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欧阳劲松:多层面协同发力推进我国传感器产业高质量发展


来源:华体会电竞下载 作者:华体会游戏app下载

发布时间:2022-08-26 14:32:03

  作为感知信息和采集数据的重要手段,已成为实现数字化转型的关键核心。在当前复杂的国际竞争态势下,我国需高度重视产业高质量发展,需要研发创新、政策支持、产业培育、人才培养等多层面协同发力,才能补齐创新短板,摆脱高端进口依赖,健全产业技术和产品体系,支撑我国制造强国、科技强国等目标的实现。

  当前我国传感器产业发展现状如何?存在哪些问题?今后应该如何发展?在2022世界传感器大会召开之际,机械工业仪器仪表综合技术经济研究所所长欧阳劲松对上述问题发表了看法。欧阳劲松现任科技部“十四五”国家重点研发计划“智能传感器”重点专项编制组副组长、工信部传感器与智能化产业发展专家委员会秘书长。

  欧阳劲松:传感器是一种将收集到的信息转换成设备、系统、生物体能处理的信号的元件或装置,是一切数据采集的入口以及智能感知外界的前端,是信息化时代各种智能体、数据资源形成的关键核心部件,在科研创新、国防建设、经济建设、社会发展、人民健康等各领域中的应用“无处不在”。传感器产品种类多、技术密集度高、产业影响范围广,美、德、日等国均将传感器作为未来重大科技领域予以支持,这足以说明它的重要性。近年来,我国传感器产业发展迅速、应用模式日渐成熟,但对标国外先进水平来看,仍存在多方面的问题。

  一是关键核心技术能力自主性不强。随着微电子技术的发展,传感器制造工艺与IC芯片制造工艺兼容发展,有些微机电系统(MEMS)传感器的工艺甚至比IC芯片工艺更复杂,同时智能传感器的片上系统发展趋势明显。国内工业级MEMS传感器和变送器配套核心处理芯片绝大部分从国外进口,我国只是零部件的集成装配,不掌握核心知识产权。

  二是掌握国际先进技术不及时。传感器技术、通信技术、计算机技术是构成信息科学技术的三大支柱,美、日、德、法、英等传感器技术发达国家均十分重视该领域的顶层规划设计,且从上世纪80年代至今一直把传感器技术列入长远发展规划和重点计划之中,并采取严格的保密规定实施技术封锁和控制,尤其是禁止关键技术对中国出口。不能深度知悉国际先进水平较严重地影响了我国传感器技术发展。

  三是产业创新发展基础不牢靠。在国家自然科学基金委员会和科技部的大力支持下,我国智能传感器技术研发初步展开,北京大学、东南大学、中科院等高校和科研院所已开展技术研发。以中科院上海微系统所、苏州微纳产业园等为代表的科研机构已建立起智能传感器中试服务平台,传感器配套软件、设计、制造、封测等重点环节均有骨干企业布局,但本土企业竞争力还较弱,跨国公司占据了85%以上的市场份额。

  四是系统性布局发展刻不容缓。多年来,国家自然科学基金、核高基、重大科学仪器设备开发专项、制造基础技术与关键部件专项、工信部产业基础再造工程等均有项目支持,但一般以突破产品或某个关键技术为主,缺乏系统性布局。国家科技重大专项以重大战略产品和重大工程突破为主,传感器一般被当作元器件种类之一,作为底层配套产品,难以获得较大支持,从而出现总体型号赶超世界先进水平,而作为核心器件的传感器与世界水平差距巨大的局面。

  可喜的是,科技部在“十四五”时期将“智能传感器”作为完整的专项列入国家重点研发计划。国家的高度重视,必将显著提升我国传感器产业在未来全球竞争格局中的地位,有力支撑国家科技创新、产业升级和社会发展。

  欧阳劲松:总体来看,我国传感器产业发展还面临国外技术和市场垄断、本土企业缺乏创新生态、技术本身的高门槛等方面的挑战。

  首先,国外传感器技术发达国家以“技术垄断中高端市场,低价冲击中低端市场”的策略长期控制我国的传感器行业,国内传感器开发企业单纯从市场竞争角度难以摆脱国外垄断,导致大企业有资金但不愿做,小企业有技术却发展缓慢,“技术引进-落后-再引进-再落后”的行业现状长期存在,严重制约我国传感器企业的创新能力,进而影响重大装备和工程的自我配套能力。

  其次,国内传感器企业大部分以小微型企业为主,以单一传感器产品开发或传感器单一开发环节居多,企业创新缺乏足够的人力、物力和工艺条件等资源配置,产业化基础十分薄弱,企业创新生态难以形成,导致国内传感器企业对于高精度、高可靠性以及智能化的高端传感器芯片基本依赖进口,企业产品利润低,行业的人才吸引力下降,传感器企业自主创新举步维艰。

  再次,传感器产品尤其是高端的智能传感器产品,所需智力密集度高,研发周期长,生产装备前期投入高,对敏感机理、敏感材料、工艺设备和计测技术等基础性技术依附性强,产业投资受限于技术门槛高、投资回报周期长,国内科研院所积累的传感器基础研究成果难以有效转化,行业缺乏能够掌握高端传感器设计、加工、封装、标定以及测试等全链条技术能力的高技术企业。

