传感器的瓶颈 浅析丨为什么我国传感器会遇到瓶颈

浅析丨为什么我国传感器会遇到瓶颈

传感器作为现代科技的前沿技术，与通信技术、计算机技术构成信息产业的三大支柱之一。

全球各国都极为重视传感器制造行业的发展，投入了大量资源予以支持。全球的传感器市场在不断变化的创新之中呈现出快速增长的趋势。

传感器领域的主要技术将在现有基础上予以延伸和提高，各国将竞相加速新一代传感器的开发和产业化，竞争也将日益激烈。

据前瞻产业研究院统计数据显示，当前全球传感器市场规模已经超过400亿美元，预计到2020年全球传感器市场规模接近600亿美元。截止到2018年，我国传感器市场规模约为1472亿元左右。

浅析丨为什么我国传感器会遇到瓶颈

根据相关机构预测：预测2019年我国传感器市场规模将达1660亿元左右。2021年我国传感器市场规模突破2000亿元，并预测在2023年我国传感器市场规模增长至2580亿元左右，2019-2023年均复合增长率约为11.65%。

从传感器种类来看，流量传感器、压力传感器、温度传感器占据最大的市场份额，分别占21%、19%、14%。从应用领域来看，工业、汽车电子、通信电子、消费电子四部分是传感器最大的市场。国内工业和汽车电子产品领域的传感器占比约42%左右。

目前中国车用MEMS产业已经成为整个MEMS传感器产业增长速度最快的领域。2016年-2019年期间，预计汽车智能传感器市场复合年增长率6.5%，到2020年，市场规模将达到93亿美元。

我国传感器行业发展痛点分析

关键技术有待突破：目前，国内传感器在高精度、高敏感度分析、成分分析和特殊应用等高端方面与国际水平差距巨大，传感器芯片市场国有化率不足10%，中高档传感器产品几乎完全从国外进口，绝大部分芯片依赖国外，国内缺乏对新原理、新器件和新材料传感器的研发和产业化能力。

企业竞争实力不足：一方面，我国的传感器企业虽然数量众多，但大部分都属于中小型企业，且大都面向中低端领域，基础薄弱，研究水平不高，整体规模及效益较差。

另一方面，许多企业都是引用国外的芯片加工，自主创新能力薄弱，自主研发的产品较少，产品结构缺乏合理性，在高端领域几乎没有市场份额。

其次，企业的技术实力较弱，很多是与国外合作或进行二次封装，已经突破的科研成果转化率低，产业发展后劲不足，综合实力较低。

其它痛点：产品品种不全、规格少，系列不全，新品欠缺，技术指标不高;科技创新差，拥有自主知识产权的产品少;工艺装备落后，产品质量差;人才资源匮乏，产业发展后劲不足;统筹规划不足，科研投资强度偏低，科研设备落后，科研和生产脱节;相关部门对传感器技术重要性的认识滞后于计算机技术和通讯技术等。

正因此，美国、日本、德国占据全球传感器市场近七成份额，而我国仅占到10%左右。

我国的传感器产业如何突破发展瓶颈?

利好政策推动行业快速发展：多项战略性、指导性政策文件，推动我国传感器及物联网产业向着融合化、创新化、生态化、集群化方向加快发展。

下游应用发展迅速，带动传感器需求：传感器应用范围涵盖工业、汽车电子、消费电子、物联网等多个领域，下游应用的蓬勃发展将提高对信息感知的需求，带动传感器的需求增加。

我国传感器朝着“四化”方向发展，有望实现弯道超车：传感器系统向着微小型化、智能化、多功能化和网络化的方向发展，我国企业仍有弯道超车的机会。

产业集群化发展：我国传感器企业正努力追赶国外企业，并出现了区域性的传感器企业集群。当前传感器的生产企业主要集中在长三角地区，并逐渐形成以北京、上海、南京、深圳、沈阳和西安等中心城市为主的区域空间布局。其中，主要传感器企业有接近一半的比例分布在长三角地区，其他依次为珠三角、京津地区、中部地区及东北地区等。

其中，长三角区域逐渐形成了包括热敏、磁敏、图像、称重、光电、温度、气敏等较为完备的传感器生产体系及产业配套;珠三角区域形成了以热敏、磁敏、称重、超声波为主的传感器产业体系;东北地区主要生产MEMS力敏传感器、气敏传感器、湿度传感器;京津区域及中部地区则以产学研紧密结合的模式发展，主要集中于新型传感器的研发创新。

在各种新兴科学技术呈辐射状广泛渗透的当今社会，随着智能时代逐渐到来，作为现代科学“耳目”的传感器，成为人们快速获取、分析和利用有效信息的基础，传感器将变得愈加不可替代。

