原创 中国传感器67%进口!国内MEMS产能过剩?内卷过度?专家披露行业最新现状!(全网独家)

2024-5-22 10:16 256 2 2 分类: 消费电子

2020年9月,中国仪器仪表行业协会传感器分会、中国仪器仪表学会传感器分会、中国仪器仪表学会仪表元件分会、传感器国家工程研究中心四个中国传感器产业权威机构,联合发布了《中国传感器(技术、产业)发展蓝皮书》,堪称当时对中国传感器产业研究最权威的报告。

报告中,特别提到当时中国传感产业的现状令人担忧,产业空心化现象不容忽视:

国内中高端传感器进口占比达 80%,传感器芯片进口更是达90%,国产化缺口巨大。其中数字化、智能化、微型化等高新技术产品严重短缺。国家重大装备所需高端产品主要依赖进口。”

▲来源:《中国传感器(技术、产业)发展蓝皮书》

2021年3月,“十四五”规划发布,将智能传感器重要制造技术——MEMS(微机电系统)工艺,写入【科技前沿领域攻关】技术项目中。将传感器与高端芯片、操作系统、人工智能关键算法等并列,作为我国建设数字经济的关键领域。

▲来源:“十四五”规划

近年来我国高度重视传感器产业发展,许多专家、院士纷纷建言献策,全国各地在推进以智能传感产业园为主体的传感器产业建设,包括北京、上海、广州、深圳等一线城市在内,苏州、无锡、蚌埠、郑州、重庆、成都、西安……等多个城市,均相继出台地方政策,扶持本地传感产业或建设MEMS中试线,“建长链、补短板”,力求推动并形成产业发展新高地和新亮点,中国传感器产业正在蓬勃发展。

如今,距《蓝皮书》数据采集时间已过去5年,我国传感产业最新的现状如何?传感器80%靠进口的情况有所改变吗?究竟有哪些因素在起作用?目前中国传感产业有哪些新的问题?与国外特别是发达国家相比有多大差距?哪些技术工艺是短板或被“卡脖子”?为什么要建设“传感谷”?MEMS产线是否产能过剩?国产传感器低端内卷过度?……带着许多疑问,此前的Sensor Shenzhen 2024上,本网编辑对我国传感产业知名专家——九三中央科技委副主任、中国传感器与物联网产业联盟常务副理事长:郭源生教授,进行了长达一个多小时的深度专访与交流,经整理与大家分享。

本文,将独家一手信息,为您介绍当前中国传感产业发展现状。因访谈内容较多、较深入,主要有如下观点,可按需阅读。

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67%传感器需要进口!2024年了,我国传感器现状如何?

为什么中国传感器进口同比例下降?

当前中国传感器产业面临的主要问题有哪些?

问题1:对传感器缺乏充分认识

问题2:没有对传感器产业的单独扶持政策

问题3:“配角”传感器显示度不高,难以被注意到

问题4:国内市场对国产传感器存在偏见

问题5:国产传感器原始创新能力不足,缺乏共性技术支撑

问题6:造传感器的人不知道咋用,用传感器的人不知道咋造——产用隔离与脱节

问题7:缺乏多维度创新理念也是产业发展的又一障碍

怎么看待传感器行业低价竞争、恶性竞争?

中国各地建设多条MEMS产线,产能利用率低、产能过剩?

国内企业如何用好MEMS产线?

我国传感器产业化问题产生的根源是什么?“传感谷”建设能解决多少产业化问题,能解决到什么程度?

一、对传感器产业认识不充分不清晰

二、找不准产业生态体系建设的定位和切口

三、没有挖掘地区产业基础、契合本地产业需求

四、单一追求税收和GDP,有悖于基础产业发展规律

五、传感器产业扶持政策和资源配置不足

六、究竟做成什么样子才是各方期待的“传感谷”?

为什么中国发展传感器需要打造传感谷?

目前中国各城市传感谷存在的突出问题是什么?

再发声:中国传感器产业亟需政策持续支持!

未来国产传感器机会在哪里?

结语

专家档案

郭源生,九三学社中央科技委副主任;中国传感器与物联网产业联盟常务副理事长;北京理工大学前沿技术研究院首席专家、传感中心战略咨询委员会常务副主任;武汉大学、华东理工、北京邮电等大学兼职教授;全国3D大赛组委会副主任;智慧医疗与大健康产业专委会主任;国家科技进步奖、发改委、科技部、工信部等国家重大项目评审专家;参与《中国传感器产业发展白皮书》、《中国电子元件行业“十三五”发展规划》,以及“十四五”等国家电子信息类规划的编写与审定工作。

67%传感器需要进口!2024年了,我国传感器现状如何?

郭源生介绍,目前,我国正在面临百年一遇的产业变革,这次变革是围绕着产业与技术两大主线展开,产业的数字化和数字的产业化犹然而生。

产业的数字化就是把传统制造业与新一代信息技术、人工智能等新技术与传统制造业深度融合,在产品制造及市场推广过程中实现全新的数字化。而数字的产业化,就是要在数字产业中形成新的增量,也就是信息技术本身如何实现产业化。

▲来源:郭源生在光明网“感知中国▪身边的传感器”主题系列科普活动直播视频

当然,信息技术在这次变革中发挥着主导作用。那么什么是信息技术?信息技术发展遵循什么规律呢?

