傳感器與通信、計算機(jī)并稱為現(xiàn)代信息技術(shù)三大支柱,傳感器技術(shù)的優(yōu)劣成為衡量一個國家科技水平和是否處在國際戰(zhàn)略競爭制高點(diǎn)的重要標(biāo)志。歷經(jīng)多次技術(shù)迭代,基于先進(jìn)半導(dǎo)體技術(shù)的智能傳感器因具有小體積、低成本、高精度、高可靠性和高集成度等顯著優(yōu)勢脫穎而出,但我國高端傳感器產(chǎn)品領(lǐng)域?qū)M(jìn)口依賴度在95%以上,且我國智能傳感器技術(shù)與國際先進(jìn)水平存在至少1代至2代的代差,部分重要技術(shù)、產(chǎn)品對我國封鎖禁運(yùn)。在今年全國兩會召開之際,全國人大代表、重慶四聯(lián)傳感器技術(shù)有限公司董事長向曉波就智能傳感器國產(chǎn)化問題接受了《中國企業(yè)報》記者專訪,并具體談及三個方面。
智能傳感器產(chǎn)業(yè)亟須重點(diǎn)關(guān)注 因產(chǎn)業(yè)規(guī)模較小、市場起步較晚且集中度較低、與傳統(tǒng)傳感器產(chǎn)業(yè)混淆以及傳感器的部件類產(chǎn)品等特點(diǎn),智能傳感器產(chǎn)業(yè)未受到充分重視。作為智能制造、物聯(lián)網(wǎng)、國防軍工等眾多領(lǐng)域的根本基礎(chǔ),智能傳感器產(chǎn)業(yè)發(fā)展成敗直接關(guān)乎產(chǎn)業(yè)發(fā)展質(zhì)量,需高度重視、重點(diǎn)關(guān)注。
(一)智能傳感器產(chǎn)業(yè)具有高度戰(zhàn)略性和協(xié)同性。智能傳感器廣泛應(yīng)用于國家信息通訊、航空航天和國防安全等涉及國防與信息安全等領(lǐng)域,其自主可控直接關(guān)系到我國國防、產(chǎn)業(yè)和信息安全。傳感器在民用領(lǐng)域無處不在,且作為制造業(yè)智能化升級以及物聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)等新興產(chǎn)業(yè)的重要基礎(chǔ)器件,直接影響相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
(二)智能傳感器技術(shù)已經(jīng)成為國際搶灘的科技制高點(diǎn)。歐美發(fā)達(dá)國家均高度重視該領(lǐng)域頂層規(guī)劃設(shè)計,從上世紀(jì)80年代至今,均將傳感器技術(shù)發(fā)展列入中長期發(fā)展規(guī)劃和重點(diǎn)科技計劃,持續(xù)性地投入大量人力、物力、財力支持相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。拜登當(dāng)選美國總統(tǒng)后擬釆取聯(lián)合歐盟、日本等盟國制衡我國,實(shí)施更為“協(xié)同”的技術(shù)封鎖策略,而當(dāng)前我國智能傳感器中約45%由日本和歐洲國家進(jìn)口,“禁運(yùn)”風(fēng)險升高。
(三)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展初期特征和矛盾明顯,傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)粗放式發(fā)展道路不適合智能傳感器產(chǎn)業(yè)發(fā)展。戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展之初往往都要面臨需求模糊、與傳統(tǒng)技術(shù)PK、市場叫好不叫座的窘境,且整體呈現(xiàn)“小散弱”,產(chǎn)業(yè)規(guī)模難以短時間做大,產(chǎn)業(yè)配套更難惠及。
科研成果難以轉(zhuǎn)化為實(shí)際生產(chǎn) 按照“產(chǎn)業(yè)破局,科技先行”的發(fā)展思路,當(dāng)前我國智能傳感器產(chǎn)業(yè)在科技創(chuàng)新能力建設(shè)方面主要存在以下問題:
(一)科技研發(fā)體系化不強(qiáng),學(xué)科、實(shí)驗(yàn)室等基礎(chǔ)配套比較薄弱。科技研發(fā)的“自由探索”多、“統(tǒng)籌布局”少,“點(diǎn)的突破”多、“系統(tǒng)協(xié)同”少,“分散重復(fù)”多、“鏈條合力”少,“科技論文”多、“實(shí)用產(chǎn)品”少的現(xiàn)象比較明顯,尚未形成完整的技術(shù)研發(fā)體系。大學(xué)學(xué)科建設(shè)相對落后,專業(yè)人才供給嚴(yán)重不足。且科研與產(chǎn)業(yè)存在明顯脫節(jié),科技工作存在盲目追蹤國際熱點(diǎn)、研究重復(fù)性高、脫離產(chǎn)業(yè)需求等問題。此外,產(chǎn)業(yè)集群、基地等科技供給能力有待提升。
(二)核心制造裝備嚴(yán)重缺失,在線檢測設(shè)備配套能力差。我國傳感器產(chǎn)業(yè)鏈的生態(tài)不完善,核心難點(diǎn)在于核心制造裝備的國產(chǎn)化替代能力不足,高端傳感器生產(chǎn)線的核心裝備國產(chǎn)化率不足10%,,總體技術(shù)能力尚落后國際領(lǐng)先水平10年以上。
2020年工信部產(chǎn)業(yè)發(fā)展促進(jìn)中心對重慶3條半導(dǎo)體工藝線中的在線測試設(shè)備測算結(jié)果顯示,該生產(chǎn)線核心制造裝備和測試設(shè)備要依靠從美國、日本、德國進(jìn)口,分別占比65%、18%和10%。另外,由美國供應(yīng)商壟斷供貨,無其他國家可替代的儀器儀表品種多達(dá)42種。
(三)專用芯片全面依賴進(jìn)口,基礎(chǔ)軟件與設(shè)計能力缺位。國內(nèi)高端MEMS傳感器芯片95%依賴進(jìn)口。盡管專用芯片是我國芯片產(chǎn)業(yè)破局發(fā)展的重要方向,但是由于傳感器門類繁多、批量小、差異化大的特點(diǎn)和國內(nèi)廠商系統(tǒng)化正向設(shè)計能力和系統(tǒng)配套能力的不足,導(dǎo)致專用芯片研發(fā)難度很大。
全球排名前五的芯片設(shè)計軟件公司都是美國公司,約占全球市場95%。在傳感器工藝和材料設(shè)計cad軟件上,僅美國的ConventorWare和IntelliSuite兩個軟件就占據(jù)了國內(nèi)市場90%以上的份額,底層設(shè)計上對國外軟件的依賴,更是進(jìn)一步加劇了國產(chǎn)智能傳感器產(chǎn)業(yè)發(fā)展“步步卡、處處卡”的局面。
(四)工藝材料嚴(yán)重依賴進(jìn)口,敏感材料研究與產(chǎn)業(yè)脫節(jié)。經(jīng)測算,半導(dǎo)體傳感器生產(chǎn)材料大多需要從美國、日本等國進(jìn)口,約35種材料完全依賴美國進(jìn)口,僅約70種原材料可能國產(chǎn)替代,而先進(jìn)的光學(xué)材料、高分子材料等核心材料則完全無法替代。
“十三五”期間,我國在新型二維敏感材料、復(fù)合感知材料、結(jié)構(gòu)功能一體化材料方面基礎(chǔ)研發(fā)加速,石墨烯等新型材料研究取得舉世矚目的成績,但在需求迫切的傳感器產(chǎn)業(yè)中卻鮮有應(yīng)用,新型材料科研與產(chǎn)業(yè)鏈實(shí)際需求脫節(jié)嚴(yán)重,科研成果難以轉(zhuǎn)化為實(shí)際生產(chǎn)。
需堅(jiān)持以產(chǎn)業(yè)需求為牽引,以科技創(chuàng)新為驅(qū)動 未來5年,產(chǎn)業(yè)發(fā)展需堅(jiān)持以產(chǎn)業(yè)需求為牽引,以科技創(chuàng)新為驅(qū)動,推動產(chǎn)業(yè)全面創(chuàng)新,完成我國智能傳感器產(chǎn)業(yè)的初期建設(shè)。
