艾玉潔，楊嘉歆

（1.西安航天高技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展集團(tuán)有限公司，陜西 西安 710100；2.寶雞文理學(xué)院，陜西 寶雞 721013）

傳感器技術(shù)與通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)被稱(chēng)為現(xiàn)代信息技術(shù)的三大支柱和物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)，其應(yīng)用涉及國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域。傳感器是自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)控制的首要環(huán)節(jié)，促進(jìn)了傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)更新?lián)Q代和新型工業(yè)的建立，成為了21 世紀(jì)新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)[1]。因此，隨著全球物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展進(jìn)入實(shí)質(zhì)性階段，傳感器產(chǎn)業(yè)成為發(fā)展趨勢(shì)是毋庸置疑的。前瞻預(yù)測(cè)，像汽車(chē)和物流傳感器的市場(chǎng)潛在規(guī)模將保持8%左右的速度增長(zhǎng)，到2024 年市場(chǎng)規(guī)模將會(huì)達(dá)到3 284 億美元[2]。寶雞市作為“壓力傳感器之鄉(xiāng)”，最早于20 世紀(jì)90 年代末就建成了最早的一批壓力傳感器企業(yè)，產(chǎn)業(yè)體系比較完整，初步形成了膜片、線(xiàn)纜、芯體、敏感元件等完整的傳感器產(chǎn)業(yè)鏈，傳感器也成為了引領(lǐng)寶雞市經(jīng)濟(jì)的“排頭兵”。

專(zhuān)利作為一種無(wú)形資產(chǎn)，代表已有的科學(xué)技術(shù)成果，直接地反映出產(chǎn)業(yè)或企業(yè)的創(chuàng)新能力[3]。通過(guò)對(duì)一個(gè)產(chǎn)業(yè)的專(zhuān)利數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，就可以了解該產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀以及存在的技術(shù)問(wèn)題，有助于政府和企業(yè)進(jìn)行更好的規(guī)劃。本文基于傳感器的專(zhuān)利信息對(duì)寶雞市傳感器產(chǎn)業(yè)發(fā)展的問(wèn)題進(jìn)行詳細(xì)分析，旨在解決寶雞市傳感器產(chǎn)業(yè)所面臨的發(fā)展問(wèn)題，提出產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的具體路徑，把寶雞市打造成為“中國(guó)傳感器之都”。

1 國(guó)內(nèi)傳感器專(zhuān)利分析

運(yùn)用佰騰網(wǎng)對(duì)我國(guó)的傳感器專(zhuān)利數(shù)據(jù)進(jìn)行檢索，為保障數(shù)據(jù)的全面性和準(zhǔn)確性，一共進(jìn)行了兩次檢索，初次檢索式為傳感器、sensor、中國(guó)傳感器、寶雞市傳感器，二次檢索根據(jù)IPC 分類(lèi)號(hào)進(jìn)行檢索，然后再對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。

1.1 專(zhuān)利數(shù)量與申請(qǐng)人分析

目前，對(duì)傳感器專(zhuān)利進(jìn)行檢索后得到，截至2020 年底，專(zhuān)利總數(shù)量為150 多萬(wàn)項(xiàng)，然后再對(duì)近10 年的專(zhuān)利申請(qǐng)數(shù)量進(jìn)行檢索（見(jiàn)圖1）。由圖1可知，我國(guó)2018 年以前的傳感器專(zhuān)利申請(qǐng)量在逐年遞增，增長(zhǎng)曲線(xiàn)類(lèi)似冪次函數(shù)，其中增速最快的為2015—2016 年，總共增加了56 404 項(xiàng)，2016—2017 年增長(zhǎng)幅度排第二，總共增加了52 128 項(xiàng)，這兩年為我國(guó)傳感器發(fā)展最迅速的兩個(gè)年度。到2019 年后可以明顯看到我國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)量大幅度下降，申請(qǐng)量已低于2015 年的申請(qǐng)量，包括申請(qǐng)人的數(shù)量也與專(zhuān)利量一樣，減少明顯。