首先,信息技术由传感器技术、计算机技术和通信技术构成,即由信息的采集,信息的传输和信息的处理构成的。近年来,全球信息技术发展主要经历了三次大的浪潮,也有其固定特征和可遵循的规律,而且是波浪式发展与迭代、螺旋式上升

上世纪80年代个人计算机的诞生,把运算数字化,这是第一次信息化浪潮。第二次信息化浪潮是本世纪初互联网的到来,通过终端把人与人之间的距离无限拉近。第三次从2009年开始,是万物互联的时代。这三次信息化浪潮刚好构成一个完整的物联网系统,也刚好形成了信息技术的三大支柱——信息处理、信息传输和信息采集。

第三次信息化浪潮,更多的是要解决数据采集的问题,这个问题不解决,万物互联无从谈起,而数据采集问题需要智能感知技术。

▲来源:郭源生在Sensor Shenzhen上的演讲

此外,从产业变革的角度来看,如何将传统的产业与新一代信息技术深度融合,让产品生产工艺过程更加智能,品质更加可控、能耗有效降低。传感器作为智能化窗口,数字产业化和产业数字化的聚焦点和节点,在生产、加工过程中发挥着无可替代的作用。因此,无论是产业数字化还是数字产业化,传感器无疑是最基础和最关键的技术。

纵观我国传感器产业发展历史,可以清楚地看到,我国传感器市场需求长期依赖于进口,特别在高端的仪器仪表装备、大型的智能制造设备方面,传感器进口比例大于80%以上,甚至有些特征高端设备上的传感器进口依赖度高达90%或者100%!

与集成电路发展现象类似,没有战略性布局和顶层设计,特别是在长期计划经济主导下,公共资源配置与政策扶持不够,缺乏对传感器细分行业领域的战略定位和顶层设计,业内称作“被产业政策遗忘的角落”,属于长期对产业发展的缺乏足够的重视,没有形成产业积累和技术创新体系,产业整体偏弱。

另外,长期以来,我国高端装备和仪器仪表,特别是高端智能化产品依赖进口,而进口设备中大量传感器产品都在国外已完成配套,并没有给予国产化配套需求、拉动支撑产品技术创新与产业化发展的市场机会,导致“造传感器不知道市场谁用、怎么用;用传感器的不知道怎么造出来的”,供需各方相互不“了解”,同时,还有人为制造的行业准入门槛和壁垒所导致的。

这种状况近年来有所改变。随着近年来的智能化发展和技术创新水平的提高,我国传感器进口比例正在同比例下降的,目前约67%左右依赖进口。但如果从国产传感器创新能力来看,目前还没有显现出来或者说仍有较大的提升空间。

为什么中国传感器进口同比例下降?

第一,什么叫同比例?过去产业化和智能化的水平相对比较低,所以需求总量是相对比较少。现在总量翻番的增大了,那么这个比例的占比就相对降低了。

第二,中国高质量发展的推动和市场需求,以及国内传感器产业自身发展的提高。这个提高有两个因素:一是国内市场需求的拉动,智能化提升离不开传感器,有些行业应用“井喷”式增长;二是国际环境的影响,进口受限和国产替代。

第三,传感器行业内企业的共同努力,产业规模逐年增大,年增速大于10%,并步入快速发展窗口期。

在这里,郭源生介绍,疫情三年期间,各行业都不同程度的存在萎缩,但传感器行业仍呈现出两位数的增长。

这进一步说明,传感器无所不在,无时不用。伴随着产业数字化和数字产业化,给传感器产业自然增长与快速发展增添了活力和提供了充分的想象空间。

郭源生强调,如果剔除历史积淀和产业机遇,单从原始创新角度来看,我们与发达国家和同行企业相比仍有一定的差距。

当前中国传感器产业面临的主要问题有哪些?

谈及中国传感器产业当前面临的主要问题,郭源生提出主要存在着7大问题,不同程度地影响和制约着我国传感器产业的发展。

问题1:对传感器缺乏充分认识

中国传感器产业发展的起步并不晚,但是过去我们没有对这个行业有充分的认知。

在我国现行体制下和长期受计划经济的影响,政府在主导行业上有相当大的话语权。因此,政府对传感器这个行业如果不认知不重视,这个行业的产业化发展就有很大的难度。

此外,从整体认识和认知的层面来看,并没有把传感器提到真正意义的战略高度。过去一直把传感器放在仪器仪表行业下面,是仪器仪表的一个子门类,到了现在半导体产业发展的时候,又把传感器放到半导体行业里头去,但传感器跟半导体产业还是有显著区别的。

半导体产业是芯片或集成电路,是数据处理的功能,其产业集中度比较高,是资金密集、人才密集、技术密集的规模产业;而传感器是数据采集,是一个个的分立器件,从产业角度看两者有着本质的差别,但目前的政策上对两者并没有严格意义上的区别和精准化对待。

问题2:没有对传感器产业的单独扶持政策

郭源生认为,当前,从国家的政策上,并没有真正意义上把传感器单独列出来支持发展。如果没有政策的扶持与推动,单靠传感器产业自身力量和能力去发展,显然就会非常艰难和漫长。这与上文中提及我国对传感器产业缺乏充分认识有密切联系。传感器在数字产业链条中的地位被低估和弱化,其真正作用从认识上就没有被体现出来。

以大数据为例,什么叫大数据?有大量的传感器才能形成大量的数据,经过对海量的数据过滤后,有用数据或结构性数据才能形成模型,模型反过来才能实现控制。没有传感器就没有智能化,所以对传感器的认知和认识不充分,传感器应有的战略地位和高度不被认同,产业何以得到发展,这也是一个简单的因果关系。

问题3:“配角”传感器显示度不高,难以被注意到

传感器虽为万物感知的源头或“数据之母”,在检测仪器仪表、智能终端产品,以及控制系统中处于窗口位置,也十分重要,但从设备与装置价格与成本角度看,传感器却是一个“配角”。