2019世界智能制造大会｜中国工程院院士尤政：核心传感器 亟待突破发展瓶颈

制造业是国民经济的主体，是立国之本、兴国之器、强国之基。在经济发展新常态下，要推进中国制造向中国创造转变、中国速度向中国质量转变、中国产品向中国品牌转变。

10月17-19日，由江苏省人民政府、工业和信息化部、中国工程院、中国科学技术协会共同主办的2019世界智能制造大会 在南京国际博览会议中心举行。本届大会以“智能新视界 工业新未来 ”为主题，来自德国、美国、日本、瑞典、法国、加拿大等20多个国家和地区的300余名重要嘉宾参会，包括中外院士20人，智能制造领域专家124人，机构代表46人，产业界领袖168人，吸引了近2000家企业参会参展。

中国工程院院士、清华大学副校长尤政 受邀出席本次大会高峰论坛并作主题演讲，与全球“大咖”同台论“智”。尤政表示，传感器是智能化技术的重要组成，将支撑智能化技术的发展。

以下是尤政的演讲精撷（根据现场速记整理，未经本人审阅）：

制造需要数字化、网络化、智能化

新一代智能制造与新的技术革命相关联，而新一代技术革命为工业革命提供了四大动力，即信息技术在增长，数字化、网络化速度在普及和应用，系统集成式创新不断出现，以及人工智能技术取得了战略性突破。新一轮技术革命改变着生产方式和生活方式。

我理解的智能制造是一个大概念，是一个不断演进的大系统，体现着新一代技术的融合，贯穿整个制造的方方面面。从产品设计、制造到产品到达客户手上，整个过程都需要数字化、网络化和智能化。这是一个全生命周期的的过程，体现了制造业创新、绿色、协调、开放、共享发展的理念。

新一代智能制造发展有两个背景：一方面，制造业转型升级的强烈技术需求；另一方面，新一轮技术革命和产业革命带来的历史性机遇。信息技术方面，互联网超级计算机，大数据、云计算，物联网等群体技术实现重要的突破。

同时，人工智能技术本身的进步是智能制造的一项核心技术依靠。而智能制造核心技术已经经历了三个时代，第一是机器替代人，做人不想干的活；第二是机器按照人的指令工作；第三是在信息系统中增加了认知和学习功能，而认知和学习功能依赖于传感技术。

传感器技术是信息技术三大支柱之一

在工业强基计划中，基础零部件、基础材料和基础工业是最重要的，而基础零部件中传感器是重中之重，传感器往往被人称之为是工业的基石、性能的关键和发展的瓶颈。

作为信息技术三大支柱技术之一，传感器技术是信息交流的窗口。评价一个系统的水平高低，采用传感器的多少是一项重要指标。从传统分离机器到微基电系统，再到智能传感器，传感技术本身发展非常迅速。特别是集成电路的两个方向：一个方向做得越来越细，到几个纳米的线宽，超过摩尔定律；另一个方向是微系统，把传感器、执行器与集成电路和软件相结合，这也是重要的发展方向，从模块化、小型化一直到芯片化。

微传感系统的内涵，已从两维制造变成了三维制造，并融入了人工智能和软件新理念。同时，物理系统CPS对传感器提出了很多需求，比如对环境的控制、对生产管理的需求等。传统制造业中，有对加工过程的监控，对温度、机床刚度等进行检测，而这些数据为智能制造提供了很好的支撑技术。以往单一传感器无法解决的问题，可通过多传感器信息的融合，提供解决复杂问题的技术路径。

众所周知，工业机器人技术是智能制造中最核心的技术，而这项技术对传感器的需求也非常之大。据初步统计，每一台机器人大概需要100多个传感器，同时，这些传感器有小型化、高可靠、低成本等特征，而微系统的传感器是最好的解决方案。

传感器将改变我们的生活

在日常生活中，传感器也发挥着重要作用。

以智能网联汽车为例，一辆智能汽车需要200多个传感器，网联汽车还需要激光、雷达等高价值的传感器。在汽车传感器中，能用微系统做的大概占到80%，这就意味着，汽车智能化对传感器有很强的依赖性。

在提高生活质量方面，智能化产品也提供了解决方案。医疗仪器从台式到便携式，再到穿戴式或植入式是一个巨大的进步，这其中主要需要微传感技术。以糖尿病为例，我们可以植入血糖的监测仪，根据血糖高低，自动注入胰岛素使人体内部的血糖达到一个平衡点。这不仅有效解决人的痛苦，也创造了市场价值，并真正实现人机融合。

总之，未来传感器应该成为智能化技术的重要组成部分，支撑着智能化技术的发展，也希望整个制造领域在关心系统智能化的同时，注重核心技术突破，特别是传感技术的突破。

来源：世界智能制造大会

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