圖1 2011—2020 年專(zhuān)利申請(qǐng)專(zhuān)利量

第20頁(yè)圖2 為申請(qǐng)人的專(zhuān)利量排行。由圖2可以明顯看出，國(guó)家電網(wǎng)有限公司位居第一，專(zhuān)利申請(qǐng)量達(dá)到12 757 項(xiàng)，其他的申請(qǐng)人申請(qǐng)數(shù)量差異不大，基本上都在6 000 項(xiàng)以下。除此之外，還可以看到在眾多申請(qǐng)人當(dāng)中，高校占比很大，這更體現(xiàn)了產(chǎn)學(xué)研合作的重要性。

圖2 我國(guó)申請(qǐng)人專(zhuān)利量排行

1.2 IPC 分類(lèi)統(tǒng)計(jì)分析

針對(duì)專(zhuān)利數(shù)量的不斷增多，為了方便查找需要對(duì)專(zhuān)利進(jìn)行分類(lèi)。 《國(guó)際專(zhuān)利分類(lèi)表》 簡(jiǎn)稱(chēng)“IPC”，是我國(guó)使用的分類(lèi)法。

一個(gè)完整的專(zhuān)利號(hào)由部、大類(lèi)、小類(lèi)、大組或小組符號(hào)組成。A 部表示人類(lèi)生活必需；B 部表示作業(yè)、運(yùn)輸；C 部表示化學(xué)、冶金；D 部表示紡織、造紙；E 部表示固定建筑物；F 部表示機(jī)械工程、照明、加熱、武器、爆破；G 部表示物理；H 部表示電學(xué)。本次檢索對(duì)IPC 主分類(lèi)（部） 進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，排名第一的為G 部，專(zhuān)利量為560 396 項(xiàng)，體現(xiàn)了傳感器的工作原理；第二名為B 部，專(zhuān)利量為361 791 項(xiàng)；第三名為A 部，專(zhuān)利量為193 864 項(xiàng)；第四名為F 部，專(zhuān)利量為184 819 項(xiàng)；第五名為H部，專(zhuān)利量為178 971 項(xiàng)。A，F(xiàn)，H 部專(zhuān)利數(shù)量相當(dāng)，體現(xiàn)了傳感器的應(yīng)用領(lǐng)域；E，C，D 部專(zhuān)利數(shù)量較少。

2 寶雞市傳感器專(zhuān)利分析

2.1 專(zhuān)利數(shù)量與申請(qǐng)人分析

針對(duì)寶雞市進(jìn)行專(zhuān)利檢索后，2011-2019 年的專(zhuān)利申請(qǐng)總數(shù)量為1 239 項(xiàng)。如圖3 所示，專(zhuān)利申請(qǐng)數(shù)量呈現(xiàn)出攀升、停滯、回落的發(fā)展趨勢(shì)，2018年以前呈現(xiàn)增長(zhǎng)趨勢(shì)，2011 年與2012 年專(zhuān)利數(shù)量為60 項(xiàng)和63 項(xiàng)；2013 年與2014 年增長(zhǎng)數(shù)量較小，總數(shù)在100 項(xiàng)以?xún)?nèi)；2015 年增長(zhǎng)數(shù)量較多，總數(shù)達(dá)到了133 項(xiàng)；2016—2017 年增長(zhǎng)幅度最大，增加了77 項(xiàng)；2018 年寶雞市傳感器專(zhuān)利申請(qǐng)量達(dá)到最高，為267 項(xiàng)。但是到2019 年，專(zhuān)利申請(qǐng)量迅速下降，已經(jīng)低于2015 年的數(shù)量。