  众所周知,我国芯片尤其是高端芯片的自主生产能力严重不足。芯片是传感器的核心,传感器产业发展与芯片息息相关。美国极力阻碍中国芯片产业发展,短期来看将在供给上导致芯片尤其是高端芯片供应困难、传感器自主发展受限;中期来看将在技术研发创新上受到限制,导致我国传感器跟踪世界先进水平受阻;但长期来看会加速我国芯片、传感器产业的自主创新发展进程,进一步倒逼我国传感器产业高质量发展。

  欧阳劲松:面对国内外严峻形势,我们清醒地认识到,推动传感器产业高质量发展刻不容缓。如何推动传感器产业发展,需要从研发创新、政策支持、产业培育、人才培养等方面统筹推进。

  第一,研发创新方面,要集中优势力量,持续支持联合攻关。我们有必要发挥新型制优势,集中国内优势团队,依托各类国家实验室、重点实验室、创新中心等,开展传感器技术协同攻关,通过持续的研发支持,科学有序地突破各环节的技术瓶颈,避免科研生产两张皮,避免重复投入造成的资源浪费。国外传感器几十年来主要被几个发达国家的少数公司垄断,我国相关产品要实现自主可控,在形成竞争力之前还需要大量资金投入,开展关键工艺装备、关键工艺技术、关键原材料的研制。目前各单位各自为战,很大一部分都是在低水平重复,浪费大量的人力、物力、财力和时间。以我国电能表产业发展为例:当年86型电能表的研究开发由政府(原机械工业部)组织设计技术和制造技术攻关,哈尔滨电工仪表研究所牵头,行业骨干企业参加,全部研究成果由攻关团队共享,短短3年国产电能表技术就上了一个台阶,淘汰了落后的28型电能表,实现了制造企业、电力用户、国家利益的多赢。与此相反,在一段时期电子式电能表的开发和产业化则是各自为战,全国近百家企业各自投入巨大的财力和人力,都是从头开始,重复低水平开发工作,不仅全行业的研究开发投入较86型电能表高出一个量级,产品质量、抗干扰、抗攻击能力等问题多年得不到用户认可,许多企业效益滑坡甚至亏损。

  第二,政策支持方面,要完善政策体系,政府要有系统性战略。我国传感器产业整体落后世界先进水平,发展离不开国家的政策支持和资金投入,国家及各级政府的高度重视、投入是传感器产业补短向长发展的根本保证。长期以来,传感器一直被作为系统配套产品,政策上重视程度不够。在当前国际政策环境影响下,对于传感器产品尤其是高性能两用产品,国外将实行更严格的技术封锁和禁运措施。国家应从学科体系、人才培养、研发投入、产业扶持等方面出台有机衔接的各类政策,给予传感器领域系统性支持。

  第三,产业培育方面,要集中行业力量,构建完整产业生态。传感器需要出量值,与其他机电产品不同,产业链更加复杂,但是当前产业链安全至关重要。从保障国家产业链安全角度,需要整体考虑材料、元器件、零部件、产品设计、生产过程中的工艺、封装、检测、标定、计量到质量检验设备开发、系统集成、服务,集中力量突破卡点堵点。围绕行业发展的共性技术需求,建立传感器行业创新体系,建设行业公共服务平台及实验设施,开展技术研发、检验检测、技术评价、技术交易、质量认证、人才培训等专业化服务。针对传感器企业小散乱的特点,要发挥平台与标准化的作用,通过标准化把用户对产品的要求固化,通过工艺方案、测试方法、试验方法的研究,建立第三方服务平台,通过政府+市场的方法把核心技术扩散到企业中去。从市场主体来看,要培育专精特新传感器企业。要发挥企业作为创新主体的优势,引导用户企业参与智能传感器研发,推动产业链上下游协同创新,打造“大型龙头企业+小而专的骨干企业”的产业布局,提升产业竞争力和主机配套能力,并在具有引领和带动作用显著的领域中重点推广应用,形成传感器和主机协同发展的新格局。

  第四,人才培养方面,要完善学科建设,建立梯度人才培养体系。在科技和产业规划中,要真金白银地支持人才保障建设。美国专门设立有“芯片劳动力和教育基金”,拨款2亿美元用于相关人才培养。着力培养一批高水平传感器领军人才,注重培养一批传感器创新创业型科技人才;引导高等院校、中等专业学校和职业技术学校重视学科建设,倡导企业与学校及科研机构联合开展职业和在职培训,形成多层次适用人才培养体系。营造有利于鼓励创新的研究环境,推动优秀创新人才群体和创新团队的形成与发展,吸引国外及留学高级人才创业就业。

  总之,传感器产业在我国实施创新驱动战略、推动经济高质量发展的进程中具有基础性支撑作用。新时期推进我国传感器产业发展,需要顶层规划、系统布局、久久为功,要聚焦发展中存在的短板问题“对症下药”,要加强国际形势研判和产业政策梳理,以行业应用为驱动,统筹传感器设计、制造、封装、测试等技术及装备发展需求和产业布局战略,加强关键核心技术研发、产业发展生态培育和人才梯度保障建设,真正实现传感器产业的高质量发展。(完)



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