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全面詮釋工業(yè)傳感器的發(fā)展

發(fā)布時(shí)間:2021-05-23點(diǎn)擊量:2090
工業(yè)的發(fā)展離不開(kāi)眾多感知技術(shù)的加持,其中最為關(guān)鍵的技術(shù)之一便是傳感器??梢哉f(shuō),工業(yè)傳感器讓自動(dòng)化智能設備有了感知能力。
 
工業(yè)傳感器是國家工業(yè)基礎實(shí)力的體現
 
工業(yè)傳感器是用于各種工業(yè)場(chǎng)景如能源、石油、化工、冶金、電力、機械制造、汽車(chē)等工業(yè)制造過(guò)程中的各類(lèi)傳感器,泛指在工業(yè)制造過(guò)程能將感受的力、熱、光、磁、聲、濕、電、環(huán)境等被測量轉換成電信號輸出的器件與裝置。是一類(lèi)涉及多學(xué)科基礎技術(shù)融合的工業(yè)產(chǎn)品。具有技術(shù)密集、多品種、小批量、使用靈活及應用分布廣泛的典型特征。
 
德國傳感和測量技術(shù)協(xié)會(huì )(AMA)在《傳感器技術(shù)2022讓創(chuàng )新互聯(lián)》報告直接指出,傳感器技術(shù)是很多機器、設備和車(chē)輛競爭力的核心技術(shù),是提升其價(jià)值增值的手段。與當前快速發(fā)展的互聯(lián)網(wǎng)一樣,傳感器的發(fā)展為其帶來(lái)機遇與挑戰。未來(lái)傳感器的先進(jìn)程度決定了機械制造、汽車(chē)、過(guò)程控制和制造領(lǐng)域的國際競爭力。美國則在上世紀80年代就成立了國際技術(shù)小組(BGT),從國家層面協(xié)調政府資源、企業(yè)和相關(guān)部門(mén)在傳感器技術(shù)、功能材料等全方面開(kāi)展工作,服務(wù)于美國工業(yè)制造、智能制造和軍工領(lǐng)域。日本在上世紀末就已經(jīng)將傳感器技術(shù)列為本世紀十大技術(shù)之首,日本工商界直接認為“支配了傳感器技術(shù)就能支配新時(shí)代”,并將傳感器技術(shù)的開(kāi)發(fā)利用列為本世紀國家重點(diǎn)發(fā)展六大核心技術(shù)之一。
 
我國工業(yè)傳感器經(jīng)過(guò)半個(gè)多世紀的發(fā)展,在體系、規模、產(chǎn)品種類(lèi)、基礎技術(shù)研究、產(chǎn)學(xué)研用一條龍建設等多方面取得了一定的進(jìn)步,基本滿(mǎn)足了改革開(kāi)放以來(lái)快速發(fā)展的國民經(jīng)濟建設需要。但我國工業(yè)傳感器產(chǎn)業(yè)自身所存在的共性基礎研究不利,創(chuàng )新能力弱,核心技術(shù)少,核心元件成果走不出實(shí)驗室,核心元器件國產(chǎn)化嚴重缺失的問(wèn)題并沒(méi)有得到根本解決。正如習總書(shū)記在兩院院士大會(huì )上指出的那樣,我國基礎科學(xué)研究短板依然突出,企業(yè)對基礎研究重視不夠,重大原創(chuàng )成果缺乏,底層基礎技術(shù)、基礎工藝能力不足,基礎元器件、基礎材料等瓶頸仍然突出,關(guān)鍵技術(shù)受制于人的局面沒(méi)有根本性改變。特別是當前中美貿易摩擦加劇,實(shí)現兩個(gè)百年夢(mèng)想處于關(guān)鍵節點(diǎn),工業(yè)傳感器作為現代工業(yè)的基礎、工業(yè)革命(工業(yè)4.0)的基石,對我國整個(gè)工業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有四兩撥千斤的重要價(jià)值。工業(yè)傳感器不強的狀態(tài)已經(jīng)嚴重影響我國經(jīng)濟建設和國防建設,甚至可能會(huì )以一劍封喉的形式全面扼殺我國改革開(kāi)放以來(lái)取得的全部成果。
 