圖3 2011—2019 年寶雞市專(zhuān)利申請(qǐng)專(zhuān)利量

圖4為寶雞市傳感器相關(guān)專(zhuān)利申請(qǐng)人的申請(qǐng)數(shù)量，排在前兩名的是寶雞石油機(jī)械有限責(zé)任公司和寶雞文理學(xué)院，專(zhuān)利量分別為152 項(xiàng)和129 項(xiàng)，其他申請(qǐng)人擁有的專(zhuān)利量普遍較少。由圖4 可以明顯看出，寶雞市傳感器相關(guān)專(zhuān)利申請(qǐng)人的兩端化比較嚴(yán)重，大部分的專(zhuān)利來(lái)自少數(shù)申請(qǐng)人，還沒(méi)有做到均衡發(fā)展，要打造“傳感器之都”仍需要進(jìn)一步加大中小企業(yè)的自主創(chuàng)新能力。

圖4 寶雞市申請(qǐng)人專(zhuān)利量排行

2.2 技術(shù)領(lǐng)域分析

進(jìn)一步對(duì)寶雞市傳感器按照IPC 小類(lèi)檢索，得到分布情況（見(jiàn)第21頁(yè)表1），根據(jù)專(zhuān)利的數(shù)量進(jìn)行排名，列出了排在前15 位的小類(lèi)。由表1 可知，E21B 小類(lèi)排在第一名，專(zhuān)利量有76 項(xiàng)；G01L 小類(lèi)排在第二名，專(zhuān)利量有60 項(xiàng)；G01N 小類(lèi)排在第三名，專(zhuān)利量有56 項(xiàng)；G05B 小類(lèi)排在第四名，專(zhuān)利量有42 項(xiàng)；G01M 小類(lèi)排在第五名，專(zhuān)利量有34 項(xiàng)。前15 名的小類(lèi)分別屬于E，G，B，F(xiàn) 4 個(gè)部，其中屬于G 部的數(shù)量最多，共有312 項(xiàng)，體現(xiàn)出寶雞市傳感器的工作原理及測(cè)量對(duì)象；其次為B部，有94 項(xiàng)，體現(xiàn)出寶雞市傳感器的制備辦法、裝置和系統(tǒng)；最后是屬于E 部和F 部的，在前15 名的所有專(zhuān)利量中占比很少，但是E21B 卻是目前寶雞市傳感器中專(zhuān)利數(shù)量最多的。

表1 寶雞市傳感器專(zhuān)利IPC 小類(lèi)分析 （項(xiàng)）

3 寶雞市傳感器產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新的現(xiàn)存問(wèn)題

寶雞市屬于我國(guó)最早的三大傳感器基地之一，目前寶雞市傳感器產(chǎn)業(yè)正面臨轉(zhuǎn)型升級(jí)的關(guān)鍵時(shí)期，從所有的分析情況可知，寶雞市傳感器產(chǎn)業(yè)面臨著許多的問(wèn)題還尚未突破，傳感器產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型成功就必須對(duì)問(wèn)題進(jìn)行仔細(xì)剖析。

3.1 核心技術(shù)缺少且創(chuàng)新能力不足

寶雞市的傳感器企業(yè)已經(jīng)在一定程度上獲得了發(fā)展，目前的產(chǎn)品類(lèi)別涉及壓力、溫度、流量幾大類(lèi)，共有200 余種類(lèi)型，主要以力敏傳感器為主，產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域不夠?qū)挿篬4]。隨著信息時(shí)代的發(fā)展，新的需求持續(xù)涌現(xiàn)，傳感器智能化、微型化已成趨勢(shì)[5]，大多數(shù)產(chǎn)品需要不斷完善、不斷升級(jí)，而寶雞市的傳感器市場(chǎng)雖然起步很早但涉足的研究開(kāi)發(fā)一直停留在低端產(chǎn)品的生產(chǎn)。在國(guó)家大力推進(jìn)智能傳感器和MEMS 傳感器發(fā)展的情況下，寶雞市目前所能涉及到的產(chǎn)品類(lèi)型不足以滿(mǎn)足整個(gè)國(guó)家的發(fā)展需要。從對(duì)寶雞市傳感器的專(zhuān)利分析來(lái)看，寶雞市的專(zhuān)利數(shù)量不多，專(zhuān)利聚集度低，產(chǎn)品研發(fā)特色不足，特別是在高精度和高敏感度分析、成分分析和特殊應(yīng)用的高端傳感器方面，創(chuàng)新能力十分薄弱。

