一部智能手機中要用到十幾種傳感器，一部高檔汽車里可能要用到幾百個傳感器，一個現(xiàn)代化的智能工廠中用到的傳感器數(shù)量動輒以萬計。傳感器已經(jīng)滲透到人們生產(chǎn)生活的方方面面。

行業(yè)呈現(xiàn)“散”狀

隨著《中國制造2025》、“互聯(lián)網(wǎng)+”行動計劃以及《國家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進綱要》的大力推進，傳感器技術及傳感器產(chǎn)業(yè)的重要地位日益凸顯。賽迪顧問預測，“十三五”期間，我國傳感器市場年均復合增長率將達到31%以上。而根據(jù)《第三次工業(yè)革命》和《零邊際成本社會》作者杰里米·里夫金的大膽猜想，到2030年時，全球應用的傳感器數(shù)量將從2013年的35億個突飛猛進到超過100萬億個，人與自然環(huán)境將通過傳感器緊密相連。

“傳感器是提升我國現(xiàn)代信息技術、帶動產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的最好突破口。”中國科學院上海微系統(tǒng)與信息技術研究所所長王曦表示，“在全球半導體產(chǎn)業(yè)中，傳感器整體起步較晚，我國與國外的差距較小。而現(xiàn)在正是由傳統(tǒng)向新型傳感器轉型的關鍵階段，借力物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，我國傳感器產(chǎn)業(yè)布局得當有可能實現(xiàn)‘彎道超車’。”

中國傳感器產(chǎn)業(yè)發(fā)展目前處在什么水平?工業(yè)和信息化部電子元器件行業(yè)發(fā)展研究中心總工程師郭源生用一個“散”字加以概括。

“我國傳感器產(chǎn)業(yè)在發(fā)展過程中存在缺乏技術開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展專業(yè)人才、行業(yè)文化與產(chǎn)業(yè)化不相適應、市場適應性與擬合度不高而綜合成本過高、與國際化市場對接能力不夠、企業(yè)體制和機制嚴重制約等諸多問題。從行業(yè)整體來看，集中表現(xiàn)為一個‘散’字。”郭源生說。

據(jù)行業(yè)統(tǒng)計估算，我國2014年敏感元件與傳感器銷售額突破1200億元;2015年需求量約652.9億只，增長率高于18%，銷售額將突破1300億元。目前，我國已經(jīng)有1700余家從事傳感器研制、生產(chǎn)和應用的企事業(yè)單位，傳感器產(chǎn)品達到10大類、42小類、6000多個品種。

亟待高端突破

盡管中國傳感器產(chǎn)業(yè)已經(jīng)形成從技術研發(fā)、設計、生產(chǎn)到應用的完整產(chǎn)業(yè)體系，部分細分領域已躋身世界領先水平，但就總體水平而言，國產(chǎn)的傳感器產(chǎn)品仍以中低端為主，技術水平相對落后。中國市場上的中高端傳感器進口占比達80%，數(shù)字化、智能化、微型化產(chǎn)品嚴重欠缺。

“國內(nèi)企業(yè)的產(chǎn)品主要集中在低端的壓力、溫度、應變片等低附加值產(chǎn)品，近年內(nèi)有幾家企業(yè)開始MEMS產(chǎn)品的生產(chǎn)，其中麥克風產(chǎn)品勢頭發(fā)展較好，但其他如壓力、加速度、陀螺等也是比較低端的產(chǎn)品。”清華大學微電子學研究所王喆垚教授在接受《中國電子報》記者采訪時表示。

與歐美日相比，國內(nèi)在整個傳感器產(chǎn)業(yè)的各個環(huán)節(jié)都相對落后，制造技術和封裝技術更加明顯。基礎環(huán)節(jié)的問題解決不夠徹底，原始性創(chuàng)新的產(chǎn)品少，導致產(chǎn)品的附加值和市場份額都比較低。

幸運的是，物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展給我國傳感器產(chǎn)業(yè)帶來了機會。目前，我國物聯(lián)網(wǎng)已初步形成完整的產(chǎn)業(yè)體系，并贏得一定的國際話語權，在交通、電力、安防等多個領域形成了規(guī)模性應用。未來物聯(lián)網(wǎng)將迎來井噴式發(fā)展，成為推動經(jīng)濟社會智能化和可持續(xù)發(fā)展的重要力量。而傳感器是物聯(lián)網(wǎng)感知層中的重要組成部分，承擔著數(shù)據(jù)采集和傳輸?shù)闹厝?，是物?lián)網(wǎng)實現(xiàn)的基礎和前提。數(shù)據(jù)顯示，全球物聯(lián)網(wǎng)市場規(guī)模在2025年有望達到11萬億美元，相應的傳感器市場也將達到數(shù)千億美元的市場規(guī)模。