往往在上万元,甚至是几十万、上百万的仪表或系统中配套的传感器数量再多,总价格成本占比也是很低,甚至是微乎其微,配套厂家不会重视,使用者或用户根本无法直接认识到传感器的价值与重要性。

例如,一个能买50万元的设备里面用了几十只甚至更多传感器,然而这些传感器总价值可能只占三五万块钱……,可是,这几十只传感器才是这台设备的有效功能和智能化程度的指标体现,没有传感器数据,芯片或微处理器再多,也是“井底黄牛有力无处施”。从系统角度来看,传感器这个“配角”的显示度不高。

问题4:国内市场对国产传感器存在偏见

在许多高端设备上,我国90%左右的传感器依赖进口,目前这一情况在一些重要工程上更为显著,譬如我国核电厂设备,尤其是用于核岛泵、汽轮发电机组等关键设备运行状态监测的电涡流位移传感器,100%依赖于进口,“卡脖子”风险严重,在今年1月份,才刚刚有国产传感器龙头企业与中国核工业集团签署合作协议,共同研发国产用于核工业的电涡流位移传感器。

经过这几年的高速发展,如今随着国产传感器产品进入市场,国内市场——尤其是对安全、稳定性等要较高要求的部分领域,对国产传感器是存在较大偏见的。

在专访中,郭源生提到市场准入门槛和包容性问题,尖锐地指出:“一个不容忽视的客观事实,国产或进口系统中,过去用的是国外配套的传感器产品,你为什么要选国产的?假如说进口的出了问题,上下各方都可以包容与接受,没关系,找国外厂家来修或者更换就行。但若要是国产的传感器出问题,那就会追查、追责,查问你为什么要用国产的?无形中增加了市场准入难度”。

问题5:国产传感器原始创新能力不足,缺乏共性技术支撑

在2024年《政府工作报告》中提出,“强化基础研究系统布局,长期稳定支持一批创新基地、优势团队和重点方向,增强原始创新能力。”,而郭源生认为中国传感器产业当前存在的问题之一,就是缺少原始创新能力。

一方面,许多国内企业存在的现状是从国外购买敏感芯片后,只进行结构性设计、性能指标测试和功能调节,或者做一些电路处理后出售。

另一方面,对芯片的理解不深,其装配调试检测工艺技术的深度和广度也达不到国外先进水平,也是创新能力不足的关键原因。

第三,人才因素导致国产传感器原始创新能力不足。郭源生介绍,国内许多传感器企业都是由科研人员创办,由科技工作者或科学家转成企业家:

“注重产品技术指标,把性能做到极致。但市场往往是需要高可靠性、高稳定性,低价格。技术型企业家人才存在着“智熵”有余、而“胆熵”和“情熵”不足现象,市场化手段和企业规模不大,创新投入不足,短期很难进入良性循环,从而因“力不从心”导致创新能力不足。”

问题6:造传感器的人不知道咋用,用传感器的人不知道咋造——产用隔离与脱节

郭源生指出,中国传感器产业上下游缺乏协同渠道和关联关系,产用严重脱节,“造传感器的人不知道咋用的,而用传感器的人不知道咋造出来的”,这也是国产传感器走向市场的一个关键瓶颈。

对此,郭源生进行了深入的讨论。传感器企业知道仪器设备里面会用哪些传感器,但为什么要设计这样结构、这样参数指标?测量这些指标和实现这些功能的机理、作用、方法?传感器需要怎么配合才是最佳?却不慎了解或一知半解。比如,在汽车ECU系统中,需要用多少支传感器?都是什么量程和相应的指标?需要装在哪里?为什么要测气管压力?为什么要测刹车压力?为什么要用绝压传感器而不是表压传感器?却知之甚少或少于研究。

另一方面,对下游使用者来说同样:用什么样的传感器?选什么样的指标?选什么样的结构合适?也是知之甚少。所以,造传感器的人摸不清应用场景、功能与机理,而用传感器的人不了解器件的结构功能、指标特征是产业发展意识很难跨越的最大障碍。

问题7:缺乏多维度创新理念也是产业发展的又一障碍

随着数字化时代到来,智能化新技术给我们生活带来了深刻变化。郭源生认为,传感器也应该随时代变化,并引领创新:

传感器的模块化、智能化、网络化既是趋势也势在必行,不是简单的一个单一的芯片,或者一个敏感元件,或者做一个结构提供给用户。更需要通过应用场景描述,呈现多维度、多参数、多功能复合,特别是复杂环境与场景描述,更是需要技术创新之外的理念创新。单只多参数复合,多只多参数场景描述,甚至是用多个复合传感器模块的重叠与再复合等等,形成新的集成创新微系统产品。例如,全息脉诊仪中的相象传感器,就需要温度、光敏、力敏、磁敏、声敏等五个参数复合或集成来描述一个场景。”

如何实现多参数描述?郭源生提出了两种思路:

一是单个敏感元件的多参数复合,比如压力和温度复合;磁场、光照、温湿度等复合,实现单器件多参数感知能力。

二是多个敏感元件集合成模块,成为传感器模组,进行多种参数的测量。

▲来源:郭源生在光明网“感知中国▪身边的传感器”主题系列科普活动直播视频

对于如何推进我国传感器产业化进程,怎样快速有效地实现我国传感器产业化,郭源生指出,正因为当前中国传感器产业面临着这些主要问题,因此需要通过打造中国传感器双生态产业链来进行弥补,突破中国传感器产业的发展困境。