 工業(yè)傳感器
 
當前國內工業(yè)傳感器面臨的矛盾與問(wèn)題
 
第一,產(chǎn)、學(xué)、研、用鏈條失靈,產(chǎn)業(yè)化問(wèn)題仍然未受重視。我國傳感器企業(yè)95%以上屬小型企業(yè),規模小、研發(fā)能力弱、自主研發(fā)動(dòng)力不足,無(wú)法負擔技術(shù)由實(shí)驗室階段過(guò)渡到產(chǎn)業(yè)化這一過(guò)程中所需的經(jīng)費及風(fēng)險。而原本承擔基礎技術(shù)研究以及實(shí)驗室成果轉化工作的國有科研轉制院所,在新形勢下自主研發(fā)投入能力有限,無(wú)法也無(wú)能力全力開(kāi)展相關(guān)工作,從而造成目前我國傳感器基礎研究不利、創(chuàng )新能力弱、核心技術(shù)少、核心元件成果走不出實(shí)驗室,產(chǎn)學(xué)研用鏈條失靈的問(wèn)題。
 
第二,核心元器件國產(chǎn)化嚴重缺失。傳感器創(chuàng )新體制及相關(guān)政策不明確、不完善,資金使用、基礎研究立項、核心技術(shù)開(kāi)發(fā)、核心元件國產(chǎn)化配套等以撒胡椒面的形式開(kāi)展工作,無(wú)法形成有力的科研創(chuàng )新體系來(lái)解決基礎核心技術(shù)和成果推廣。如重大裝備核心裝置用傳感器、變送器,產(chǎn)品幾乎100%從國外進(jìn)口,相關(guān)核心敏感元器件(芯片)95%以上依賴(lài)國外。
 
第三,對傳感器技術(shù)的頂層設計、基礎工藝和共性關(guān)鍵技術(shù)缺乏統籌規劃。國家對傳感器產(chǎn)業(yè)雖然極其重視,特別是近十年集中出臺了大量鼓勵行業(yè)發(fā)展的政策制度,但在國家戰略高度層面仍然缺乏共識。不同行業(yè)或者部門(mén)對于傳感器行業(yè)發(fā)展缺乏共識,各自為政。缺乏對基礎工藝、共性關(guān)鍵技術(shù)研究缺乏系統的培育和引領(lǐng),導致基礎工藝發(fā)展滯緩,共性技術(shù)研究滯后,產(chǎn)業(yè)分散,低水平重復發(fā)展嚴重,沒(méi)有形成龍頭效應,更缺乏類(lèi)似歐洲傳感器行業(yè)各個(gè)分類(lèi)明晰的產(chǎn)業(yè)(產(chǎn)品)和技術(shù)隱形冠軍。
 
第四,缺乏對于國內配套的一系列政策、制度和規劃的支持。國內傳感器企業(yè)在國貨安全準入的制度壁壘面前不堪一擊,不論流程工業(yè)還是制造業(yè),國產(chǎn)工業(yè)傳感器能夠進(jìn)入三重(重點(diǎn)領(lǐng)域、重點(diǎn)行業(yè)、重大工程)領(lǐng)域極其艱難。傳感器在三重行業(yè)的設計、選型、建設初期就被定位在備份選項上,國內三重行業(yè)真正選用的傳感器國產(chǎn)化配套不及總量的三成,離散工業(yè)傳感器國產(chǎn)化率更是不及兩成。
 
第五,配套人才匱乏。我國傳感器行業(yè)針對復合型人才的要求很高。由于國內專(zhuān)業(yè)學(xué)科設置局限性及國外公司企業(yè)對人才的掠奪性招聘,人才流失現象屢見(jiàn)不鮮。缺乏既懂管理,又懂技術(shù),還會(huì )經(jīng)營(yíng)的復合型管理人才或者是工藝、技術(shù)、管理等全方位技術(shù)人才。
 