王曦認為，整個半導體產(chǎn)業(yè)都將得益于物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。雖然我國半導體產(chǎn)業(yè)起步較晚，但物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，不僅讓中國半導體產(chǎn)業(yè)有了更大的市場空間，更是帶來了趕超國際先進水平、做到世界第一的機會。傳感器產(chǎn)業(yè)整體起步較晚，我國與國外的差距較小，而現(xiàn)在正是由傳統(tǒng)向新型傳感器轉型的關鍵階段，布局得當有可能實現(xiàn)“彎道超車”。

具體來看，物聯(lián)網(wǎng)所需的大量傳感器芯片只需完成簡單的數(shù)據(jù)采集、存儲和傳輸，這就要求芯片必須低功耗、低價格。借助現(xiàn)有的材料、封裝技術，這些性能在45nm芯片上即可完美呈現(xiàn)。而我國在45nm左右制程和8英寸晶圓上有成熟的產(chǎn)業(yè)布局，隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，這些產(chǎn)能將得到最大限度地釋放。

所以說，一方面物聯(lián)網(wǎng)的超大規(guī)模市場將大大拉動集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展;另一方面，物聯(lián)網(wǎng)所需傳感器的特性也有望改變集成電路發(fā)展路徑，讓現(xiàn)有制程的集成電路有了更多發(fā)揮空間，這對我國集成電路的發(fā)展是極大的機會。

專家觀點

工信部電子元器件行業(yè)發(fā)展研究中心總工程師郭源生:

傳感器成制約我國物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展瓶頸

國內(nèi)傳感器種類很少，而且物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展所需的高靈敏度、智能化、小型化的傳感器仍有許多難以克服的技術難題，壽命和成本也達不到規(guī)模應用的要求。由此也造成了物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)成本較高，推廣阻力較大，難以全面普及和廣泛運用。

盡管我國從上世紀50年代初就開始發(fā)展傳感器技術，產(chǎn)業(yè)門類基本齊全，但由于此前發(fā)展傳感器技術主要用于科研和軍工領域，較大程度制約和影響了技術推廣和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，造成科研與產(chǎn)業(yè)化、市場化長期嚴重脫節(jié)現(xiàn)象，產(chǎn)業(yè)化水平很低，國內(nèi)市場至今仍依賴進口，被國外高價產(chǎn)品長期控制和壟斷。

賽迪智庫集成電路產(chǎn)業(yè)研究所所長霍雨濤:

應鼓勵上下游企業(yè)共建開放研發(fā)平臺

MEMS產(chǎn)業(yè)鏈和集成電路相似，也分為設計、制造、封測、設備等環(huán)節(jié)。但由于其具有微機械的結構特征，需要有別于IC的獨特加工技術，目前我國雖然已經(jīng)建成了一些MEMS生產(chǎn)線，但是在工藝制程研發(fā)上相對落后，主要瞄準能夠大批量生產(chǎn)的低端MEMS傳感器，難以承擔特殊工藝生產(chǎn)。

良好的產(chǎn)業(yè)生態(tài)是MEMS企業(yè)發(fā)展的前提條件。建議以開放式合作研發(fā)平臺為紐帶，加強產(chǎn)業(yè)鏈互動。當前MEMS仍多由各獨立企業(yè)采用專有工藝生產(chǎn)，基于CMOS技術的標準化工藝仍在開發(fā)進程當中，尚未完全成熟，我國應從產(chǎn)業(yè)鏈角度，鼓勵設計、制造、系統(tǒng)應用等企業(yè)合作建立開放研發(fā)平臺，開發(fā)標準生產(chǎn)工藝，加速MEMS產(chǎn)業(yè)升級。此外，通過搭建平臺促進產(chǎn)業(yè)鏈合作，加強MEMS整體方案的開發(fā)，推進MEMS產(chǎn)業(yè)化應用進程。

清華大學微電子學研究所教授王喆垚:

從具體產(chǎn)品突破進而吃透技術鏈

由于傳感器種類多、差異大，因此難以通過一個代工廠的模式促進整個行業(yè)的進步。從國外傳感器產(chǎn)業(yè)的發(fā)展來看，主要的幾家企業(yè)都是從具體產(chǎn)品突破，包括設計、制造、封裝、信號處理等，由一個企業(yè)把整個技術鏈吃透，然后圍繞著基于類似技術的產(chǎn)品，再逐漸擴大產(chǎn)品種類和規(guī)模。盡管也有少數(shù)企業(yè)如美國的Invensense等，自己沒有生產(chǎn)線，完全依靠代工成長為大型企業(yè)，但他們在結構設計和封裝方面有原始性的創(chuàng)新，才能得以發(fā)展。

如果在設計、制造和封裝環(huán)節(jié)沒有獨特的創(chuàng)新技術，就必須把制造工藝、噪聲抑制、封裝和讀出電路等主要技術環(huán)節(jié)充分掌握和突破，然后才可以依靠成本優(yōu)勢進行競爭;高附加值的產(chǎn)品則必須依靠原始性的創(chuàng)新，包括設計、制造和封裝等一個或多個環(huán)節(jié)。

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