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國內形勢中傳感器行業的發展情況如何

時間:2020-12-10 點擊次數:

國內形勢中傳感器行業的發展情況如何(圖1)

當前社會現狀,物聯網已成為物聯網的核心,物聯網的發展需要智能感知、識別和通信等技術,而感知的關鍵在于傳感器及其相關技術,可以毫不夸張地說,物聯網的發展離不開傳感器。以前曾經有一個粉絲讓我分析國內外傳感器的現狀,作為現代科技的前沿技術,被視為現代信息技術的三大支柱之一,也是被國內外公認為最具發展前景的高科技產業。我國自動化方面的專家指出,塑料工業網,傳感器技術的發展直接關系到我國自動化行業的發展狀況,傳感器技術是自動化行業的強項。說明了傳感技術在自動化行業乃至全國工業建設中的重要性。

但是,隨著傳感器行業的春天來臨,中國公眾看到的似乎依然是國外半導體巨頭的盛宴。業內認為,盡管中國傳感器市場發展迅速,但國內傳感器技術與世界水平相比還存在較大差距。

這一差距,一方面表現為傳感器在感知信息方面的滯后,另一方面也表現為傳感器本身在智能化和網絡化方面技術上的滯后。因為沒有形成足夠的規?;瘧?,導致國內傳感器不僅技術水平低,而且價格昂貴,難以在市場上具有競爭力。

現在全球傳感器市場主要由幾個龍頭企業:美國,日本,德國。在全球傳感器市場中,美國、日本、德國和中國共占72%的份額,其中中國占11%左右。相對于世界上生產的兩萬多種產品,中國國內只能生產其中的三分之一左右,而且總體技術水平較低,這是一個亟需改變的狀況。

中國傳感器的發展現狀

我們的國家在20世紀60年代就開始涉足傳感器制造行業。1972年,組建了中國第一個壓阻傳感器研制生產單位;1974年,研制成功中國第一個實用壓阻式壓力傳感器;1978年,建立了中國第一個固體壓阻加速度傳感器;1982年,首次開展了硅微機械系統(MEMS)和SOI(絕緣體上硅)工藝技術的研究工作。二十世紀九十年代以后,硅微加工技術的絕對壓力傳感器、微壓傳感器、呼吸機壓力傳感器、多晶硅壓力傳感器、低成本的TO-8封裝壓力傳感器相繼問世并實現了產業化。經過30多年的改革開放,我國傳感器技術和產業取得了長足的進步,主要表現在:建立了國家傳感器重點實驗室、國家微米/納米重點實驗室、國家傳感器工程中心等科研和開發基地;建立了國家高科技成果轉化基地;在“九五”期間,我國成功研制出51個品種86個規格的傳感器產品,初步形成了敏感元件與傳感器產業。

當前中國傳感器產業正處在從傳統型向新型傳感器發展的關鍵階段,新一代傳感器呈現出微型化、多功能化、數字化、智能化、系統化、網絡化的發展趨勢。

傳感技術已經發展了很多年,它的技術發展大致可以分為三代:

結構型傳感器首先利用結構參數的變化對信號進行感知和轉換;

在20世紀70年代開發的固體類型傳感器,它是利用材料的某些特性,由半導體、電介質、磁性材料等固體元件組成。例如:利用熱電效應,霍爾效應,光敏效應,分別制作熱電偶傳感器,霍爾傳感器,光敏傳感器。

三代傳感器是后來才發展起來的智能傳感器,是微機技術和檢測技術相結合的產物,它使得傳感器具有一定的人工智能性質。

與國外差距的中國傳感器發展。

從發展態勢來看,國內傳感器廠商占據了中低端市場從三個方面入手:

一類產品占據中低端市場,傳統的技術設備手段能夠滿足絕大多數產品的生產需求,市場發展狀況良好。除了個別廠家把個別品種的芯片從國外引進國內封裝出相關產品,占據了較大的市場份額外,其它高端產品都被國外廠商壟斷。