双生态一个就是产业链的完整性和集群化(特色产业链)。第二个生态就是服务业、平台化(营商环境),通过物理空间和产业基金谋划与赋能,打造政、产、学、研、用、服等六位一体的产业生态体系,营造适应适合产业特征和发展规律的营商环境。

这就是“中国传感器”的真实意义所在。其目的就是通过公共资源配置和政策推动,来弥补单一企业、众多小微企业创新链不完整,以及行业整体偏弱,协同和协调能力不足而影响产业整体提升的能力问题。

同时在产业主题和资源推动下,引进或培育造就一批创新能力强,具有国际化视野的龙头企业,实现产业规模效益,引领产业走向国际化、成为地方一张闪亮的名片。

如果打造一个双生态的产业体系,如果形成一个传感谷,就能通过公共配套和公共资源来弥补单一企业资源配置和管理资源不够的情况。这里,至少传感器企业的需求和目标市场是一致的,或者这里面有一个龙头企业来打造一个产业链,他就把整个地方传感器产业带动起来。”

怎么看待传感器行业低价竞争、恶性竞争?

在中国,许多行业,似乎普遍存在低端市场的低价格过度竞争的情况,这就导致企业没有一个良性的市场竞争环境,以至于越斗越狠,市场越做越辛苦。

内卷、低价竞争……同样也是中国传感器从业人员吐槽最多的名词,中国的国产传感器市场难做,很多时候能听到同业人员的抱怨。这里面既有某些国产传感器自身品质问题,更多的是整个产业上下游的氛围。

郭源生认为,这是产业文化带来的问题,而且是长期存在的顽疾。当前中国属于资源推动的过剩经济形态向“新质生产力”发展转型期,与其他产业相似,传感器产业内卷情况也不同程度地呈现,低端市场产品的同质化竞争严重,然而高端市场和国际传感器产业生态环境则相对比较稳定

同质化,同行业竞争,而且是恶性也是内卷,你卖300我就卖100,你卖100我就卖80,你卖80我20也卖了。国外报价三百,低于三百就不卖了。按照量价关系,确立自己销售方式,明确市场成交规则,不可能大打价格战或价格内卷,所以这个行业文化是有一定的问题。”

此外,国内传感器产业也存在“防火防盗防自己人”“宁做鸡头不做牛尾”的行业文化极其糟粕。内卷、恶性竞争、知识产权保护力度不足等都是当前中国传感产业存在的尖锐问题,严重地影响了产业的良性发展,想必许多传感从业人员或多或少都有遇到过相关难题。

“本来几个人共同创业,开始起步和初见成效,市场营销人员就认为自己掌握了市场,就独立出来,自己拉个摊子单干去了,干着同样产品;搞生产一看,也独立出来自己干,导致刚刚步入正轨公司即刻分崩离析,进行恶性竞争。这种现象导致行业的文化极端扭曲。

郭源生认为,通过传感谷、双生态体系的建设,有望促成国产传感产业竞争环境和产业文化的重塑,推动国产传感器良性发展。

中国各地建设多条MEMS产线,产能利用率低、产能过剩?历史发展必经阶段、终端产品智能化带来海量传感器需求

近年来,伴随着中国各地传感器产业政策的出台,以及各地传感器产业园的建设,多条新MEMS产线动工建设,其中不乏中国首条12英寸MEMS晶圆量产线——广州增芯科技12英寸先进智能传感器及特色工艺晶圆制造量产线项目,项目总投资达370亿元,一期投资70亿元人民币,项目一期第一阶段达产后产能2万片/月;一期第二阶段达产后产能扩至6万片/月,计划2024年6月份通线投产。

多条MEMS芯片产线投产,目前国内规模化的MEMS产线约有30多条,MEMS产线越来越多、越建越快,也引发中国传感器业界对国内MEMS产线产能利用率低、产量是否过剩等问题的疑虑。

郭源生认为,MEMS产线的竞争是国产传感器产业发展的必然阶段,也是促进行业升级转型,优胜劣汰的必然过程,但应该避免一哄而上和出现“泡沫化”。

郭源生这样分析,首先从政策角度,难以通过政策去限制某些地方对MEMS产线的建设和投资热情,其次,相比先进制程的芯片产线动辄上百亿的投资,MEMS产线投资额相对较低,且制造设备更容易获取,地方更容易建设。

产能过剩这个问题,开始从个人角度来考虑这个问题,或者从行业角度来考虑,觉得应该规范一下,或者应该有理有节的在统筹下去发展,这个看来是做不到的。

细想一下,任何一个产业发展必须要有一个热度来形成。这个热度从历史的角度来看,它是个优胜劣汰的过程,那你就需要打造你的硬实力。这三十几条线最后能剩下来几条,那不是谁预测,决策、决定的事,他是个优胜劣汰的过程。这对传感器行业来说不是坏事,它是一个必然阶段,只要注意控制和避免“泡沫化”。有些产线是靠市场活着的,有些是靠政策推动的,有些是靠投资活着,有些它就有一两个特色和亮点,那这个过程你怎么着也得要有。

国外现在这个线比较稳定的原因,也是因为它刚开始也是经历过这个过程,因为MEMS产线成本毕竟比较低。投资几亿美金,几十亿美金他就能干起来,产品的稳定性、可靠性和供货能力、以及对市场需求的把握程度,他能做的很好,这样就发展起来,然后建立行业标准,通过这种行业的收购、兼并、重组和整合,三十多条生产线最后剩下几条优质的也是可以承受的,需要辩证的来看。”

从另外一个角度来看,目前社会处于智能化爆发阶段,物联网、人工智能、机器人、自动驾驶、智慧家居、智慧建筑、智慧医疗……等等应用场景,催生海量的传感器需求,其中尤以MEMS传感器为代表的智能传感器需求更为旺盛,智能传感器需求的爆发将吞噬MEMS产线的产能。

郭源生介绍,从全球市场来看,随着数字经济以及产业数字化、智能化的发展,包括第四代工业革命、人工智能技术等,终端产品的智能化已经成为趋势,这将催生海量的智能传感器需求。

什么是终端产品智能化?传感器的功能和作用怎么体现?

