我國已經(jīng)進(jìn)入由工業(yè)大國向工業(yè)強(qiáng)國邁進(jìn)的關(guān)鍵時期。然而，工業(yè)基礎(chǔ)能力薄弱成為制約我國工業(yè)核心競爭力提升和國際產(chǎn)業(yè)分工躍升的關(guān)鍵瓶頸，存在的突出問題有：自主創(chuàng)新能力不強(qiáng)，核心基礎(chǔ)零部件/元器件、關(guān)鍵基礎(chǔ)材料主要依賴進(jìn)口，基礎(chǔ)工藝和產(chǎn)業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)落后，國民經(jīng)濟(jì)和國防建設(shè)所需的重大成套裝備、主機(jī)及人民生活所需的裝配型工業(yè)產(chǎn)品陷入了“空殼化”的困境。2013年、2014年中國工程院會同工業(yè)和信息化部及國家質(zhì)檢總局相繼開展了“制造強(qiáng)國戰(zhàn)略研究”“工業(yè)強(qiáng)基戰(zhàn)略研究”兩個重大發(fā)展戰(zhàn)略咨詢項目研究。本文主要解析了“制造強(qiáng)國”“工業(yè)強(qiáng)基”的發(fā)展戰(zhàn)略，介紹傳感器技術(shù)領(lǐng)域的顛覆性技術(shù)——微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）的進(jìn)展并提出應(yīng)對建議與措施。

一、制造強(qiáng)國與工業(yè)強(qiáng)基

制造業(yè)是立國之本，興國之器，強(qiáng)國之基。制造業(yè)是實體經(jīng)濟(jì)的主體，是國民經(jīng)濟(jì)的脊梁，是國家安全和人民幸福安康的物質(zhì)基礎(chǔ)，是我國經(jīng)濟(jì)實現(xiàn)創(chuàng)新驅(qū)動、轉(zhuǎn)型升級的主戰(zhàn)場。

新中國成立后我國制造業(yè)經(jīng)歷了三個發(fā)展階段：1949—1978年，形成比較獨(dú)立完整的體系；1978—1990年，告別工業(yè)產(chǎn)品短缺時代；1990—2010年，產(chǎn)業(yè)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大。2010年，我國制造業(yè)產(chǎn)出占世界比重的19.8%，超越美國的19.6%，成為全球制造業(yè)第一大國，這一成就世界矚目，我國制造業(yè)進(jìn)入新的發(fā)展階段。

然而，我國制造業(yè)大而不強(qiáng)，存在以下問題：自主創(chuàng)新能力不強(qiáng)、基礎(chǔ)薄弱、處于價值鏈低端、生產(chǎn)經(jīng)營效率不高、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理、產(chǎn)品質(zhì)量問題突出、可持續(xù)發(fā)展乏力等。面臨著發(fā)達(dá)國家高端制造業(yè)回歸本土，發(fā)展中國家低端制造業(yè)低成本競爭優(yōu)勢，我國資源和環(huán)境雙重約束，第三次工業(yè)革命給我國制造業(yè)帶來難得的“機(jī)會窗口期”，城鎮(zhèn)化及消費(fèi)結(jié)構(gòu)升級提供了巨大的市場需求空間，經(jīng)濟(jì)體制機(jī)制改革將加速制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級等新的挑戰(zhàn)。

信息時代，我國制造業(yè)肩負(fù)著新的使命，“工業(yè)強(qiáng)基”是我國制造業(yè)的強(qiáng)盛之路，其基礎(chǔ)是“四基”——關(guān)鍵基礎(chǔ)材料、核心基礎(chǔ)零部件/元器件（包括機(jī)械基礎(chǔ)零部件、電子元器件、儀器儀表元器件）、先進(jìn)基礎(chǔ)工藝和產(chǎn)業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)。“四基”內(nèi)涵豐富、涉及范圍廣，為了聚焦突破的重點(diǎn)，工業(yè)基礎(chǔ)應(yīng)按照三個原則確定重點(diǎn)：①大量進(jìn)口“卡脖子”的產(chǎn)品和技術(shù)；②影響經(jīng)濟(jì)安全和國防安全的產(chǎn)品和技術(shù)，必須自主研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化；③單靠市場不能解決，需要政府安排解決的產(chǎn)品和技術(shù)。

二、制造強(qiáng)國之基礎(chǔ)——傳感器技術(shù)

1.國內(nèi)傳感技術(shù)現(xiàn)狀

核心傳感元器件是“工業(yè)基石”，是工業(yè)賴以生存和發(fā)展的基礎(chǔ)，直接決定重大裝備和主機(jī)產(chǎn)品的性能、質(zhì)量（壽命、可靠性、適用工況），但關(guān)鍵基礎(chǔ)件發(fā)展滯后，核心傳感元器件受制于人，已成為制約我國工業(yè)實現(xiàn)“由大變強(qiáng)”的主要障礙。

