高超
中國傳感器產(chǎn)業(yè)處于國際中等水平,處在國內(nèi)產(chǎn)業(yè)大發(fā)展的前夜,但是具有自主知識產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)不多,產(chǎn)業(yè)效益也不明顯。
日前,中國儀器儀表行業(yè)協(xié)會傳感器分會名譽理事長、沈陽儀表科學研究院有限公司原院長、教授級高工徐開先接受了《通信產(chǎn)業(yè)報》(網(wǎng))記者采訪,總結(jié)了當前中國傳感器產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀、所遇到的問題以及突破口。
六大問題待解
盡管中國在傳感器領(lǐng)域取得了一定的突破,但是在國內(nèi)市場,在關(guān)鍵行業(yè),關(guān)鍵技術(shù),高附加值應(yīng)用上,國際品牌還處于壟斷地位。
據(jù)了解,高檔傳感器產(chǎn)品幾乎全部從國外進口,90%芯片從國外進口。高端智能裝備領(lǐng)域光纖傳感器的技術(shù)及產(chǎn)品與國外相比尚有較大差距。溫度傳感器中對NTC熱敏電阻器,國內(nèi)企業(yè)實力嚴重不足,90%的市場份額被外資占領(lǐng)。極高溫、耐輻射、耐高壓的溫度傳感器尚不能批量生產(chǎn)。
對此,徐開先認為造成這一局面的原因主要有六點。
第一,在設(shè)計、可靠性、封裝技術(shù)等方面的共性關(guān)鍵技術(shù)尚未真正突破。首先,在設(shè)計技術(shù)方面,傳感器的設(shè)計技術(shù)涉及多種學科、多種理論、多種材料、多種工藝及現(xiàn)場使用條件;設(shè)計軟件價格昂貴、設(shè)計過程復雜、考慮因子眾多;設(shè)計人才匱乏,設(shè)計人員不僅需了解通用設(shè)計程序和方法,還需熟悉器件制備工藝,了解器件現(xiàn)場使用條件。其次,在可靠性技術(shù)方面,通常國產(chǎn)傳感器可靠性指標比國外同類產(chǎn)品低1-2個數(shù)量級。最后,在封裝技術(shù)方面,國內(nèi)對傳感器的封裝技術(shù)尚未形成系列、標準,也無統(tǒng)一接口,不利于用戶選用和產(chǎn)品互換。
第二,國內(nèi)傳感器產(chǎn)品不配套、不成系列。徐開先認為,系列中比較易生產(chǎn)的某些規(guī)格尚能生產(chǎn),但存在較多的重復生產(chǎn)現(xiàn)象,不利于市場競爭;系列高端的產(chǎn)品往往不能生產(chǎn),多需國外進口,如工業(yè)自動化儀表中廣為應(yīng)用的、高精度、高穩(wěn)定的低微差壓傳感器(量程≤1KPa),高差壓、高靜壓傳感器(量程≥3MPa、靜壓≥60MPa)。
第三,傳感器工藝裝備不受重視。傳感器工藝創(chuàng)新依賴于新工藝裝備的問世。在傳感器工藝裝備的研發(fā)與生產(chǎn)方面,一般都是企業(yè)自籌資金進行研發(fā),但是資金、人力有限,不利于傳感器工藝研究的創(chuàng)新。
第四,缺乏頂層設(shè)計和統(tǒng)籌規(guī)劃。傳感器種類眾多、專業(yè)面廣,產(chǎn)業(yè)鏈在國內(nèi)分屬不同部門和行業(yè),但是現(xiàn)在還沒有針對傳感器的頂層設(shè)計進行系統(tǒng)研究和科學規(guī)劃。此外,雖然國家對傳感器產(chǎn)業(yè)有所投資,但是很多企業(yè)急于求成,忽視基礎(chǔ)研究,欲速而不達。
第五,資源分散,產(chǎn)業(yè)規(guī)模小。產(chǎn)業(yè)分散主要表現(xiàn)為資金分散、技術(shù)分散、企業(yè)布局分散、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)分散、市場分散;產(chǎn)業(yè)規(guī)模小主要表現(xiàn)為,國內(nèi)傳感器企業(yè)有1600余家,不過大都為小微企業(yè),盈利能力不強,缺乏引領(lǐng)技術(shù)的龍頭企業(yè)。
第六,傳感器高端人才匱乏。人才是創(chuàng)新的根本,影響傳感器發(fā)展的最大瓶頸是優(yōu)秀研發(fā)人才匱乏,由于傳感器行業(yè)經(jīng)濟基礎(chǔ)、技術(shù)基礎(chǔ)、產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)較為薄弱,加之傳感器產(chǎn)業(yè)涉及學科多,要求知識面廣,新技術(shù)層出不窮,長期以來很難吸引國際頂級人才投身到傳感器行業(yè)工作;加之國內(nèi)由于學科設(shè)置不合理,缺少復合型人才培養(yǎng)機制,往往搞設(shè)計的不懂工藝、搞工藝的不明應(yīng)用、會應(yīng)用的不曉設(shè)計。造成很多企業(yè)缺乏既懂管埋、又懂技術(shù)、還會經(jīng)營的復合型人才,以及工藝人才和技能人才。
產(chǎn)業(yè)突破口在哪?
面對這些問題,徐開先認為應(yīng)從政策和技術(shù)兩個層面來尋找突破口。
在政策層面,首先要統(tǒng)籌規(guī)劃、頂層設(shè)計。國家應(yīng)對傳感器的基礎(chǔ)研究、產(chǎn)品開發(fā)、產(chǎn)業(yè)布局、市場應(yīng)用等方面有明確的目標和規(guī)劃。
其次,要增加投入、國家立項。與對IC的投入相比,國家對傳感器的投入相對不足,投資強度和連續(xù)性有待提高,而且還需要國家增加傳感器項目的立項。
最后,要集中力量,聯(lián)合攻關(guān)。對某些關(guān)鍵的傳感器項目、“卡脖子”的產(chǎn)品,應(yīng)由國家出面組織聯(lián)合攻關(guān),集中國之優(yōu)勢,集中力量辦大事。
在技術(shù)層面,首先加強IC與MEMS技術(shù)的集成與融合。IC與MEMS的集成與融合,是傳感技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必由之路,特別是高檔傳感器、智能傳感器。IC企業(yè)(院校)與MEMS企業(yè)的合作與互惠互利,關(guān)系到傳感器產(chǎn)業(yè)之成敗。
其次,重點放在非硅基的新材料、新機理、新工藝傳感器的研究。因硅基傳感器,國外研究時間久遠、技術(shù)成熟、產(chǎn)品系列化、工藝裝備復雜昂貴,產(chǎn)業(yè)化水平高,要想突破和超越難度極大。
最后,從芯片入手,以應(yīng)用為主。國內(nèi)傳感器產(chǎn)業(yè),大部分都在從事傳感器應(yīng)用方面的研發(fā)和生產(chǎn),特別是在物聯(lián)網(wǎng)、智能裝備方面的應(yīng)用,涉及傳感器芯片的開發(fā)和研究的并不多。這是因為芯片研發(fā)投資極大、成本高、工藝裝備昂貴、資金回收周期長,且技術(shù)難度風險大??墒侨绻袊辉趥鞲衅餍酒显黾油度?,后果可能會被國外“卡脖子”,因此需要加大在芯片方面的投入?!叭绻麄鞲衅餍酒阅軆?yōu)良,產(chǎn)品可靠性、穩(wěn)定性提高了,其應(yīng)用不愁沒有市場?!毙扉_先表示。