站在物聯(lián)網(wǎng)風(fēng)口中國傳感器產(chǎn)業(yè)能否彎道超車?

一部智能手機(jī)中要用到十幾種傳感器一部高檔汽車?yán)锟赡軕?yīng)用了幾百個(gè)傳感器一個(gè)現(xiàn)代化的智能工廠中用到的傳感器數(shù)量動(dòng)輒以萬計(jì)傳感器已經(jīng)滲透到人們生產(chǎn)生活的方方面面

賽迪顧問預(yù)測十三五期間我國傳感器市場年均復(fù)合增長率CAGR將達(dá)到31%以上而根據(jù)《第三次工業(yè)革命》和《零邊際成本社會(huì)》作者杰里米里夫金的大膽猜想到2030年時(shí)全球應(yīng)用的傳感器數(shù)量將從2013年的35億個(gè)突飛猛進(jìn)到超過100萬億個(gè)人與自然環(huán)境將通過傳感器緊密相連

傳感器是提升我國現(xiàn)代信息技術(shù)帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的最好突破口中國科學(xué)院院士中國科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所所長王曦表示在全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中傳感器整體起步較晚我國與國外的差距較小而現(xiàn)在正是由傳統(tǒng)向新型傳感器轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵階段布局得當(dāng)有可能實(shí)現(xiàn)彎道超車

中高端傳感器進(jìn)口占比達(dá)80%

據(jù)行業(yè)統(tǒng)計(jì)估算我國2014年敏感元件與傳感器銷售額突破1200億元;2015年需求量可達(dá)約652.9億個(gè)增長率高于18%銷售額將突破1300億元目前我國已有1700余家從事傳感器研制生產(chǎn)和應(yīng)用的企事業(yè)單位傳感器產(chǎn)品達(dá)到10大類42小類6000多個(gè)品種

中國傳感器產(chǎn)業(yè)已形成從技術(shù)研發(fā)設(shè)計(jì)生產(chǎn)到應(yīng)用的完整產(chǎn)業(yè)體系部分細(xì)分領(lǐng)域已躋身世界領(lǐng)先水平但就總體水平而言國內(nèi)的傳感器產(chǎn)品仍以中低端為主技術(shù)相對落后中國市場上的中高端傳感器進(jìn)口占比達(dá)80%數(shù)字化智能化微型化產(chǎn)品嚴(yán)重欠缺

國內(nèi)企業(yè)的產(chǎn)品主要集中在低端的壓力溫度應(yīng)變片等低附加值產(chǎn)品近年內(nèi)有幾家企業(yè)開始MEMS產(chǎn)品的生產(chǎn)其中麥克風(fēng)產(chǎn)品勢頭發(fā)展較好但其他如壓力加速度陀螺等也是比較低端得產(chǎn)品

清華大學(xué)微電子學(xué)研究所王喆垚教授在接受《中國電子報(bào)》記者采訪時(shí)表示與歐美日相比國內(nèi)在整個(gè)產(chǎn)業(yè)的各個(gè)環(huán)節(jié)都是落后的制造技術(shù)和封裝技術(shù)更加明顯基礎(chǔ)環(huán)節(jié)的問題解決不夠徹底原始性創(chuàng)新的產(chǎn)品少導(dǎo)致產(chǎn)品的附加值和市場份額都比較低

我國傳感器產(chǎn)業(yè)在發(fā)展過程中存在缺乏技術(shù)開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展專業(yè)人才行業(yè)文化與產(chǎn)業(yè)化不相適應(yīng)市場適應(yīng)性與擬合度不高而綜合成本過高與國際化市場對接能力不夠企業(yè)體制和機(jī)制嚴(yán)重制約等諸多問題從行業(yè)整體來看集中表現(xiàn)為一個(gè)‘散’字工業(yè)和信息化部電子元器件行業(yè)發(fā)展研究中心總工程師郭源指出

物聯(lián)網(wǎng)傳感器有望彎道超車

傳感器是物聯(lián)網(wǎng)感知層中的重要組成部分承擔(dān)著數(shù)據(jù)采集和傳輸?shù)闹厝?span id="dtq4jog" class="myIcon">是物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)和前提數(shù)據(jù)顯示全球物聯(lián)網(wǎng)市場規(guī)模在2025年有望達(dá)到11萬億美元相應(yīng)的傳感器市場也將達(dá)到數(shù)千億美元規(guī)模

王曦認(rèn)為整個(gè)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)都將得益于物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展雖然我國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)起步較晚但物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展不僅讓中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)有了更大的市場空間更是帶來了趕超國際先進(jìn)水平做到世界第一的機(jī)會(huì)

傳感器產(chǎn)業(yè)整體起步較晚我國與國外的差距較小而現(xiàn)在正是由傳統(tǒng)向新型傳感器轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵階段布局得當(dāng)有可能實(shí)現(xiàn)彎道超車

因?yàn)槲锫?lián)網(wǎng)所需的大量傳感器芯片只需完成簡單的數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)和傳輸這就要求芯片必須低功耗低價(jià)格借助現(xiàn)有的材料封裝技術(shù)這些性能在45nm芯片上即可完美呈現(xiàn)而我國在45nm左右制程和8寸晶圓上有成熟的產(chǎn)業(yè)布局隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展這些產(chǎn)能將得到最大程度的釋放

所以說一方面物聯(lián)網(wǎng)的超大規(guī)模市場將大大拉動(dòng)集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展;另一方面物聯(lián)網(wǎng)所需傳感器的特性也有望改變集成電路發(fā)展路徑讓現(xiàn)有制程的集成電路有了更多發(fā)揮的空間這對我國集成電路的發(fā)展是極大的機(jī)會(huì)