终端产品是指大、中、小型固定或者移动装置与设备。郭源生以现在汽车智能化为例,汽车正变得越来越智能,可以实现自动驾驶等功能,通过判断各种场景、环境因素,自行解决安全行驶问题。这里依赖的,不仅是智驾算法,还有大量的传感器,实现汽车的内、外协同感知和控制。

包括汽车在内,任何智能化装备都安装有内传感器和外传感器。内传感器即发动机系统、控制系统等汽车里面使用的传感器,外传感器指与环境进行交互的各种传感器。汽车通过外传感器感知路况、车距等周围环境信息,经过智驾算法运算后控制车辆驾驶,而车辆的控制程度(如动力大小、转向角度等)则通过内传感器进行感知,通过内外传感器的协同最终实现车辆的智能化。

据郭源生此前介绍,汽车智能化中相关内传感器使用量达200-500只以上,外传感器使用量达35-50只以上。未来随着汽车智能化的普及,海量的传感器将装在每一部汽车上面。

▲来源:郭源生在光明网“感知中国▪身边的传感器”主题系列科普活动直播视频

除汽车以外,目前几乎所有终端产品都在进行智能化,譬如采煤机、滚动机、挖掘机等各种大型工程机械,家庭中使用的小型消费电子产品,如洗衣机、空调、冰箱也都在向智能化发展。

“在智能家居里面会用更多传感器为智慧生活支撑和保障。也会给传感器需求引入爆发式增长。再加上,人工智能技术的应用,特别是大健康和智慧医疗设备的产业化,将进入家庭。中国14亿人的应用就是产业化市场的保障。未来大健康和智慧医疗具有足够的想象空间。"

促进国产传感器转型升级!国内企业如何用好MEMS产线?

在智能传感器中,MEMS芯片是一颗传感器的核心芯片,然而,受限于国内传感器产业链的落后,当前有许多中国本土MEMS企业,采购海外传感器企业设计好的芯片,以及与传感器配套的其他芯片如ASIC信号调理电路芯片,自行或委托代工厂完成传感器的封装和测试,再将传感器成品销售给下游终端客户。

中国传感器产业的这种OEM模式,不仅利润大头被MEMS芯片企业拿去,也阻碍了国产传感器的转型升级。而众多国产传感器小微企业,也无力承担建设MEMS产线的庞大资金要求。

如今,随着各地方多条MEMS中试线、量产线的建设和投产,国内传感器企业有望借助这些平台,提高芯片自主设计能力,促进中国传感器企业从OEM模式向Fabless模式转型。

那么,国内传感器企业如何用好这些MEMS产线?

郭源生认为,首先,国内企业需要进行观念上的改变,从过去大量购买进口芯片封装传感器,向从购买到自主设计并行转变,最终实现全部自主设计。同时MEMS产线也要从被动找上门到主动上门服务的理念转变,主动为小微企业设计代工属于他们自己的产品。

通过传感器企业、MEMS产线企业双方的共同推进,才能实现MEMS产线的利用率最大化。

第二,MEMS产线要积极实现标准化,减轻传感器企业的技术研发难度,使同一产线生产的MEMS芯片,能够在多行业多领域应用。

第三,需要行业活动的推动。需要通过Sensor Shenzhen等各种专业展会和活动推介,让更多人了解和掌握MEMS产线的服务能力。

我国传感器产业化问题产生的根源是什么?“传感谷”建设能解决多少产业化问题,能解决到什么程度?

一、对传感器产业认识不充分不清晰

郭源生认为,从当前中国传感器技术与产品发展的系统性、多维度纵向分析看,还存在诸多深层次矛盾与问题。

首先是各级政府对传感器产业的重要性是很清楚的,但是对产业化要素、资源合理配置、推进方式和预期效果等方面认识不够明确、理解不够充分、概念不够清晰,规律把握不够准确,是产业化发展的最关键原因之一。

郭源生以其本人提出的“传感谷”建设为例,指出存在着不同程度矛盾与问题:“传感谷”是传感器产业生态体系建设的一个抓手,提出十余年,许多地方都想办,但会干的却不多;愿意干的也很多,但能干的就不多。不知道怎么干、切入点或切口怎么选取,提供什么样的产业推进政策等等,很难达成共识和高度统一的认识,所以导致传感谷的发展到现在,并没有形成预期的效果。

打造中国“传感谷”本意是希望形成较高的产业集中度。当人们一说传感器,就会想到中国的“传感谷”,就会想到这个城市,或者某个区域。甚至是世界上说传感器,就会想到中国有传感谷。但目前看来,离此目标相差甚远。追其原因,主要体现在以下三个方面:

第一个,对传感器技术的认知不深刻。传感器属于计量产品,其工艺技术比较复杂,多品种、小批量、技术种类繁多特征明显。从材料、机理、工艺、结构、功能等不同的维度看,“分门别类”、“五花八门”同类传感器之间的差别也极大,对传感器技术复杂性认识不够,产品的功能认识也存在一定的问题。同时,找不到产业引进哪些和确立哪些是产业发展重点,或者说哪些产品未来能够形成规模化或产生规模效益。

