傳感器與通信、計算機并稱(chēng)為現代信息技術(shù)三大支柱,傳感器技術(shù)的優(yōu)劣成為衡量一個(gè)國家科技水平和是否處在國際戰略競爭制高點(diǎn)的重要標志。歷經(jīng)多次技術(shù)迭代,基于先進(jìn)半導體技術(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(zhù)優(yōu)勢脫穎而出,但我國高端傳感器產(chǎn)品領(lǐng)域對進(jìn)口依賴(lài)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。在今年全國兩會(huì )召開(kāi)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(cháng)向曉波就智能傳感器國產(chǎn)化問(wèn)題接受了《中國企業(yè)報》記者專(zhuān)訪(fǎng),并具體談及三個(gè)方面。
智能傳感器產(chǎn)業(yè)亟須重點(diǎn)關(guān)注 因產(chǎn)業(yè)規模較小、市場(chǎng)起步較晚且集中度較低、與傳統傳感器產(chǎn)業(yè)混淆以及傳感器的部件類(lèi)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,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)具有高度戰略性和協(xié)同性。智能傳感器廣泛應用于國家信息通訊、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(wú)處不在,且作為制造業(yè)智能化升級以及物聯(lián)網(wǎng)、車(chē)聯(lián)網(wǎng)等新興產(chǎn)業(yè)的重要基礎器件,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)達國家均高度重視該領(lǐng)域頂層規劃設計,從上世紀80年代至今,均將傳感器技術(shù)發(fā)展列入中長(cháng)期發(fā)展規劃和重點(diǎn)科技計劃,持續性地投入大量人力、物力、財力支持相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。拜登當選美國總統后擬釆取聯(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,而當前我國智能傳感器中約45%由日本和歐洲國家進(jìn)口,“禁運”風(fēng)險升高。
(三)戰略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展初期特征和矛盾明顯,傳統產(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、與傳統技術(shù)PK、市場(chǎng)叫好不叫座的窘境,且整體呈現“小散弱”,產(chǎn)業(yè)規模難以短時(shí)間做大,產(chǎn)業(yè)配套更難惠及。
科研成果難以轉化為實(shí)際生產(chǎn) 按照“產(chǎn)業(yè)破局,科技先行”的發(fā)展思路,當前我國智能傳感器產(chǎn)業(yè)在科技創(chuàng )新能力建設方面主要存在以下問(wèn)題:
(一)科技研發(fā)體系化不強,學(xué)科、實(shí)驗室等基礎配套比較薄弱??萍佳邪l(fā)的“自由探索”多、“統籌布局”少,“點(diǎn)的突破”多、“系統協(xié)同”少,“分散重復”多、“鏈條合力”少,“科技論文”多、“實(shí)用產(chǎn)品”少的現象比較明顯,尚未形成完整的技術(shù)研發(fā)體系。大學(xué)學(xué)科建設相對落后,專(zhuān)業(yè)人才供給嚴重不足。且科研與產(chǎn)業(yè)存在明顯脫節,科技工作存在盲目追蹤國際熱點(diǎn)、研究重復性高、脫離產(chǎn)業(yè)需求等問(wèn)題。此外,產(chǎn)業(yè)集群、基地等科技供給能力有待提升。
(二)核心制造裝備嚴重缺失,在線(xiàn)檢測設備配套能力差。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(xiàn)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條半導體工藝線(xiàn)中的在線(xiàn)測試設備測算結果顯示,該生產(chǎn)線(xiàn)核心制造裝備和測試設備要依靠從美國、日本、德國進(jìn)口,分別占比65%、18%和10%。另外,由美國供應商壟斷供貨,無(wú)其他國家可替代的儀器儀表品種多達42種。
(三)專(zhuān)用芯片全面依賴(lài)進(jìn)口,基礎軟件與設計能力缺位。國內高端MEMS傳感器芯片95%依賴(lài)進(jìn)口。盡管專(zhuān)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(mén)類(lèi)繁多、批量小、差異化大的特點(diǎn)和國內廠(chǎng)商系統化正向設計能力和系統配套能力的不足,導致專(zhuān)用芯片研發(fā)難度很大。