隨著物聯網等新興產業的崛起,傳感器產業已成為世界各國爭奪高科技發展的重要領域。近些年來,我國傳感器產業發展迅速,應用模式日趨成熟。但是,我國的傳感器產業由于檔次低,技術創新能力不強,出現了一種低端過剩、中高端被國外壟斷的市場格局。我國戰略性新興產業發展滯后已成為制約其發展的瓶頸。我國目前已經形成了從材料、設備、系統到網絡的較為完整的傳感器產業鏈。從網絡接口、傳感器和網絡通信的融合、物聯網體系結構等方面進行了深入的研究。但是,我國的產業層次低,企業規模小,技術創新能力不強,許多企業只是引進國外的零部件進行加工,同質化嚴重。但由于生產設備落后,工藝不穩定等原因導致產品指標分散,穩定性差。仿效產品在敏捷性上也不盡如人意。而在相對研發突出的領域,卻忽視了工業化基礎研究,商品化發展嚴重滯后。當前我國的傳感器產品約有6000種左右,而國外則有20000多種,遠遠不能滿足國內市場的需求。中高檔傳感器占80%,傳感器芯片占90%以上,國產化差距很大。而數字、智能、微型化等高科技產品則嚴重短缺。對高端產品的國家重大裝備需求主要依靠進口。但對于傳感器和涉及國家安全、重大工程需要的智能儀器儀表,國外往往對我國有所限制。在未來相當長的一段時間里,外資企業的產品占據了國內高端市場的絕大部分市場份額,對高端市場的長期把持,這一勢頭在短期內不會得到根本改變。

國有企業發展狀況處于穩定增長狀態,總體上與國外最新技術發展不相適應,除少數廠商外,總體差距有擴大的趨勢。原因在于傳感器技術發展迅速,工藝和制造設備更新迅速,國內很多新設備廠商無法生產等等。而單機設備的價格則少則幾十萬,多則幾百萬美元,絕大多數廠家依靠自身積累難以購置新設備,導致在許多新技術、新工藝方面跟不上國外企業的迅猛發展。

我國傳感產業現狀。

我國的傳感器一方面表現為對信息感知能力的落后,另一方面又表現為傳感器本身在智能化、網絡化方面的技術落后。因為沒有形成足夠的規?;瘧?,導致國內傳感器不僅技術水平低,而且價格昂貴,難以在市場上具有競爭力。

從1980年左右,中國就開始重視傳感器技術的研究。通過幾年的努力,傳感技術的研究發展水平還是比較高的。但在產品化方面的技術進步并不理想,很多傳感器技術,其實國內的實驗室研究水平并不差,可惜沒能充分利用,轉化成成熟的產品進入市場。

傳感技術的研究需要較長時間的投入,一個傳感器的研發,要到6-8年才能成熟,一般中國企業承受不了這么長的周期。在傳感器研究失敗的高風險環境下,中國企業更難承受失敗。

在日本企業的研發支持下,許多形不成產品的企業,都能負擔得起,10項中只要2-3項能變成產品就可以了。與之相反,我們的許多企業已經準備好取用他人現有的東西。這樣的想法是有問題的,包括我們一直希望引進現成的國外人才和自己的項目。沒有人會去養魚,他們只會去撈魚。

與比較大型的儀器相比,傳感器在產品化過程中所需的投入一般都不大,因此比較適合小企業投資。中國在這方面應該占據優勢。但是,如果從其他方面考慮,這也是一種弱點。

傳感產業的一個特點是,傳感器本身的技術含量很高,但是單獨的傳感器一般價格不高。這一特點導致了傳感器雖然具有較高的技術附加值,但單靠傳感器卻難以形成可觀的產值。

一般而言,感應器有點兒像中藥中的“藥引”,其本身的功能非常重要,但要達到真正的成倍成倍,還需要整個服藥。外國許多傳感器公司一旦在傳感器方面有所突破,就會開發出相關的測量儀器。

此外,在中國專利保護機制下,感應器苦心經營研發的關鍵技術,往往呈現出“訣竅”性質,被抄襲后,很難說清,企業也打不起官司。盡管國內也有MEMS傳感器企業,但都是委托加工,加工企業自己拿來做,加工企業自己拿來做,目前的企業創新體系存在著很大的問題。

國內傳感器發展的主要差距。


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