第二个,许多地方对传感器产业化的期待和诉求偏差较大。传感器产业不像传统产业的招商引资,拉一帮企业过来很快就能形成规模,一下子就能实现规模效益,形成税收和GDP。郭源生多次强调,传感器产业既有高新技术特征,又有其特殊规律,技术生命力强,产业周期比较长,需要培育,培育周期就比较慢,需要有成长的过程,地方对这个认识还比较弱。

第三个,从资源配置上来看许多地方对提供相应的产业基金和物理空间理解不够,赋予相应的产业资源和推进政策做不到位。将传统产业和传感器产业进行类比,两者行业规律不一样,技术水平不一样,更不是一个规模量级的产业,所以它对传感器产业的认识就不是那么准确,随着传感器产业在当地的推进和落地,地方就越来越觉得这个产业不是他们诉求和想象的那样,而且理解的偏差越来越大。

因此,郭源生认为,认识不充分、不清晰,导致后续政策、资源配置等一系列问题,影响着传感器产业化有效、持续发展,甚至“流产”。

▲来源:郭源生在光明网“感知中国▪身边的传感器”主题系列科普活动直播视频

二、找不准产业生态体系建设的定位和切口

在打造传感器产业链和产业生态的过程中,对于如何进行产业定位和对产品与技术切入点或切口找不准。

对市场中眼花缭乱的技术和产品不了解、吃不透,无法确定明确和准确的战略定位和产业目标,只能是简单的招商引资或产业堆积;导致同质化技术与产品的过度竞争、内耗加剧而难以形成规模效益,加大了产业化难度。

要破解这类问题,首先要确立明确的传感器技术与产品主题方向,形成产业聚集,建设双生态体系

郭源生分析认为,目前我国先后已经有17个城市对外声称将“传感谷”作为重点产业发展方向,均已做出了相应的产业发展规划。但存在以下普遍现象和问题:

一是缺乏产业发展的主题和特色,切入点或“切口”找不准。声、光、电、磁、力、温、湿、气、射、生物敏等应有尽有,唯恐缺少哪一样,追求门类齐全,把传感谷当成“百货商城”来办,缺乏主次关系和重点技术与主流产品,造成产业“堆积”现象。简单“招商引资”导致企业数量很多,但整体规模却很小。

二是缺乏产业链的完整性,从规划上看就没有明确的战略定位和准确的顶层设计,无论是从产品创新培育能力,还是产业化生产配套或上下游协同能力上看缺乏完整性和准确性,更不能发挥出所设计方案中的应有作用,不管是产品技术创新,还是系统集成创新都不具备就地解决问题的能力。导致产品技术、结构功能、市场领域的重复、重叠和同质化,在技术开发和产业化生产上仍然需要外协配套加工,甚至还要从国外寻找合作或供应商。

三是产业堆积造成资源分散、庞大的企业数量和“小而全”产业结构,导致扶持力度减小和资源配置能力不足。有限的土地、厂房和政策资源,快速分割、占据、用尽,形象比喻“一壶奶水”一个孩子尚且能养,若是一堆孩子一人一口,都吃不饱,怎么能长大成人?这样的理念并不利于把当地有限资源集中作用发挥出来,产业政策难以产生有效性和产业效果。

“假设,若某地方要建立一个以力敏为核心的传感器产业园,那么切口就要放在八大敏感类别中的力敏上面去,集中有限资源,在力敏传感器工艺技术装备投入、人才和企业引进上都要以力敏为目标,打造以力敏为中心的产业链或产业集群。如果地方这也想干那也想干,就想形成产业的堆积,很难形成一定的规模或难以打造有效的双生态产业体系(即:生态一:完整产业链或集群化;生态二:现代服务业,平台化”)。”

三、没有挖掘地区产业基础、契合本地产业需求

传感器产业化需要市场支撑和寻找合适的行业需求的产业化配套。郭源生认为,地方发展传感器产业,要围绕本地产业链情况因地制宜地选择合适的传感器产业方向发展。同时,需要挖掘本地市场需求和产业协同基础及配套能力。

“从这市场的需求来看,任何地方都有传统产业转型升级对传感器产品的需求和一定数量的市场,这就需要认真研究和深度挖掘本地市场需求量。用需求引入相应企业来支撑和推动传感谷建设,更能契合本地的产业特点。

比方说,以农业为主,以机械装备,以汽车为主的地区,都有就近化配套和精准化服务的需求。围绕着市场的需求、趋势、出口等上下游产业链,去打造本地的传感器产业,既找到了切口,也把当地市场配套资源拉进来,这个生态建立就比较容易。”

四、单一追求税收和GDP,有悖于基础产业发展规律

同时,郭源生也提及当前政策中存在的尖锐问题,譬如过分追求短期税收和GDP,违背传感器产业发展的基本规律。

对传感器等发展周期长、技术突破困难的基础科技型产业缺乏足够的认识和正确的理念,对像传感器这样的基础型技术、小微型企业、市场化周期认识偏差,存在着巨大的不利因素,在短期内如果地方的投入没有产生相应的税收、GDP,相关产业或许就会被放弃,导致前功尽弃。

“还有更重要的一点就是现在地方考核要求的是税收和GDP。对传感器这样的稳步前行、“慢火”上升的基础行业,不可能“刀下见菜”,马上产生可观的经济效应,这需要一个从小到大培育成长过程,不像房地产或者传统产业,一个厂房产值多少、税收多少,它显示度不是那么高,不可能快速看到规模效益,这也是一个主要问题。”

