[摘要]分析了國內(nèi)外傳感器產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及技術(shù)創(chuàng)新趨勢，并指出湖北傳感器行業(yè)發(fā)展已具備良好基礎，但較國際先進水平仍存在較大差距，針對湖北傳感器產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展中存在的問題進行了研究，提出了加快科技創(chuàng)新推動湖北傳感器產(chǎn)業(yè)型升級的具體路徑。

[關(guān)鍵詞]傳感器；技術(shù)創(chuàng)新；轉(zhuǎn)型升級；湖北省

[中圖分類號]TP212.9 [文獻標識碼]A [文章編號]1005—152X（2017）03—0017—04

1引言

根據(jù)國家標準GB7665-87的定義，傳感器是能夠感受規(guī)定的被測量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的器件或裝置，通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成。目前，全球正掀起一場智能制造及工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的變革，傳感技術(shù)同計算技術(shù)、通信技術(shù)一起被稱為信息技術(shù)領(lǐng)域的三大支柱，是信息系統(tǒng)的源頭、物聯(lián)網(wǎng)的“心臟”，已成為全球信息化產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要標志，傳感器產(chǎn)業(yè)也成為世界各國重點發(fā)展的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域之一。湖北省作為我國電子信息產(chǎn)業(yè)較為發(fā)達的省份之一，大力發(fā)展傳感器產(chǎn)業(yè)，深刻把握國內(nèi)外傳感器技術(shù)創(chuàng)新趨勢，加快推進關(guān)鍵新技術(shù)研究，將對推動全省新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和轉(zhuǎn)型升級起到重要推動作用。

2國內(nèi)外傳感器產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及技術(shù)創(chuàng)新趨勢

2.1國外傳感器行業(yè)發(fā)展情況

從產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)來看，傳感器是多學科交叉的復雜系統(tǒng)，整個產(chǎn)業(yè)鏈涉及設計、制造、封裝測試、軟件及應用方案環(huán)節(jié)。根據(jù)BCC Research的調(diào)研數(shù)據(jù)顯示，2015年全球傳感器市場規(guī)模為1019億美元，從全球應用市場看，汽車電子、消費電子、工業(yè)控制和醫(yī)療電子占到全球傳感器消費市場的60%以上，預計2016-2021年的復合增長率達11%，到2021年將達到1 906億美元。目前，全球現(xiàn)在大概有40個國家從事傳感器的研制生產(chǎn)工作，研發(fā)、生產(chǎn)企業(yè)約5 000余家，產(chǎn)品達20 000多種。其中美、日、德三國合計占據(jù)全球60%的傳感器市場份額，博世、意法半導體、霍尼韋爾、飛思卡爾、日立等傳統(tǒng)的電子行業(yè)巨頭，均把傳感器作為未來主要業(yè)務增長點。

2.2國內(nèi)傳感器行業(yè)發(fā)展情況

我國從20世紀60年代開始傳感技術(shù)的研究與開發(fā)，初步形成了傳感器研究、開發(fā)、生產(chǎn)和應用的產(chǎn)業(yè)體系。數(shù)據(jù)顯示，目前國內(nèi)傳感器企業(yè)約1700家，其中從事微機電系統(tǒng)（MEMS）研制生產(chǎn)的約50余家，2015年國內(nèi)傳感器市場規(guī)模超過1000億，約占全球傳感器市場份額的11%，并形成長三角、珠三角、東北、京津、中部五大區(qū)域產(chǎn)業(yè)布局。從應用領(lǐng)域來看，國內(nèi)傳感器應用主要分布在機械設備、家用電器、科學儀器儀表、醫(yī)療衛(wèi)生、通信電子、物流以及汽車等領(lǐng)域，其中汽車電子、通信電子和智能物流應用市場發(fā)展最快。預計未來5年內(nèi)，我國傳感器市場將加速發(fā)展，平均銷售增長率將達30%以上，2020年市場規(guī)模有望突破1 800億元。國內(nèi)傳感器產(chǎn)業(yè)區(qū)域分布如圖1所示。

