传感器是现代信息技术的三大支柱之一,也是最具发展前途的高技术产业。在如今这个时代,传感器必然成为自动化生产至关重要的一环。
全球传感器市场份额的72%是由美国、日本、德国和中国所占据的,而中国占比仅有11%。在传感器2万种产品中,中国国内仅能生产其中的三分之一,整体的技术含量也是较低的。
我国在20世纪60年代就开始涉足传感器制造行业,经过多年的发展也取得了许多的成绩,建立了传感技术国家重点实验室、微米/纳米国家重点实验室、国家传感技术工程中心等研究开发基地,还有多种技术研究成果。
目前,中国传感器产业正处于由传统型向新型传感器发展的关键阶段,它体现了新型传感器向微型化、多功能化、数字化、智能化、系统化和网络化发展的总趋势。
我国与欧美差距主要表现在以下几点:
一、缺乏核心技术
我们国内生产制造传感器的企业较多,但是对于传感器的芯片设计却寥寥无几。设计研发芯片的投入高,研发成本高达10亿人名币,需要科研队伍6-8年的积累,而而盈利需要数千万只甚至上亿只。而我国生产制作传感器的都是中小型企业居多,根本无法承担这种风险和代价。
二、生产工艺及装备落后,产品可靠性较低
国产的传感器虽然在近几年中取得了一定的技术突破,并且部分传感器的关键参数并不弱于国外的知名品牌。而国产传感器的问题不在于参数,而在于产品的可靠性、稳定性。对于传感器这种基础且又关键的原件来说,这两点是极其重要的参数。
国内的传感器厂家,大多数是中小型企业,在制作传感器的工艺方面难以有所积累,这就与国外品牌形成了差距,设备和工艺难以得到突破,稳定性和一致性就相对难以保障了。
三、产品严重依赖进口,产品的研发以仿制为主
我国传感器依赖进口问题严重,国内传感器企业以跟仿国外同类产品居多,很多企业直接引进国外传感芯片进行封装加工,产品同质化严重,缺乏自主研发产品。
国内科技企业也常喜欢用国外传感器。这既有国产传感器稳定性不可靠,传感器产品缺乏创新的原因,但也有国内科技企业缺乏国产化替代的探索决心,一味跟进国外科技巨头进行产品研发的惰性思路。
四、市场对接能力不足,科研转化率低
近些年我国申请的专利占比15%,仅次于美国和日本,说明国内对高端技术的研发能力是足够的,但是其中以样品居多,对于产业集中生产较远,也就是缺乏科技成果向市场转化的能力。
五、企业规模小,难以形成规模应用
国内传感器企业的规模都比较小,在相关传感器概念上市企业中,以纯传感器业务占比较低,大多数都是把传感器业务作为一个分支来发展。而纯传感器企业规模小,造成我国国内产品线较为单一,产品品种和系列约为国外的 30%~40%,标准化系列化程度较差的结果。
六、国内半导体羸弱
传感器产业包括芯片设计、晶圆制造、封装测试、软件与芯片解决方案、应用等方面,最为核心的当属晶圆制造环节,需要材料体系、工艺、设备和厂房等的支撑。
目前国内已有不少晶圆芯片代工厂能生产MEMS传感器芯片,尽管硬件条件与国际水平相近,但是工艺技术和经验无法达到国外工 厂规模生产的标准。
七、无本土传感器设计软件
传感器设计软件价格昂贵,设计过程复杂、需要考虑的因素众多,目前国内尚无一套一套具有自主知识产权的成熟好用的传感器设计软件,IntelliSuite、ConventorWare、L-Edit等国外传感器EDA设计软件几乎占领了整个中国市场。
同时,这也是中国目前工业软件产业羸弱的一个缩影,不仅传感器行业如此,工业设计、芯片设计等领域也大都使用国外的EDA软件。
从市场上来说,传感器和物联网的紧密相关,既是危机,又是一种机遇。
我国物联网市场可观,且5G发展的速度很快,因此,传感器最重要的就是做好本土化、定制化服务,只要做到国产化率高,质量差距不大,还比国外便宜,国内市场就有与国外竞争的充分优势。
对此,我们不能羞于承认国外的优势,而是应该抱着积极的态度,参考国外经验,摆脱“造船不如买船,买船不如租船”的思维模式,凭借我国的人口优势和特有的业绩责任,紧抓底端质量,大力进行人才的引进和培养,对国际技术水平发起紧追。