(一)強(qiáng)化產(chǎn)業(yè)規(guī)劃布局,制定產(chǎn)業(yè)科技發(fā)展路線圖。明確智能傳感器戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)定位,堅(jiān)持圍繞產(chǎn)業(yè)鏈部署創(chuàng)新鏈,圍繞創(chuàng)新鏈布局產(chǎn)業(yè)鏈,找準(zhǔn)政策著力點(diǎn),持續(xù)發(fā)力,形成系統(tǒng)優(yōu)勢。抓緊開展產(chǎn)業(yè)科技發(fā)展路線圖研究,堅(jiān)持問題導(dǎo)向,系統(tǒng)規(guī)劃未來5年至10年發(fā)展重點(diǎn),明確未來3年至5年重點(diǎn)攻關(guān)方向、實(shí)施路線及配套措施。
(二)聚焦核心關(guān)鍵領(lǐng)域,實(shí)施國產(chǎn)替代“備胎計劃”。產(chǎn)業(yè)部門牽頭組織實(shí)施智能傳感器科技研發(fā)計劃,加大國有資金的前瞻性投入力度,梳理我國傳感器短板缺項(xiàng)。以揭榜掛帥等方式,針對性地布局組織科研攻關(guān),用3年到5年時間實(shí)現(xiàn)核心“卡脖子”技術(shù)、產(chǎn)品基本具備國產(chǎn)化的替代能力。高度重視科研與產(chǎn)業(yè)銜接,推動科技成果轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化,避免重復(fù)建設(shè)。
(三)堅(jiān)持有所為有所不為,圍繞重點(diǎn)領(lǐng)域構(gòu)建可持續(xù)研發(fā)能力。民口領(lǐng)域聚焦飛機(jī)船舶、軌道交通、新能源及網(wǎng)聯(lián)汽車、芯片制造、醫(yī)療裝備、環(huán)境實(shí)時檢測、化工冶金等大型生產(chǎn)線在線監(jiān)測,以及農(nóng)用機(jī)械等重要性大、緊迫度高、技術(shù)擴(kuò)散力強(qiáng)的重點(diǎn)領(lǐng)域,建立用戶牽頭、政產(chǎn)學(xué)研用深度協(xié)同的創(chuàng)新組織方法,形成比較穩(wěn)定、可持續(xù)、可迭代的自主創(chuàng)新能力。
(四)開展產(chǎn)業(yè)學(xué)院建設(shè),構(gòu)建科技研發(fā)公共服務(wù)體系。率先在部屬院校中探索開展智能傳感器現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)學(xué)院建設(shè),鼓勵與科技型企業(yè)合作和國際合作,拓寬海外優(yōu)質(zhì)師資、生源引進(jìn)渠道,優(yōu)化學(xué)科設(shè)置。以“強(qiáng)基工程”為抓手,支持有關(guān)地方、企業(yè)、機(jī)構(gòu)建設(shè)開放共享的實(shí)驗(yàn)平臺,盡快補(bǔ)齊科技基礎(chǔ)配套設(shè)施短板。建立健全標(biāo)準(zhǔn)體系,規(guī)范開展創(chuàng)新技術(shù)和產(chǎn)品的驗(yàn)證認(rèn)證,推動國產(chǎn)品在實(shí)際應(yīng)用中不斷迭代。
(五)培育優(yōu)質(zhì)龍頭企業(yè),打造現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)集群。根據(jù)傳感器分類,依托江蘇、安徽、河南、重慶等現(xiàn)有集群基礎(chǔ),打造各有專業(yè)側(cè)重的現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)集群。實(shí)施科技創(chuàng)新引領(lǐng)戰(zhàn)路,支持產(chǎn)業(yè)集群建設(shè)國家或省部級實(shí)驗(yàn)室及聯(lián)合研發(fā)機(jī)構(gòu);央地合作,著力培育“一流專業(yè)企業(yè)”、聚力突破“一流型號產(chǎn)品”,打造具有國際競爭力的IDM企業(yè);創(chuàng)新區(qū)域內(nèi)產(chǎn)業(yè)投融資機(jī)制,強(qiáng)化產(chǎn)業(yè)國際合作。逐步形成國內(nèi)大循環(huán)為主體,國內(nèi)國際雙循環(huán)的良性格局。