以隨時隨地對身體健康狀況進行判斷、分析。楊善林認為，未來，這可能成為一種基于互聯網的全新醫療服務模式。
有人說，物聯網是一個基于互聯網、傳統電信網等的信息載體，它的本質是形成互聯互通的網絡。但通過這兩個例子可以看出，物聯網是制造汽車的關鍵零部件，是身體維持健康的重要組成部分，其本質是資源。楊善林表示，互聯網與“機器”和“電力”等類似，現在可以把互聯網定義為一種對人類經濟社會發展產生深遠影響的人造資源。“這種資源全面融入到經濟社會系統運行的全過程，廣泛滲透到生產生活的各個方面，促進線上、線下資源的融合與重構，推動了生產和生活方式的變革。”楊善林說道。
楊善林在演講中表示，工業互聯網也在經歷與互聯網相似的三個發展階段，即從技術系統到應用平臺，再到融入產品資源。
楊善林指出，網絡感知技術、制造智能技術、工業互聯網標準體系、人機協同技術和基礎技術是工業互聯網的關鍵技術，工業互聯網有四大發展路徑。
第一個發展路徑是工業互聯網技術系統的構建。推進工業互聯網，關鍵要立足工業本質，緊扣智能特征，以制造業需求為先驅，首先攻克數據感知、標識解析、互聯通信、云端服務、信息模型、數據服務模型等關鍵基礎技術。
第二個發展路徑是工業互聯網應用模式的創新。要聚焦企業、區域、行業轉型升級的需要，圍繞車間、企業、產業鏈和供應鏈構建工業互聯網，開展多場景、全鏈條、多層次的應用模式探索。
第三個發展路徑是基于工業互聯網的產業生態構建。要圍繞集團企業、跨企業的協作平臺化、產業生態化需求，創新全產業鏈及全價值鏈。
第四個發展路徑是工業互聯網的國際化發展。圍繞工業互聯網技術體系，需要展開全球化聯合協作攻關。
楊善林總結道，在工業互聯網發展初期，要在標準體系、情感感知、通信互聯、制造智能、人機協同、基礎技術等方面取得理論與技術突破，要建立支撐系統制造模式創新和商業模式創新以及企業生態系統的平臺。工業互聯網與互聯網必將是融為一體的，發展工業互聯網必須走國際化道路。
MEMS與相關領域加速交叉融合
南京大學物理學院副教授王漱明的演講主要聚焦微納光學超構表面這一領域。在王漱明看來，超構透鏡不僅可以應用于量子領域，也有望加速與MEMS調控體系的交叉和融合。
“量子是我們國家發展的重要戰略性學科，我們在這方面也有一些積累，在無人機上有很好的集成量子成果。使用超構透鏡陣列也可以實現量子方面新的突破。比如高維路徑糾纏源，通過超構透鏡和非鏈性過程結合，（能夠）實現高量子糾纏，有10×10的100維態勢糾纏。”他表示，超構透鏡陣列非常有用，但超構透鏡陣列做完了以后就不能再進行動態調整了。在此情況下，超構透鏡與MEMS調控體系的融合是一大解決之道。“超構透鏡和MEMS結合，能夠做可調焦距成像。希望和各位同仁們多交流，看是否能讓MEMS與更多超構體系和動態可調體系有交叉的功能。”王漱明說。
正如MEMS技術有望與超構透鏡領域進行更深層次的融合，目前，MEMS與智能制造、智能生活領域同樣正在創造出更多“交叉點”。中國儀器儀表學會微納器件與系統技術分會理事長孫立寧在演講中談道，未來產業的發展是多學科交叉的結果，產業很難僅僅依靠某個單項技術來實現發展。
現階段，傳感器正在向千行百業加速滲透、融合。孫立寧表示，過去的工廠是人開機床，未來和現在的工廠則是由機器人進行軟件掃控等。在生產過程中，要想對產品的質量、裝備的狀態進行驗證，就必須有傳感器，只有這樣才能產生數據。基于此，孫立寧認為，傳感器是裝備智能化、生產智能化的重要手段。
在工業領域，目前的工業機器人和機床并不具備外部感知能力。未來，機器需要變得更加智能，在加工過程中還要具備對產品質量進行分析和自動決策的能力，甚至要自學制造。“這是典型的智能制造裝備。”孫立寧表示，傳感器在其中起到的作用非常重要，是裝備智能化、生產智能化的重要手段。
孫立寧建議，應從制造與生活這兩個方面發展微納感知。他認為，微納器件與系統是智能制造與智慧生活的核心技術，MEMS正在向微型化、集成化、多功能化、數字化、網絡化方向發展，“機器人+微納+信息”和人工智能的交叉融合將改變人類生產和生活方式。基于此，他提議，應加強基礎與創新研究，解決共性關鍵技術。還要建立產業制造平臺，做到機制創新和創新創業，打造人才培養與多種創新創業模式相結合的產業化平臺，最終形成協同發展的產業鏈和創新鏈。
論壇上，中國工程院院士楊樹興將MEMS技術發展和慣性技術的加速融合作為切入點，闡述了發展MEMS慣性傳感器的重要意義。楊樹興認為，國內MEMS慣性傳感器在理論研究、基礎工藝及工程樣機性能上有所突破，但在某些高端領域，陀螺儀在性能穩定性、成品率、可靠性、成本等方面與國外仍有較大差距，亟待進一步提升。
值得一提的是，中國兵器工業集團特聘首席專家高文也在演講中提到了高精度陀螺儀。他表示，雖然MEMS陀螺儀尚處于研究階段，還沒有產品，但發展前景已經顯現。高文認為，中心軸對稱陀螺將成為新一代MEMS陀螺的發展趨勢；MEMS角速率積分陀螺將達到導航級精度，有可能爭奪中低端光纖陀螺產品市場；我國在MEMS角速率積分陀螺（不包括石英半球陀螺）的研究成果已經走進國際前列。