2.3傳感器技術(shù)創(chuàng)新趨勢分析

（1）新材料、新工藝的廣泛研發(fā)和應用。隨著新一代技術(shù)革命的推進，特別是光電通信和生物技術(shù)的飛躍式發(fā)展，納米材料、石墨烯、生物、智能材料等新型材料的開發(fā)與應用，大大擴充了傳感器的種類、性能和應用領(lǐng)域，推動了新一代光纖傳感器、無線通信傳感器、光電傳感器、超導傳感器、焦平面陣列紅外探測器、生物傳感器、診斷傳感器、基因傳感器等新產(chǎn)品的大量涌現(xiàn)。

（2）集成化、微型化與多功能化。目前，各種集成化芯片不斷出現(xiàn)，微機械加工和超精密加工等先進制造技術(shù)在傳感器開發(fā)和生產(chǎn)中不斷普及，使傳感器加快由單一功能向多功能轉(zhuǎn)變，并由傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設計向微結(jié)構(gòu)技術(shù)方向發(fā)展。如具有微小體積、低成本、高可靠性等優(yōu)點的MEMS產(chǎn)品（微傳感器和微系統(tǒng)），被公認為是未來傳感器的主流發(fā)展方向。

（3）柔性化。隨著可穿戴醫(yī)療設備的爆發(fā)式增長，在可穿戴設備2.0時代，穿戴計算和貼身智能成為設計方向，用于醫(yī)療服裝系統(tǒng)的傳感器將具有柔性高和體積質(zhì)量小的特點，并呈紡織結(jié)構(gòu)。

（4）智能化與網(wǎng)絡化。近年來，傳感器開始與人工智能相結(jié)合，已逐步實現(xiàn)自診斷、自校準、邏輯判斷、統(tǒng)計處理、記憶、存儲等多項功能，特別是能與大數(shù)據(jù)和工廠自動化相融合、能夠通過互聯(lián)網(wǎng)或“云”實現(xiàn)信息交互等功能的智能傳感器，已成智能物流發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)和設備。此外，傳感器網(wǎng)絡的開發(fā)，使測控系統(tǒng)主動進行信息處理以及遠距離實時在線測量成為可能，也是當前國際上備受關(guān)注的新興前沿研究領(lǐng)域。

3湖北傳感器行業(yè)發(fā)展及技術(shù)創(chuàng)新情況分析

經(jīng)過20多年發(fā)展，湖北省在傳感器的設計、研發(fā)能力和產(chǎn)業(yè)化水平已處在全國上游水平，應用領(lǐng)域涵蓋了環(huán)境、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、電力等諸多產(chǎn)業(yè)，形成了一批科技成果、技術(shù)創(chuàng)新平臺、創(chuàng)新型企業(yè)和產(chǎn)業(yè)基地，主要表現(xiàn)在：

3.1特色領(lǐng)域優(yōu)勢突出

目前，湖北已在無線傳感、智能信息處理、微芯片設計、遙感遙測、通信、物流應用等傳感器相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域具有國內(nèi)領(lǐng)先優(yōu)勢，并在智能傳感監(jiān)測、智能電網(wǎng)、GIS（地理信息系統(tǒng)）對地觀測等領(lǐng)域達到世界先進水平。如華工科技是國內(nèi)唯一掌握熱敏芯片制造和封裝工藝核心技術(shù)的企業(yè)，高德紅外已研制掌握紅外探測器的核心技術(shù)并實現(xiàn)軍品上的應用，華威科開發(fā)了業(yè)界領(lǐng)先的柔性化、模塊化、系列化的RFID標簽制造裝備，武漢巨正環(huán)?？萍荚诘谌苿咏换ノ⑿蛡鞲衅魃先〉藐P(guān)鍵性突破并填補國內(nèi)市場空白，中科院武漢病毒所在生物傳感器研究領(lǐng)域已取得了大量技術(shù)專利。

3.2技術(shù)創(chuàng)新體系基本形成

依托武漢大學、華中科技大學、中科院武漢分院、武漢理工大學、武漢郵電科學研究院等全省豐富的科教資源，湖北已建有光纖傳感技術(shù)國家工程實驗室、下一代互聯(lián)網(wǎng)接人系統(tǒng)國家工程實驗室、國家光電實驗室（籌）、測繪遙感信息工程國家重點實驗室、國家衛(wèi)星定位與導航工程技術(shù)研究中心、商性能網(wǎng)絡重點實驗室等一批國家級創(chuàng)新平臺，在立體數(shù)據(jù)采集、微機電系統(tǒng)芯片傳感技術(shù)、信息處理、可信移動互聯(lián)網(wǎng)絡理論與應用等方面取得了顯著的研究成果。