第六,工業(yè)傳感器產(chǎn)業(yè)數據存在虛胖的數據現象,誤導產(chǎn)業(yè)發(fā)展。國內大量數據報告在對工業(yè)傳感器分析時(shí),所采用的數據大都是指向不明晰的泛傳感器概念下的綜合數據,嚴重混淆工業(yè)傳感器實(shí)際狀態(tài),影響工業(yè)傳感器領(lǐng)域政策方針制定的針對性、準確性,對頂層設計和真正認識工業(yè)傳感器現狀毫厘千里、弊端無(wú)限。
 
 
推進(jìn)工業(yè)傳感器產(chǎn)業(yè)發(fā)展的建議
 
第一,針對產(chǎn)、學(xué)、研、用鏈條失靈,核心關(guān)鍵共性技術(shù)薄弱,產(chǎn)業(yè)化問(wèn)題未受重視的問(wèn)題,建議參照國際精、專(zhuān)、特、標準化傳感器產(chǎn)業(yè)建設模式,重建國家共性技術(shù)研發(fā)機構、國家傳感器產(chǎn)業(yè)集群,從生態(tài)建設角度補齊傳感器設計、封裝、檢測的一條龍,及傳感器產(chǎn)業(yè)拉動(dòng)一條龍,面向新基建及新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)提升,采用需求牽引,拉動(dòng)傳感器的應用,進(jìn)而實(shí)現迭代和研發(fā)的良性循環(huán),分階段發(fā)展和補齊工業(yè)傳感器短板,解決產(chǎn)業(yè)需要、進(jìn)口替代、核心關(guān)鍵技術(shù)三大環(huán)節問(wèn)題。
 
第二,強化國家傳感器基礎產(chǎn)業(yè)鏈建設,采用MEMS技術(shù)+IC技術(shù)等新興技術(shù)的深度融合,采用集群建設和一條龍模式建設產(chǎn)業(yè)生態(tài)環(huán)境,按照設計、封裝、檢測、服務(wù)生態(tài)需求,分類(lèi)建設新基建基礎建設的各類(lèi)傳感器專(zhuān)業(yè)化產(chǎn)業(yè)集群,由國家和企業(yè)培養集群內的各類(lèi)傳感器隱形技術(shù)冠軍、傳感器產(chǎn)業(yè)隱形冠軍。
 
第三,在政策引導下以國家層面推動(dòng)傳感器公共技術(shù)平臺建設,以國家傳感器工程研究中心、國家傳感器重點(diǎn)實(shí)驗室、智能傳感器國家創(chuàng )投中心等國家級研發(fā)平臺機構為依托,重建國家傳感器共性技術(shù)平臺,專(zhuān)心基礎技術(shù)研究開(kāi)發(fā)、推廣與產(chǎn)業(yè)轉化支持,賦予共性技術(shù)平臺進(jìn)行傳感器基礎共性技術(shù)和工藝的研發(fā),以及在產(chǎn)業(yè)鏈條上的國家級第三方裁判和評測能力,保護傳感器基礎技術(shù)、共性技術(shù)的不間斷發(fā)展,推動(dòng)核心關(guān)鍵共性技術(shù)及新型傳感器的研究工作,推動(dòng)已有科研成果實(shí)現產(chǎn)業(yè)化。
 
第四,建設跨學(xué)科的傳感器綜合人才培養基地,給予共性技術(shù)平臺、各類(lèi)隱形冠軍技術(shù)人才管理人才以激勵政策。
 
第五,亟待出臺政策引領(lǐng)、企業(yè)擔責、市場(chǎng)需求放開(kāi)的系列相關(guān)政策和制度,為傳感器企業(yè)進(jìn)入當前新基建建設的主戰場(chǎng)創(chuàng )造環(huán)境,給與合規企業(yè)在產(chǎn)品準入、資金、稅收等多方面優(yōu)惠條件,推進(jìn)合規企業(yè)開(kāi)展國產(chǎn)傳感器的準入工作,分階段持續、快速地解決國產(chǎn)傳感器的國內配套難題,在當前新基建及新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)提升中,徹底解決國內工業(yè)傳感器需求難題,保障新基建建設的基礎穩固。
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