五、传感器产业扶持政策和资源配置不足

郭源生提到,传感器企业属于高新技术企业,对技术和人才的要求较高,而且80%以上均为小微型企业,技术创新动力很足,但缺乏资源导致创新能力不足或产业化水平较低。

这就需要地方拿出多种政策资源加以培育和扶持,比如项目资金、人才引进、生产场地、生活安置、公共配套等等政策“组合拳”,然而,多数地方并没有拿出与规划目标相一致的相应资源和有效政策,加上产业主题与切入点不准、产业布局与生态体系不完备、引入企业差异过大和数量过多,导致有限资源快速耗尽,无力支持“众多襁褓婴儿”,“传感谷”大多都流于形式或“虎头蛇尾”。

有些地方虽然已经规划了区域,出台了相应的政策,引入了一批相关企业,但传统的产业发展理念和管理方式,与“传感谷”内在的关联性、发展趋势和“走向”把握不准、缺乏精准化和系统化服务等等因素导致传感谷的发展比较缓慢。

郭源生呼吁地方政府、管理职能部门、业内企业,在发展传感器的过程中要有充分信息和一定的耐心:

“所以,发展以传感谷为主题特色的中国传感器产业,需要从认识高度、产业定位和规划、资源配置与服务、政策支持与管理等全方位入手,打造完整的双生态产业体系,形成适应于传感器特征和产业发展的营商环境。

同时,也希望通过媒体宣传,让产业各方深刻了解和掌握传感器产业发展的自身规律与特征,在支持与服务的同时还要有一定的耐心,更多的是,需要静下心来认真的思考传感器产业如何发展,中国的传感器怎么走?这才是传感器产业发展应该和值得思考的一个问题和前提。”

▲来源:郭源生在Sensor Shenzhen上的演讲

六、究竟做成什么样子才是各方期待的“传感谷”?

“传感谷”是郭源生针对国内外传感器产业的现状和存在问题,提出的战略构想,即:结合区域特征和优势,构建“双生态”产业链,组成国际传感器产业园——“传感谷”——聚集100余家以上的公司和科研院所组成特色产业集群或基地,涉及产业优势突出的专业传感器产品,形成年销售额1000亿元以上,并以年增长大于20%速度增长的国际化产业园区。

园区以敏感元器件为核心,智能化、网络化、模块化等集成应用为创新主体,物联网、智慧城市为应用目标的产业生态,同时创造政、产、学、研、用、服六维一体生态环境,形成传感器双生态产业体系,实现产业化集群式发展和行业振兴。

目前,全国各地发展传感器产业,大都围绕着智能传感器产业园建设这一策略进行。

郭源生称,中国从改革开放以来,对信息技术的发展,一直没有完整的、系统化的、长久的战略定位和顶层设计。特别是传感器行业,这是第三次信息化浪潮的关键,是产业数字化和数字产业化必须要解决的问题,那必须有一个整体发展战略。

“我经过很长时间的思考,传感器行业的一个显著特点是多品种、小批量,以小微型企业居多,因此存在许多与其他行业不同的发展困难需要解决。”

中国为什么要搞传感谷?

一个方面,是实现资源的集中管理,构建本地产业链和生态。

许多企业家搞技术出身,以自己的科研成果作为企业核心技术,进行创业。也有些企业从国外买来传感芯片,做应用的创新,开拓下游市场。这些企业都丰富了国产传感器产业,提升产业价值。

但这些企业在创业过程中,缺少传感器产业链和产业生态的支持,缺少相应的资源配置,导致许多传感器初创企业早期发展艰难。通过建立传感谷,就可以实现传感器资源、人才的集中,从而助力传感器企业的发展。

第二个方面,就是通过传感谷实现公共资源的配套,形成全行业全区域的公共资源的配置。

“譬如我这次去美国考察,发现在美国硅谷,我设计一款传感器的话,我有一个想法,在晚上我想明白了,第二天我就能联系到设计公司,器件结构谁来给我做,工艺怎么设计,流片在哪里,针对某个行业应用的结构设计怎么来弄,在硅谷就能实现全社会的公共配套。对于传感器企业来说,上下游产业链就在那里,可以找到并且为我所用。中国这方面就相对比较弱。”

所以中国要打造传感谷,就是为了营造这个生态,为中小企业,为小微型企业,为技术创新提供公共的服务平台。让他们的想法能快速落地,实现成果的转化。这就是当初我设计传感股的这个初衷和想法。”

目前中国各城市传感谷存在的突出问题是什么?

郭源生介绍,目前中国有17个城市在打造传感谷,这里面主要有三种类型,面临不同的问题。

第一类城市,有资源有产业链,围绕地方产业需求建设传感谷

首先第一种是一些头部城市,本地有高端制造、高端装备产业链,天然对传感器有庞大的需求。

“一些地方有高端装备,比方说我有医疗器械的产业链企业,后来我有中医药产业,那么打造传感谷,就围绕地方的产业定位和基础进行,适配地方的资源和需求,服务地方的产业发展,这是一类。”

郭源生称,这种城市建设传感谷相对容易,且更能取得发展成果,其主要面临的问题是如何正确选择传感器方向及进行资源的配套:

“这种情况发展传感谷相对容易,面临的问题主要是需要理解当地要投资什么样的资源,引入什么样的企业,发展什么样的产品,做什么样的协同——传感谷怎么跟地方的产业基础进行协同发展。然后把公共服务体系给它打造完毕,就可以快速形成的传感器双生态产业结构。”