3.3優(yōu)勢企業(yè)大量涌現(xiàn)

全省在溫度傳感器、車載傳感器、農(nóng)業(yè)傳感器、氣象傳感器、環(huán)境檢測儀、電力（網(wǎng)）傳感器等多個傳感器品種已形成較完善的產(chǎn)業(yè)鏈以及批量生產(chǎn)能力。如在無線傳感、光纖傳感領(lǐng)域，擁有理工光科、四方光電、華工高理、東方微磁等一批典型企業(yè)；在二維條碼、RFID（無線射頻識別）感知及應用領(lǐng)域，有矽感科技、華工圖像、精倫電子、武漢安通、武漢天罡、709所等企業(yè)；在智能卡領(lǐng)域，武漢天喻、武漢飛天可以提供成熟的解決方案；在空間信息領(lǐng)域，武漢東湖國家自主創(chuàng)新示范區(qū)已涌現(xiàn)了中地數(shù)碼、立得空間、武大吉奧、卓越科技、光庭導航、武漢依迅等一批行業(yè)知名企業(yè)。

3.4產(chǎn)業(yè)聚集態(tài)勢明顯

目前，全省已形成武漢、襄陽、孝感、黃石等各具優(yōu)勢和特色的傳感器生產(chǎn)基地。其中，武漢依托東風汽車和華工科技等龍頭企業(yè)分別在沌口經(jīng)濟開發(fā)區(qū)和東湖高新區(qū)形成兩大汽車傳感器生產(chǎn)基地，此外東湖高新區(qū)依托理工光科建成全國最大的光纖傳感器基地，并將建設激光傳感器產(chǎn)業(yè)園，大力發(fā)展智能激光傳感器產(chǎn)業(yè)；襄陽高新區(qū)在車載傳感器、電力傳感器（智能電網(wǎng)）、高精度傾角傳感器領(lǐng)域已形成規(guī)模化生產(chǎn)能力；華工高理孝感電子產(chǎn)業(yè)園已成為國內(nèi)最大的高精度溫度傳感器生產(chǎn)基地；黃石則在光谷聯(lián)合科技城正式啟動了工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)基地建設，統(tǒng)籌規(guī)劃智能傳感器及工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)布局。

4湖北傳感器產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展存在的問題及原因分析

在快速發(fā)展的同時，湖北傳感器產(chǎn)業(yè)在技術(shù)創(chuàng)新能力和整體發(fā)展水平方面，與國內(nèi)外相比仍具有較大差距，存在一系列發(fā)展制約瓶頸。

4.1現(xiàn)存問題

（1）生產(chǎn)工藝較滯后。湖北省傳感器產(chǎn)業(yè)整體生產(chǎn)工藝與裝備水平仍相對落后，存在微機械加工技術(shù)和封裝技術(shù)不夠先進、手工操作較多、檢測手段不規(guī)范等問題，全省傳感器產(chǎn)品的主要性能和指標與國際一流產(chǎn)品相比通常要低1-2個數(shù)量級，使用壽命差2-3級。

（2）自主創(chuàng)新能力較弱。目前，當今國外傳感器產(chǎn)品的更新周期大約在2-3年，新技術(shù)的儲備往往可以提前到十年，而湖北省企業(yè)往往通過引進外國技術(shù)來實現(xiàn)一代產(chǎn)品的更新，或引用國外的元件進行加工，自主研發(fā)的創(chuàng)新產(chǎn)品較少，技術(shù)引進和消化吸收能力不強，對基礎技術(shù)和制造工藝的研究不夠，科研經(jīng)費投人偏低。

（3）科技成果轉(zhuǎn)化效率不高。省內(nèi)科研院所在傳感器新技術(shù)、新產(chǎn)品開發(fā)方面雖已取得大量研究成果，但與企業(yè)結(jié)合實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化相當艱難，難以找到合適的省內(nèi)企業(yè)進行技術(shù)嫁接和轉(zhuǎn)化，甚至出現(xiàn)“墻內(nèi)開花墻外香”的情況。