全球排名前五的芯片設計軟件公司都是美國公司,約占全球市場(chǎng)95%。在傳感器工藝和材料設計cad軟件上,僅美國的ConventorWare和IntelliSuite兩個(gè)軟件就占據了國內市場(chǎng)90%以上的份額,底層設計上對國外軟件的依賴(lài),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)工藝材料嚴重依賴(lài)進(jìn)口,敏感材料研究與產(chǎn)業(yè)脫節。經(jīng)測算,半導體傳感器生產(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(lài)美國進(jìn)口,僅約70種原材料可能?chē)a(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(wú)法替代。
“十三五”期間,我國在新型二維敏感材料、復合感知材料、結構功能一體化材料方面基礎研發(fā)加速,石墨烯等新型材料研究取得舉世矚目的成績(jì),但在需求迫切的傳感器產(chǎn)業(yè)中卻鮮有應用,新型材料科研與產(chǎn)業(yè)鏈實(shí)際需求脫節嚴重,科研成果難以轉化為實(shí)際生產(chǎn)。
需堅持以產(chǎn)業(yè)需求為牽引,以科技創(chuàng )新為驅動(dòng) 未來(lái)5年,產(chǎn)業(yè)發(fā)展需堅持以產(chǎn)業(yè)需求為牽引,以科技創(chuàng )新為驅動(dòng),推動(dòng)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。
(一)強化產(chǎn)業(yè)規劃布局,制定產(chǎn)業(yè)科技發(fā)展路線(xiàn)圖。明確智能傳感器戰略性新興產(chǎn)業(yè)定位,堅持圍繞產(chǎn)業(yè)鏈部署創(chuàng )新鏈,圍繞創(chuàng )新鏈布局產(chǎn)業(yè)鏈,找準政策著(zhù)力點(diǎn),持續發(fā)力,形成系統優(yōu)勢。抓緊開(kāi)展產(chǎn)業(yè)科技發(fā)展路線(xiàn)圖研究,堅持問(wèn)題導向,系統規劃未來(lái)5年至10年發(fā)展重點(diǎn),明確未來(lái)3年至5年重點(diǎn)攻關(guān)方向、實(shí)施路線(xiàn)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(mén)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。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(shí)間實(shí)現核心“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(dòng)科技成果轉移轉化,避免重復建設。
(三)堅持有所為有所不為,圍繞重點(diǎn)領(lǐng)域構建可持續研發(fā)能力。民口領(lǐng)域聚焦飛機船舶、軌道交通、新能源及網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)、芯片制造、醫療裝備、環(huán)境實(shí)時(shí)檢測、化工冶金等大型生產(chǎn)線(xiàn)在線(xiàn)監測,以及農用機械等重要性大、緊迫度高、技術(shù)擴散力強的重點(diǎn)領(lǐng)域,建立用戶(hù)牽頭、政產(chǎn)學(xué)研用深度協(xié)同的創(chuàng )新組織方法,形成比較穩定、可持續、可迭代的自主創(chuàng )新能力。
(四)開(kāi)展產(chǎn)業(yè)學(xué)院建設,構建科技研發(fā)公共服務(wù)體系。率先在部屬院校中探索開(kāi)展智能傳感器現代產(chǎn)業(yè)學(xué)院建設,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)科設置。以“強基工程”為抓手,支持有關(guān)地方、企業(yè)、機構建設開(kāi)放共享的實(shí)驗平臺,盡快補齊科技基礎配套設施短板。建立健全標準體系,規范開(kāi)展創(chuàng )新技術(shù)和產(chǎn)品的驗證認證,推動(dòng)國產(chǎn)品在實(shí)際應用中不斷迭代。
(五)培育優(yōu)質(zhì)龍頭企業(yè),打造現代產(chǎn)業(yè)集群。根據傳感器分類(lèi),依托江蘇、安徽、河南、重慶等現有集群基礎,打造各有專(zhuān)業(yè)側重的現代化產(chǎn)業(yè)集群。實(shí)施科技創(chuàng )新引領(lǐng)戰路,支持產(chǎn)業(yè)集群建設國家或省部級實(shí)驗室及聯(lián)合研發(fā)機構;央地合作,著(zhù)力培育“一流專(zhuān)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 )新區域內產(chǎn)業(yè)投融資機制,強化產(chǎn)業(yè)國際合作。逐步形成國內大循環(huán)為主體,國內國際雙循環(huán)的良性格局。