3.2 優(yōu)惠政策不足且人才資源匱乏

從寶雞市傳感器產(chǎn)業(yè)的專(zhuān)利申請(qǐng)人數(shù)量上可知，寶雞市的專(zhuān)利申請(qǐng)人數(shù)量極少，企業(yè)擁有的創(chuàng)新型人才不夠，導(dǎo)致產(chǎn)業(yè)發(fā)展動(dòng)力不足。人才對(duì)一個(gè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展毋庸置疑，想要發(fā)展高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，突破關(guān)鍵技術(shù)，就得廣納人才。寶雞市所處的區(qū)位和城市發(fā)展對(duì)人才吸引力不足，政策的優(yōu)惠程度不夠，吸引不到產(chǎn)業(yè)化高端人才，缺乏具有高水平的科研隊(duì)伍及中青年科技專(zhuān)家、技術(shù)骨干、學(xué)術(shù)帶頭人，使得產(chǎn)業(yè)發(fā)展后勁不足。

3.3 統(tǒng)籌規(guī)劃不足且投資力度不夠

雖然目前寶雞市已經(jīng)明確出臺(tái)了許多政策來(lái)引導(dǎo)傳感器產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，但政策指導(dǎo)不夠深入，還沒(méi)有出臺(tái)一些專(zhuān)項(xiàng)規(guī)劃，企業(yè)以簡(jiǎn)單的壓力傳感器為主，在適應(yīng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展、應(yīng)用廣泛的傳感器領(lǐng)域發(fā)展有所欠缺。寶雞市在整個(gè)傳感器產(chǎn)業(yè)未來(lái)發(fā)展統(tǒng)籌規(guī)劃上缺乏方向性，在資金投入、創(chuàng)新體系建設(shè)和產(chǎn)業(yè)布局方面缺乏頂層設(shè)計(jì)，財(cái)政支持資金重復(fù)分散?？傮w來(lái)說(shuō)，主要問(wèn)題是資金重復(fù)分散，統(tǒng)籌規(guī)劃不足，科研投資強(qiáng)度偏低，科研設(shè)備落后，科研和生產(chǎn)脫節(jié)，影響了科研成果的轉(zhuǎn)化，導(dǎo)致寶雞市傳感器產(chǎn)業(yè)綜合實(shí)力較低。

3.4 發(fā)展定位不明確且產(chǎn)學(xué)研合作不充分

目前寶雞市生產(chǎn)傳感器的企業(yè)主要以中小型企業(yè)為主[6]，主要生產(chǎn)壓力傳感器等低端產(chǎn)品。寶雞市傳感器屬于“散兵游勇”，習(xí)慣小規(guī)模生產(chǎn)和小團(tuán)隊(duì)運(yùn)作，導(dǎo)致行業(yè)企業(yè)數(shù)量多而規(guī)模偏小，整體上沒(méi)有形成自己的產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)。

從傳感器產(chǎn)業(yè)鏈來(lái)看，寶雞市傳感器產(chǎn)業(yè)處在生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)，向下游封裝測(cè)試及應(yīng)用設(shè)備研發(fā)延伸不夠[7]。同時(shí)寶雞市涉足傳感器及相關(guān)領(lǐng)域的科研平臺(tái)不夠多，人才培養(yǎng)與市場(chǎng)需求分離，沒(méi)有形成完善的產(chǎn)學(xué)研合作體系，在前沿領(lǐng)域及關(guān)鍵技術(shù)上還未取得重大突破。