（4）企業(yè)競爭力不強。省內(nèi)傳感器企業(yè)95%以上屬中小型企業(yè)，主要生產(chǎn)低端的壓力傳感器、溫度傳感器、應變片等低附加值產(chǎn)品，中高檔產(chǎn)品主要依靠進口。部分急功近利的企業(yè)急于求成，產(chǎn)品同質(zhì)化，容易導致惡性競爭，外資企業(yè)在市場份額和市場競爭力方面仍占據(jù)較強的優(yōu)勢。

4.2主要原因

（1）產(chǎn)業(yè)發(fā)展統(tǒng)籌規(guī)劃不足。雖然目前湖北省已出臺《湖北省物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展專項行動計劃（2014—2017年）》，明確把“智能傳感器及芯片技術(shù)”列為全省物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)要全力突破四大核心關(guān)鍵技術(shù)，但全省在傳感器產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域尚未出臺專項規(guī)劃，傳感器產(chǎn)業(yè)的工作領(lǐng)導機制、資金投入、創(chuàng)新體系建設和產(chǎn)業(yè)布局缺乏頂層設計，財政支持資金的重復分散。

（2）產(chǎn)學研合作不充分。目前，全省涉足傳感器及相關(guān)領(lǐng)域的科研平臺、企業(yè)資源比較豐富，但分屬不同部門和區(qū)域，長期處于自成體系獨立運行狀態(tài)，基礎研究、應用研究、技術(shù)開發(fā)相互脫節(jié)，人才培養(yǎng)與市場需求分立，沒有形成完善的產(chǎn)學研合作體系，難以在前沿領(lǐng)域、關(guān)鍵技術(shù)上取得重大突破。

（3）技術(shù)創(chuàng)新配套服務體系不健全。目前，全省對傳感器技術(shù)研究開發(fā)階段的資源投入比較重視，但對產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新配套服務體系基礎設施建設不足，配套的技術(shù)中試平臺、檢驗檢測平臺、專業(yè)加速器、投融資服務平臺建設嚴重滯后，制約了全省傳感器產(chǎn)業(yè)化進程。

（4）高端產(chǎn)業(yè)人才緊缺。傳感器是技術(shù)密集型特征非常明顯的產(chǎn)業(yè)，對人才質(zhì)量和數(shù)量要求都非常高。從目前省內(nèi)情況看，能夠適應當前傳感器技術(shù)發(fā)展形勢、具有高水平的科研隊伍及中青年科技專家、技術(shù)骨干、學術(shù)帶頭人都非常匱乏，產(chǎn)品技術(shù)更新周期較慢，造成傳感器產(chǎn)業(yè)發(fā)展后勁不足。

5加快科技創(chuàng)新推動湖北傳感器行業(yè)轉(zhuǎn)型升級的具體路徑

當前，創(chuàng)新驅(qū)動已上升為我國的核心戰(zhàn)略，深入實施創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略，是破解瓶頸制約、再造發(fā)展新優(yōu)勢的必然選擇，是搶抓新一輪科技革命機遇、加快產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型的根本途徑。湖北傳感器產(chǎn)業(yè)正處于轉(zhuǎn)型升級的新階段，盡管與國際先進水平尚有差距，但是依托豐富的科教資源和龐大的消費市場，完全有機會進行追趕并實現(xiàn)彎道超車，應當從政策體系、財政投入、企業(yè)培育、產(chǎn)學研結(jié)合、人才培養(yǎng)等五個方面加快提升全省傳感器行業(yè)技術(shù)創(chuàng)新能力，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級和創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展。

5.1重視頂層設計，完善產(chǎn)業(yè)政策體系

加快推動出臺全省關(guān)于促進傳感器產(chǎn)業(yè)跨越發(fā)展的產(chǎn)業(yè)規(guī)劃和專項政策文件，及時針對國家出臺的重大戰(zhàn)略和政策文件開展研究，在技術(shù)創(chuàng)新、成果轉(zhuǎn)化、人才引進、投融資支持、平臺與園區(qū)建設、知識產(chǎn)權(quán)保護、創(chuàng)新產(chǎn)品及技術(shù)市場準入、市場推廣、政府采購和生態(tài)環(huán)境保護等方面出臺專項政策，推動組建“湖北省傳感器產(chǎn)業(yè)決策咨詢專家委員會”，為解決產(chǎn)業(yè)發(fā)展難題提供智力支持。

