工業的發展離不開(kāi)眾多感知技(jì)術的加(jiā)持,其中最為關鍵的技術之一便是傳感器。可以說,工業傳感器讓自動化(huà)智能設備有了(le)感知能力。經過(guò)半個多世紀的發展,我國工業傳感器在體係、規模、產品種類、基礎技術研究、產學研用一條龍建設等(děng)多方麵取得了一(yī)定的進(jìn)步,基本滿足國民經濟建(jiàn)設需要。
工業傳感器是(shì)國家(jiā)工業基礎實力的體現
工業傳感器是用於各種工業場景如能源、石油、化工、冶金、電力、機械製造、汽車等工業製造過程中(zhōng)的各類傳感器,泛指在工業製造(zào)過程(chéng)能將感受的力、熱、光、磁、聲、濕、電、環境等被測量轉換成電信號輸出的器件與裝置。是一類涉(shè)及多學科基礎技術融合(hé)的(de)工業產(chǎn)品。具有技術密集、多品種、小批量、使用靈活及應用分布(bù)廣泛的典(diǎn)型(xíng)特征(zhēng)。
德國傳感和測量技術協會(AMA)在《傳感器(qì)技術2022——讓創(chuàng)新互聯》報告中(zhōng)指出,傳感器技術(shù)是很多機器、設備和車輛競爭(zhēng)力的核(hé)心技術,是提(tí)升其價值增值的手段。與當前快速發展的互聯網一樣,傳感器的發展為其帶來機遇(yù)與挑戰。未來傳感器的先進程度決(jué)定了機械製造、汽車、過(guò)程控製和製造領域的(de)國(guó)際競爭力。美國則在上(shàng)世紀80年代(dài)就成立了國際技術小組(BGT),從國(guó)家層麵協(xié)調政府資源、企(qǐ)業(yè)和相關部門在傳感器技術、功(gōng)能材料等全方(fāng)麵開展工作,服務(wù)於美國工業製造、智能製造和軍(jun1)工領(lǐng)域。日本在上世紀末就已經將傳感器技術列為本世紀(jì)十大技術之首,日(rì)本工商界直接認為,“支配(pèi)了傳(chuán)感器技術就能支配新時代(dài)”,並將(jiāng)傳感器技(jì)術的(de)開發利用列為本世紀國家重點發展六大核心技術之(zhī)一(yī)。
我國工業傳感(gǎn)器經過半個多世紀的(de)發展,在體係、規模、產品種類、基(jī)礎技術(shù)研究、產學研(yán)用一條龍建設等多方麵取得了一定的進步,基(jī)本滿足了改革開放以來快速發展的國民經濟建設(shè)需要。但我國工業傳感器(qì)產業自身所(suǒ)存在的共性基礎研究不利、創(chuàng)新(xīn)能力弱(ruò)、核心技術少、核心元件成果走不出實驗(yàn)室、核心(xīn)元器件國產化嚴重缺失的問題並沒有得到根本解決。我國基(jī)礎科學研究短板依然突(tū)出,企業對基礎研究重視(shì)不夠,重大原創成果缺乏(fá),底層基礎技術、基礎工藝能力不足,基礎元器(qì)件、基礎材料等瓶頸仍然(rán)突出,關鍵技術受製於(yú)人的局麵沒有根本性改變。工業傳感器作為現代工業的基礎(chǔ)、工業革命(工業4.0)的基石,對我國整個工(gōng)業產(chǎn)業發展具有四兩撥千斤的(de)重要價值。
當前(qián)國內工業傳感器麵臨的矛盾與問題
第一,產、學、研、用鏈條失(shī)靈(líng),產業化問題仍(réng)然未受重視。我國傳感器企業95%以上屬(shǔ)小型企業,規模小、研發能力弱、自主(zhǔ)研發動力(lì)不足,無法負擔(dān)技術由實驗室(shì)階段過渡到產業化這一過程中所需的經費及風險。而原本承擔基礎技術研究以及實驗室(shì)成果轉(zhuǎn)化工作的國有科研轉製院所,在新形勢下自主研發投入能力有限,無法也無能力全力開展相(xiàng)關工作,從而(ér)造(zào)成(chéng)目前我國傳感器基礎研究不利、創新(xīn)能力弱、核心技(jì)術少、核心元(yuán)件成果走(zǒu)不出實驗室,產學研用鏈條失靈的問題。