4 推進(jìn)寶雞市傳感器產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型的具體路徑

為打破產(chǎn)業(yè)的傳統(tǒng)發(fā)展格局，實(shí)現(xiàn)傳感器產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，根據(jù)目前存在的主要問(wèn)題，從技術(shù)、產(chǎn)品、產(chǎn)業(yè)、人才和政策方面提出對(duì)策。

4.1 技術(shù)創(chuàng)新與人才培養(yǎng)

1） 掌握關(guān)鍵核心技術(shù)。增大對(duì)基礎(chǔ)設(shè)備的投資和后期維護(hù)工作，加大對(duì)傳感器技術(shù)中比較核心的新型敏感材料、敏感器件、智能傳感器系統(tǒng)、無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的重視，還有其余傳感器測(cè)量、系統(tǒng)集成技術(shù)和數(shù)據(jù)處理技術(shù)等[8]。

2） 建設(shè)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的專(zhuān)利池。專(zhuān)利池的建成可以縮小寶雞市專(zhuān)利權(quán)人之間的技術(shù)差距，對(duì)產(chǎn)業(yè)整體創(chuàng)新有著積極作用。建設(shè)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的專(zhuān)利池，應(yīng)該從傳感器的核心技術(shù)出發(fā)，圍繞傳感器的高性能、低功耗、低成本、長(zhǎng)壽命、微型化和信息處理、融合、傳輸?shù)确矫孢M(jìn)行。

3） 研發(fā)一批中高端新產(chǎn)品。重視企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的設(shè)備運(yùn)行維護(hù)工作、遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)診斷工作以及自動(dòng)化能效評(píng)估工作。在發(fā)展傳統(tǒng)產(chǎn)品的同時(shí)，依據(jù)寶雞市以及國(guó)內(nèi)傳感器市場(chǎng)的需求，自主研發(fā)一批性能好、可靠性高、安全性高的中高端新產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)傳感器產(chǎn)品的低功耗與低成本。

4） 加大人才培養(yǎng)力度。重視人才培訓(xùn)行業(yè)的基礎(chǔ)和基本技術(shù)工作，實(shí)施人才主體戰(zhàn)略，加強(qiáng)復(fù)合型人才培養(yǎng)。拓展人才引進(jìn)范圍，持續(xù)加大對(duì)各類(lèi)人才的宣傳。加大對(duì)傳感器領(lǐng)域高尖端人才的吸引力度，緩解寶雞市傳感器行業(yè)頂尖人才配備不足的現(xiàn)狀。

4.2 產(chǎn)品優(yōu)化與產(chǎn)業(yè)布局

1） 產(chǎn)品規(guī)模化生產(chǎn)。對(duì)傳感器材料采購(gòu)、生產(chǎn)設(shè)備、研究設(shè)計(jì)、制造技術(shù)及開(kāi)發(fā)工藝技術(shù)等生產(chǎn)要素進(jìn)行最佳組合，形成有組織、有秩序的大批量生產(chǎn)模式，解決生產(chǎn)散亂的問(wèn)題，促使產(chǎn)品生產(chǎn)規(guī)?；?。

2） 增加產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力。有效利用現(xiàn)有資源，以提升產(chǎn)品質(zhì)量為目的，開(kāi)發(fā)新型高端產(chǎn)品，進(jìn)行差異化競(jìng)爭(zhēng)。主要在產(chǎn)品改型設(shè)計(jì)、產(chǎn)品設(shè)備和生產(chǎn)工藝等方面加強(qiáng)創(chuàng)新，提升產(chǎn)品穩(wěn)定性、可靠性[9]。還需加強(qiáng)傳感器品牌建設(shè)，培育出屬于寶雞市自己的傳感器品牌，讓品牌走出去，在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)甚至國(guó)際市場(chǎng)上擁有一定知名度。企業(yè)應(yīng)該推動(dòng)自主研發(fā)，增大產(chǎn)品在各項(xiàng)重大工程中的使用，提高市場(chǎng)的占有率。