5.2創(chuàng)新財政投入，加大技術(shù)創(chuàng)新投入

創(chuàng)新財政資金投入方式，統(tǒng)籌設立省級傳感器產(chǎn)業(yè)財政專項資金，主要用于支持傳感器產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的各類技術(shù)研發(fā)平臺、公共服務平臺、孵化加速平臺、技術(shù)轉(zhuǎn)移服務平臺、大型儀器共享平臺等配套基礎設施建設，組織實施產(chǎn)業(yè)共性關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)和民生領(lǐng)域重大技術(shù)攻關(guān)，加快推動產(chǎn)業(yè)化基地建設。鼓勵有條件的地區(qū)設立傳感器產(chǎn)業(yè)投資基金，引導國際資本、民間資本加大對傳感器及物聯(lián)網(wǎng)應用產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的資本投入，強化對優(yōu)秀科技成果轉(zhuǎn)化項目和早中期科技企業(yè)的扶持力度。

5.3加快發(fā)展新型研發(fā)組織，優(yōu)化產(chǎn)學研合作鏈條

支持全省傳感器產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的高校、研究機構(gòu)、龍頭企業(yè)共同發(fā)起建立產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟，開展產(chǎn)業(yè)協(xié)同創(chuàng)新、協(xié)同制造，加快促進產(chǎn)需對接。積極推動建設省級傳感器產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院，打造引領(lǐng)全省傳感器產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新的龍頭和樞紐，在基礎材料、關(guān)鍵工藝、核心元部件、系統(tǒng)集成、物聯(lián)網(wǎng)應用等關(guān)鍵領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)重大突破，推動一批新產(chǎn)業(yè)、新業(yè)態(tài)加快發(fā)展。

5.4優(yōu)化市場環(huán)境，積極培育龍頭企業(yè)

進一步完善政府招標采購機制，采用首購、訂購等非招標采購方式，加大對傳感器技術(shù)創(chuàng)新產(chǎn)品和物聯(lián)網(wǎng)服務的政府采購力度，推動關(guān)鍵生產(chǎn)設備和檢測設備的國產(chǎn)化，進一步提升傳感器各細分行業(yè)的電子元件和通用設備國產(chǎn)化替代率，加快全省傳感器產(chǎn)業(yè)集群建設和龍頭企業(yè)發(fā)展。充分發(fā)揮骨干企業(yè)引領(lǐng)帶動和資源整合作用，做大做強一批擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的高端傳感器產(chǎn)品品牌。

5.5推動國際交流合作，推動人才的引進培養(yǎng)

積極組織全省傳感器企業(yè)、科研機構(gòu)開展國際創(chuàng)新合作，積極參加各類傳感器國際標準組織、國際科技合作項目和展會論壇活動。鼓勵傳感器領(lǐng)域跨國公司在鄂設立研發(fā)機構(gòu)，與全省企業(yè)、科研院所和高等學校開展合作研發(fā)。鼓勵物聯(lián)網(wǎng)及傳感器技術(shù)領(lǐng)域的科技人員創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)，拓展科研人員雙向流動機制，加大創(chuàng)新活動中知識產(chǎn)權(quán)的保護力度，為企業(yè)引進掌握高端傳感器核心技術(shù)的人才和專業(yè)團隊開辟“綠色通道”。

6結(jié)語

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，大力發(fā)展傳感器產(chǎn)業(yè)，是加快以物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算以及工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)為代表的新一代信息技術(shù)應用的重要前提，更是加快落實《中國制造2025湖北行動綱要》的重要內(nèi)容。本文通過對國內(nèi)外、湖北省傳感器產(chǎn)業(yè)發(fā)展及技術(shù)創(chuàng)新情況進行系統(tǒng)梳理，在深入分析湖北傳感器行業(yè)發(fā)展存在的問題及原因的基礎上，系統(tǒng)提出加快全省傳感器產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展和技術(shù)升級的政策建議。在新的歷史環(huán)境下，湖北省傳感器產(chǎn)業(yè)要搶抓技術(shù)革命機遇，圍繞經(jīng)濟社會發(fā)展的現(xiàn)實需求，推動重點領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)突破和體制機制創(chuàng)新，形成產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展長效支撐機制。