傳感元器件的特點(diǎn)是量大面廣，下游應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，全球需求量大，能產(chǎn)生較大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，其技術(shù)進(jìn)步是下游整機(jī)應(yīng)用行業(yè)技術(shù)創(chuàng)新的先決條件；三化程度高，適于專業(yè)化大批量生產(chǎn)；兼有材料密集型、勞動密集型和技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)的特點(diǎn)，同時面臨著世界發(fā)達(dá)國家的低附加值零部件產(chǎn)業(yè)逐漸向外轉(zhuǎn)移，實行全球采購的趨勢。

“十一五”以來，在高速增長的需求拉動下，我國傳感器行業(yè)發(fā)展也取得了長足的進(jìn)步，對外依賴逐年減少，主要表現(xiàn)在：①產(chǎn)業(yè)規(guī)模進(jìn)入世界前列；②產(chǎn)業(yè)布局基本形成；③中低檔產(chǎn)品“基本”滿足市場需求；④研發(fā)能力顯著進(jìn)步。雖然我國基礎(chǔ)零部件和元器件總量規(guī)模已居世界前列，但我國工業(yè)在國際競爭中仍然處于弱勢地位，與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比仍存在著階段性差距，高端基礎(chǔ)件對外依存度較高。主要表現(xiàn)在：①產(chǎn)業(yè)集中度低，中低檔產(chǎn)品產(chǎn)能過剩；②研發(fā)及自主創(chuàng)新能力薄弱，核心技術(shù)受制于人；③行業(yè)共性技術(shù)研究缺位；④政策缺位。

傳感器在機(jī)器人領(lǐng)域、智能汽車領(lǐng)域、機(jī)械領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用。其技術(shù)發(fā)展總趨勢呈現(xiàn)出明顯的特點(diǎn)：①產(chǎn)品技術(shù)與智能化技術(shù)相互融合；②模塊化、組合化、集成化技術(shù)得到高度重視；③高性能和環(huán)保成為行業(yè)發(fā)展的主題；④廣泛采用新材料、新工藝。核心傳感器的技術(shù)發(fā)展趨勢呈現(xiàn)出智能化、無線化、微型化、集成化、多樣化的特點(diǎn)。

2.智能傳感技術(shù)發(fā)展

微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）技術(shù)是特征尺度跨越微米和納米兩個鄰接微小領(lǐng)域的高新技術(shù)，是信息化智能化的關(guān)鍵核心技術(shù)。在微能源、測試測量、環(huán)境監(jiān)測、生物統(tǒng)計、安全保衛(wèi)等領(lǐng)域具有非常廣泛的應(yīng)用。

MEMS傳感器具有微型化、低成本、功耗低、高可靠、高精度、高度集成及高性能的特點(diǎn)，在前沿科技、汽車行業(yè)、醫(yī)療與健康監(jiān)護(hù)、可穿戴與便攜式系統(tǒng)、智能手機(jī)等軍民兩用領(lǐng)域都取得了迅速的發(fā)展。

應(yīng)用驅(qū)動和技術(shù)驅(qū)動是MEMS傳感器發(fā)展的兩大驅(qū)動力，我國MEMS傳感器的發(fā)展具有獨(dú)特的特點(diǎn)：①具有特色的制造基地；②成立了專業(yè)研究機(jī)構(gòu)；③成立了專業(yè)學(xué)會；④研究內(nèi)容不斷擴(kuò)展；⑤MEMS走向應(yīng)用與產(chǎn)業(yè)化初期；⑥學(xué)術(shù)交流十分活躍。

三、思考建議

從戰(zhàn)略設(shè)計上來講，將核心傳感器技術(shù)上升為國家“制造強(qiáng)國”“工業(yè)強(qiáng)基”戰(zhàn)略的重要組成部分，提升傳感器自身的產(chǎn)業(yè)鏈，同時將市場競爭與政府引導(dǎo)相結(jié)合，綜合提升傳感器技術(shù)的市場競爭能力。

在傳感器的發(fā)展方面，建立新體制的、面向行業(yè)的傳感器技術(shù)與產(chǎn)品工程研究中心與創(chuàng)新研究院；建立高端傳感器的公共加工平臺與基地；建立自動化智能化核心傳感器制造示范工程；建立高端傳感器的試驗驗證公共平臺；建立傳感器產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)以及配套政策；建立支持自主可控核心傳感器稅收優(yōu)惠政策；支持和建立與傳感器產(chǎn)業(yè)發(fā)展相配套的專業(yè)/職業(yè)人才培養(yǎng)體系。

作者：中國工程院院士，中國科協(xié)智能制造學(xué)會聯(lián)合體副理事長，清華大學(xué)副校長，教授尤政

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