第二类城市,有强大的资源配置,没有相关上下游产业链,不知道建设什么样的传感谷

第二种是有强大的资源配置,但不知道要什么,定位不明确,传感器产业太大,哪个敏感方向都想搞。同时不知道传感器的市场情况,仅仅认为它的前景很好,对于传感器发展的方向性并不清楚。

这种城市发展传感谷,就相对第一种难一些,但是它有相应的资源,资本,还有相应的资金和人才,只要做好完整的战略定位,就可以拉一个传感器产业链,很快的就能够实现在国际上或者在市场上的优势。

第三类城市,缺乏资源和产业链,看好传感器产业的热度

第三种城市仅仅看好传感器产业的热度,没有太多的资源,也没有下游的市场需求,更没有传感器的产业基础,本地也没有传感器企业,仅仅认为传感器概念好、未来发展好,就去投入建设传感谷,那就相对比较困难。

因为它只是凭着对传感器一个简单的认知和认识,只知道数字产业化,传感器是数据之母等概念,但没有深入的认识,不知道下一步怎么运作,缺乏的要素和资源特别多,这种城市是最难发展传感谷的。

中国各地传感器产业发展有快有慢,主要是这三种类型造成的差异。“但是目前来看,我们未来是可期的,未来一定会有一个地方,最后成为中国真正意义上的传感谷,能够在世界传感器领域里面占领一席之地,有一张闪亮的名片。这一天一定会有,这个地方也一定会产生的。但是在哪个地方,目前我们还在期待,目前还没有哪个地区优势特别明显,各地都还处于传感谷的早期认识阶段。

再发声:中国传感器产业亟需政策持续支持!

郭源生介绍,目前在中国的经济发展中,政策在市场发展过程中起主导性作用,因此,在传感器领域,同样需要政策的持续性支持。

“传感器行业里面,当然也需要政府的政策进行持续的支持,政策需要有专业性和精准性,要以问题为导向,要找准问题,然后做好战略定位和顶层设计。”

政策支持为什么对传感器产业很重要?

郭源生指出,传感器属于高精尖产业,门槛高、技术突破难度大、市场需要培育,通过政策的持续性支持有利于产业的突破。

“你看政府都支持了,说明这个产业还是可以的,那对市场就起到一个增强信心的作用。政府的少量的支持可以撬动市场的资本进入行业,或者进入具体的传感器企业里,这样的话也对于传感器企业来说也是一个好处。

传感器是数字经济的关键性产业,如果能够得到这样的支持,企业也对自己的发展能够树立信心,能够更有信心的来发展传感器产业。对数字的产业化是有益的,也是有很大的帮助,这里有一个拉动和牵引的作用。”

需要主导性行业应用拉动!未来国产传感器机会在哪里?

郭源生强调,国内传感器企业规模相对较小,对场景的描述还存在许多不足,国内需要发展传感器产业,就需要有主导性的行业应用去牵引和拉动。

从大型装备到家居家电的各种设备的升级和改造,将产生海量的传感器应用需求。当前,人工智能、自动驾驶、人机机器人等新兴产业,对传感器有着潜在的旺盛需求。

郭源生认为,未来大健康和智慧医疗,将是国产传感器的一个重要应用领域。

“大健康从官方的数据看,硬件有8到10万个亿的产值,整个产业都在智能化,传感器在这里面可以占到30%比重,这样一算的话,传感器在这里一年也有很大的一个规模,有二两万多亿的这么一个规模。

虽然大健康产业传感器市场规模庞大,但目前还没有国内传感器企业在这个领域形成规模,这个领域仍有待国产传感器企业的开拓。

除了市场规模庞大,大健康产业对传感器的需求也是多种多样、多元化的,需要不同的传感器企业来满足大健康产业的需要,不同层次、不同体量的传感器企业在大健康产业都有成长的机会。

“中国这么大的人口,2.97亿的老龄化人口,(服务机器人)要进入家庭。包括还有不同病种不同需求的智能终端,对传感器的需求太大了。这样就需要传感器企业与医学专家协同去共同描述一个场景,去解决一个病例,这也是一个跨学科的一个问题,多学科融合的一个问题。这样的话就可以把这产业能拉动起来。”

此外,大健康产业有望成为传感器的主流市场,在于其应用数量的海量,郭源生强调,面向个人或家庭的海量应用是传感器市场发展的关键。

“企业如果转向个人,转向以人为主导的业务,那就会形成真正意义上的规模。因为每一个人用的手机养活了多少大企业。如果智能家居与可穿戴设备融合在服务机器人上,一个服务机器要用几万只传感器,那这个市场规模就大了,我们国家就将近3亿个家庭,那你算算有3亿台机器人要进入家庭,这是一个很大的市场规模。”

结语

郭源生教授为我国传感器产业发展建言献策,是中国传感器产业“专家中的专家”,通过对郭源生教授的专访,我们了解当前中国传感器产业现状等许多尖锐问题。

当前,我国约67%的传感器依赖于进口,得益于近几年国产传感器产业的发展,呈同比例下降趋势。但在以“传感谷”为指导思想建设的各地传感器产业的发展,不如预期。

我国传感器产业仍存在认识不充分、扶持力度不足、显示度不高、市场对国产传感器不信任、原始创新能力不足、上下游产业脱节、缺乏场景化思维等关键问题,也存在内卷、恶性竞争、知识产权保护力度不足等产业现状。

未来,郭源生期望,通过传感谷、双生态体系的建设,有望推动国产传感器良性发展,让中国传感器能够在世界占领一席之地,有一张闪亮的名片。

作者: 传感器专家网, 来源:面包板社区

链接: https://mbb.eet-china.com/blog/uid-me-4014477.html

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