第二,核心元器件高度依賴進(jìn)口(kǒu)。傳感器創新體(tǐ)製及相關政策不明確、不完善,資金使(shǐ)用、基礎研究立項、核心(xīn)技術開發、核心元(yuán)件配套等以(yǐ)分散的形式開展工作,無法形成(chéng)有力的科研創新體係來解(jiě)決基(jī)礎核心技術和成果推廣。如(rú)重大裝備核心裝(zhuāng)置用傳感器、變(biàn)送器,產品幾乎100%從國外進口,相關核心敏感元器(qì)件(芯片)95%以上依賴國外。
第三,對傳感器技術的頂層設計、基礎工藝和共性關鍵技術缺乏統籌(chóu)規劃。國家對(duì)傳感器產業(yè)雖然極其重視,特別是近十年集中出台了大量鼓勵行業發展的政策製度,但在(zài)戰略層麵仍然缺乏共識,不同行業或者部門對(duì)於傳感器行業發展各自(zì)為政。缺乏對基礎工藝、共性關鍵技術研究,缺乏係統的培育(yù)和引領,導(dǎo)致基礎工藝發展滯緩(huǎn),共性技術研究滯(zhì)後,產業分散,低水平重複發展嚴重,沒有形成(chéng)龍頭效應,更缺乏類似歐洲以及美國傳感器行業各個分類明晰的產業(產品)和技術隱形冠軍。
第四,配套人才匱乏。我國傳感器行業針對複合型人才(cái)的(de)要求很高。由於國(guó)內(nèi)專業學科設置局限性及國外公司企(qǐ)業對人才的掠奪性招聘,人才(cái)流失現象屢見不(bú)鮮。缺乏既懂(dǒng)管理,又懂技(jì)術,還會經營的複合型管理人才或者是工藝、技術、管理等全(quán)方位技術人才。
第五,工業傳感器產業數據存(cún)在“虛胖”的數據現象(xiàng)。國內大量數據報(bào)告在(zài)對工業傳感器分析時,所采用的數據大都是指向不明晰的“泛傳感器”概念下的綜合數據,混淆工業傳感器實際(jì)狀態,影響工業傳感器領域政策方針製定的針對性、準確性,對頂(dǐng)層設計和真正認識工業傳感器現狀毫厘千裏。
推進工業傳感器產業發展的建議
第一,針對產、學、研、用鏈條失靈,核心關鍵共性技術薄弱,產業化問題未受重(chóng)視的問(wèn)題,建議參照國際精、專、特、標準化傳(chuán)感器產業建設(shè)模式,重建國家共性技術(shù)研發(fā)機構、國家傳感(gǎn)器產業集群,從生態建設角度補齊傳感器設計、封裝、檢測的一條龍,及傳感器產業拉動一條龍,麵向新基建及新一代信息技術產業提升,采用需求牽引,拉動傳感器的應用,進而實(shí)現迭代和研發的良性循(xún)環,分階(jiē)段發展和補齊工業傳感器短板。
第二,強(qiáng)化國(guó)家傳感器基(jī)礎產業鏈建設,采用(yòng)MEMS技(jì)術+IC技術等新興技術的深度融合,采用集群建設和一條龍模式建設產業生態環境,按照設(shè)計、封裝、檢測、服(fú)務生態需求,分類建設新基礎建設(shè)的各類傳感(gǎn)器專業化產(chǎn)業集群。
第三,在政策引導下推動傳感器(qì)公共技術平台建設,以國家傳感(gǎn)器工程研究中心、國家傳感器重點實驗室、智能傳(chuán)感器(qì)國家創投(tóu)中心等國家級研發平台機構為依(yī)托,重建國家傳感器共性技術平台,專心基礎技術研究開發、推廣與產業轉化支持,賦予共性技(jì)術平(píng)台進行傳感器基礎共性技術和工藝的研發,以(yǐ)及在產業鏈條上的國家級第三方裁判(pàn)和評測能力,保護傳感器基礎技術、共性技術的不間斷發(fā)展,推動核心關鍵共性技術及新型傳(chuán)感器的研究工作(zuò),推動已有科研成果實現產(chǎn)業化。
第四,建設跨學科的傳感器綜合人才培養基地(dì),給予共性技術平台以及各類隱形冠軍技術人才、管理人才以激勵政策。
第五,亟待出台政策引領、企業(yè)擔責、市場需求放(fàng)開的係列相關政策和製度,為傳(chuán)感器企業進入當前新基建建設(shè)的(de)主戰場創造環境,給予合規企業在產品準入、資金、稅收等多方麵優惠條件,推進合規企(qǐ)業開展國產傳感器的準入工作,分階段持續、快速地解決國產傳感器的國內配套難題,在當前新(xīn)基建及新一代信息(xī)技術產業提升中,徹底解決國內工業傳感器(qì)需(xū)求難題,保障新基建建設(shè)的(de)基(jī)礎穩固。