3） 培育龍頭企業(yè)。圍繞機(jī)械制造、工業(yè)機(jī)器人、醫(yī)療設(shè)備、通信技術(shù)等重要領(lǐng)域[10]，鼓勵(lì)企業(yè)建立研發(fā)中心，培育一批市級(jí)以上的傳感器龍頭企業(yè)。具體可以通過(guò)參與行業(yè)體系建設(shè)、企業(yè)上市融資、集中培養(yǎng)少數(shù)企業(yè)以及加大企業(yè)外出宣傳等來(lái)實(shí)現(xiàn)。

4） 打造產(chǎn)業(yè)集群。依照產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展的要求，努力打造規(guī)模超百億的高層次傳感器產(chǎn)業(yè)集群，實(shí)現(xiàn)集約發(fā)展。

4.3 產(chǎn)業(yè)方面的政策支持

1） 實(shí)施專(zhuān)利導(dǎo)航工程。政府要引導(dǎo)強(qiáng)化信息技術(shù)專(zhuān)利布局和發(fā)展專(zhuān)利導(dǎo)航工作，一定程度上加大企業(yè)與高校之間的合作，使知識(shí)產(chǎn)權(quán)在企業(yè)創(chuàng)新轉(zhuǎn)型中發(fā)揮出最大的作用。加快寶雞市專(zhuān)利導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)開(kāi)發(fā)區(qū)的發(fā)展，打造傳感器產(chǎn)業(yè)專(zhuān)利平臺(tái)進(jìn)行信息整合，用來(lái)發(fā)布寶雞市傳感器產(chǎn)業(yè)專(zhuān)利態(tài)勢(shì)報(bào)告；提升寶雞市傳感器產(chǎn)業(yè)專(zhuān)利聚集度，充分發(fā)揮專(zhuān)利引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)發(fā)展的作用[11]。

2） 重視頂層設(shè)計(jì)，完善體系。從全局視角出發(fā)，傳感器專(zhuān)利領(lǐng)域大部分集中在應(yīng)用、檢測(cè)、網(wǎng)路傳輸3 個(gè)方面，在MEMS 技術(shù)應(yīng)用、CCD 敏感元、半導(dǎo)體裝置等其他領(lǐng)域的專(zhuān)利數(shù)量較少。政府應(yīng)該從高層次傳感器領(lǐng)域開(kāi)展研究，尋找問(wèn)題所在，系統(tǒng)地提升傳感器市場(chǎng)整體技術(shù)水平?？申P(guān)注在傳感器關(guān)鍵領(lǐng)域?qū)＠^多的科研院所，進(jìn)行產(chǎn)學(xué)研合作，合理引導(dǎo)高?？萍汲晒?qū)氹u市傳感器核心技術(shù)領(lǐng)域流動(dòng)，推動(dòng)寶雞市傳感器技術(shù)發(fā)展。

3） 支持創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)，建立產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟。近年來(lái)，傳感器應(yīng)用使全國(guó)傳感器行業(yè)呈現(xiàn)飛速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，寶雞市相比于國(guó)內(nèi)其他地區(qū)，企業(yè)大多屬于中小型企業(yè)并且還在初創(chuàng)階段。在目前國(guó)家大力宣傳“大眾創(chuàng)業(yè)、萬(wàn)眾創(chuàng)新”這一背景下，政府應(yīng)大力支持寶雞市傳感器行業(yè)的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)，打造專(zhuān)業(yè)的產(chǎn)業(yè)園區(qū)和孵化器，發(fā)揮龍頭企業(yè)的作用，推動(dòng)所有企業(yè)自主創(chuàng)新。積極組織建立傳感器產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，引導(dǎo)支持傳感器企業(yè)、高等院校以及科研院所之間的合作，構(gòu)建一體化的發(fā)展模式。