實(shí)際上傳感器產(chǎn)業(yè)不僅蘊(yùn)含著巨大的市場更是與國家信息安全緊密相關(guān)傳感器作為外界信息的重要來源和物聯(lián)網(wǎng)信息互聯(lián)的基礎(chǔ)也成為易受攻擊的環(huán)節(jié)之一若有閃失不僅可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)泄露和網(wǎng)絡(luò)入侵等問題更有可能將虛假數(shù)據(jù)傳入網(wǎng)絡(luò)沖擊后續(xù)所有應(yīng)用實(shí)現(xiàn)傳感器的自主可控和安全可靠也是保障我國信息安全不可缺失的重要一環(huán)

產(chǎn)業(yè)鏈需協(xié)調(diào)發(fā)展

專家指出由于傳感器產(chǎn)業(yè)橫跨多個(gè)領(lǐng)域長期以來分屬不同的行業(yè)及部門管理致使產(chǎn)業(yè)管理過于分散缺乏統(tǒng)一協(xié)調(diào)機(jī)制各行業(yè)主管部門所制定的傳感器產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策因管理范圍不同難免會(huì)有局限性國家長期以來出臺(tái)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策缺乏基于全產(chǎn)業(yè)鏈高度的戰(zhàn)略規(guī)劃無法滿足國內(nèi)高速發(fā)展的產(chǎn)業(yè)需求

為此郭源生建議政府應(yīng)對傳感器行業(yè)重新定位并確立發(fā)展目標(biāo)結(jié)合行業(yè)特征進(jìn)行頂層設(shè)計(jì)制定產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的中長期戰(zhàn)略規(guī)劃出臺(tái)具有延續(xù)性的產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)宏觀引導(dǎo)促進(jìn)產(chǎn)業(yè)協(xié)同創(chuàng)新能力的提升對行業(yè)進(jìn)行合理的結(jié)構(gòu)調(diào)整和產(chǎn)業(yè)布局為行業(yè)持續(xù)發(fā)展創(chuàng)造條件

針對行業(yè)的具體發(fā)展措施王喆垚表示由于傳感器種類多差異大因此難以通過一個(gè)代工廠的模式促進(jìn)整個(gè)行業(yè)的進(jìn)步從國外傳感器產(chǎn)業(yè)的發(fā)展來看主要的幾家企業(yè)都是從具體產(chǎn)品突破包括設(shè)計(jì)制造封裝信號(hào)處理等由一個(gè)企業(yè)把整個(gè)技術(shù)鏈吃透然后圍繞著基于類似技術(shù)的產(chǎn)品再逐漸擴(kuò)大產(chǎn)品種類和規(guī)模盡管也有少數(shù)企業(yè)如美國的Invensense等自己沒有生產(chǎn)線完全依靠代工成長為大型企業(yè)但他們在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和封裝方面有原始性的創(chuàng)新才能得以發(fā)展

王喆垚強(qiáng)調(diào)如果在設(shè)計(jì)制造和封裝環(huán)節(jié)沒有獨(dú)特的創(chuàng)新技術(shù)就必須把制造工藝噪聲抑制封裝和讀出電路等主要技術(shù)環(huán)節(jié)充分掌握和突破然后才可以依靠成本優(yōu)勢進(jìn)行競爭;高附加值的產(chǎn)品則必須依靠原始性的創(chuàng)新包括設(shè)計(jì)制造和封裝等一個(gè)或多個(gè)環(huán)節(jié)

研發(fā)投入也是傳感器產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一大痛點(diǎn)傳感器與傳統(tǒng)IC的重大區(qū)別在于多種類和個(gè)性化不同的器件之間沒有完全標(biāo)準(zhǔn)的工藝涉及不同的參量導(dǎo)致每個(gè)系列的產(chǎn)品都要從前端研發(fā)重新投入因此前期研發(fā)需要大量的資金與時(shí)間同時(shí)中高端的MEMS器件良品率約為70%～80%需要通過大量數(shù)據(jù)來穩(wěn)定一個(gè)工藝長期的改進(jìn)和磨合工藝也需要持續(xù)投入

對此北京大學(xué)微納電子學(xué)研究院主任廖懷林向《中國電子報(bào)》記者建議應(yīng)建立中立的無依托單位的國家傳感器研發(fā)中心由國家基金風(fēng)險(xiǎn)基金企業(yè)投資進(jìn)行完全市場化運(yùn)作重點(diǎn)解決企業(yè)研發(fā)能力弱研發(fā)投入不足或者風(fēng)險(xiǎn)高科研單位技術(shù)轉(zhuǎn)移困難等問題

相關(guān)項(xiàng)目可按照一定比例投入如企業(yè)和研發(fā)中心1:10企業(yè)可以獲得項(xiàng)目產(chǎn)業(yè)化的優(yōu)先權(quán)研發(fā)中心在企業(yè)有盈利的情況下可以通過產(chǎn)業(yè)授權(quán)獲得回報(bào)廖懷林提出項(xiàng)目既可以是由研發(fā)中心通過自己的技術(shù)委員會(huì)遴選的也可以來自企業(yè)委托或者是由科研單位轉(zhuǎn)入的成套技術(shù)而且不妨讓科研單位人員保留人事關(guān)系帶著技術(shù)到研發(fā)中心組織產(chǎn)業(yè)化開發(fā)