本文來源：《中國高科技》

原文標題：我國智能傳感器技術與產業化發展問題思考和解析

作者：郭源生、胡瑜

摘要 ：信息技術是由采集、傳輸和處理，即傳感器、通信和計算機技術構成。隨著大數據、高算力、大模型等技術的融合，以及人工智能的到來，傳感器的重要性更顯突出。如何以半導體 MEMS 工藝技術為主線，敏感機理為基礎，構建完整產業鏈，形成政、產、學、研、用、服六維一體的“雙生態”產業協同體系，是傳感器產業化發展的當務之急。

2020 年《中國傳感器（技術、產業）發展藍皮書》中特 別提到：“國內中高端傳感器進口占比達 80%，傳感器芯片進口更是高達 90%，國產化缺口巨大，產業整體偏弱。國家 重大裝備所需的數字化、智能化、微型化等產品嚴重短缺， 高端產品主要依賴進口”。

近年來，許多專家、院士紛紛建 言獻策，全國各地在推進以智能傳感產業園為主體暨“傳感 谷”的建設風起云涌 , 似乎一夜之間，傳感器產業由陽光明媚、百花齊放的“春天”，迅速步入了烈日炎炎、驕陽似火 的“夏天”。

1 傳感器與信息技術

時下，隨著大數據、高算力、大模型等技術融合創新， 第四次信息化浪潮陡然興起，人類全面步入人工智能新時代。第四次信息化浪潮意在使系統功能從感知邁向認知，即在多維度、復雜場景下的顛覆性技術。信息化浪潮主題、持續時長與趨勢圖如圖 1 所示。

由圖 1 可以看出，通過前三次信息化浪潮，信息技術完成了從數據信息處理、通信、采集等完整的系統基礎。后續的信息化浪潮也都建立在數據基礎上，數據就像人體的血液一樣，成為系統的命脈與核心。所用的數據由少到多、由單一到繁雜，對感知技術即傳感器技術的依賴性越來越明顯。

傳感器作為數據信息獲取的唯一功能器件，被稱為“數據之母”，提供著系統的控制、處理、決策、執行所必需的原始數據，是產業數字化和數字產業化的聚焦點。在現代控制系統中處于連接被測對象和測試系統的接口位置，構成了信息交互的主要“窗口”，直接影響和決定著系統的功能。

形象地比喻：如果把人體視為一個完整的信息系統，那么，計算機就是“大腦”，通信是“神經”，傳感器就是“五官”與“皮膚”，感知著一切環境數據信息，是獲取外界一切信息的源頭。

在制造業生產中，許多過程控制系統的多項功能，都因場景復雜、數據信息無法獲取而難以實現，成為影響系統功能的最大障礙，使得很多“智能”變得“只能”，“智慧”成為“只會”或“智障”。可以毫不夸張地講，沒有傳感器，萬物互聯無從談起。

2 產業現狀與問題分析

2.1存在的問題

縱觀產業發展歷史，可以清楚地看到，我國傳感器市場需求長期依賴于進口，主要成因有以下 7 個方面：

（1）缺乏深刻理解和充分認識。沒有戰略定位和頂層設計，并未賦予它應有的戰略高度和相應的地位，屬于“被遺忘的角落”。

（2）缺乏相應和持續性的產業政策扶持。政策扶持力度不足，公共資源配置偏弱，產業整體偏弱。

（3）產業規模和顯示度不高。傳感器在各大系統中屬于“配角”。在上萬甚至幾十萬、上百萬的儀器設備中所用傳感器數量再多，但總價值卻很低，價格顯現度不明顯。

（4）市場對國產傳感器存在偏見。在大量進口慣性和依賴下，對國產產品有較大偏見，市場準入門檻和包容性不夠。

（5）原始創新能力不足。長期購買國外敏感芯片，加上企業規模偏小、高端人才缺乏等因素所限，導致國產傳感器原始創新能力不足。

（6）產用脫節突出或協同不夠。“造的人不知道咋用，用的人不了解咋造”，是國產傳感器走向市場的一個關鍵問題和最大瓶頸。

（7）缺乏多維度場景化描述和創新理念。應用場景的多維度、多參數、多功能復合，復雜場景描述和參數設計都缺乏準確性和理念創新。

2.2產業化現狀

我國傳感器企業數量不少、產值不高。產品技術類型、所屬地域、企業規模、應用水平參差不齊，產業整體偏弱。根據 2023 年度行業統計數據顯示（傳感器新增企業數量圖 2，傳感器企業數量區域分布見圖 3），現有科研機構、生產企業、經銷公司約為 7310 余家，專業型企業比例僅為 22.5%，約為 1645 家，產值過億的僅為 6%，全國僅 439 家，產品種類齊全的不足 1%；年申報專利 50 多萬件，91% 為實用新型；與國外同行業相比，在產品品質、工藝技術、生產裝備、企業規模、市場占有率和綜合競爭能力等方面差距較大，均無競爭優勢，整體落后 10 ～ 15 年。而市場銷量中約有 67% 是依賴進口，高端裝備、儀器儀表、特種行業所需的傳感器約96% 依賴進口，短板尤為明顯，“卡脖子”現象尤為突出。

近年來，在各地產業政策推動下，多條 MEMS 產線動工建設和相繼投產，引發國內業界對 MEMS 產線產能利用率低、產量是否過剩等問題的疑慮。雖然，MEMS 技術先進性、工藝可靠性、性能穩定性、服務優劣必將成為國內競爭和優勝劣汰的評價標準，也是產業發展的必然過程。

但值得提醒的是，需要防止或避免一哄而上，以及出現“泡沫化”。更需要針對市場不同領域和場景需求，尋找主流產品的市場需求以及規范化、標準化設計，提高產線的配套能力和運行效率。

例如重點關注物聯網、人工智能、機器人、自動駕駛、智慧家居、智慧建筑、智慧醫療等應用場景，催生海量的傳感器需求。因此，需要具備國際化視野，面向全球市場，以優越的性價比和可量化、標準、規范的服務能力，參與國際競爭。

由此可見，國內如何建好、管好、用好 MEMS 產線，形成差異化、特色化水平是值得思考的深度問題，也是傳感器產業化發展的當務之急。

3 應對措施與建議

國內傳感器行業大多為小微型企業，無論是總規模、創新能力、發展后勁都顯薄弱，難以抵御國際多變的技術現狀和商業競爭格局，也難以應對國內產業升級和“新質生產力”發展推動下的快速增長和創新需求。

此外，小微型企業在國外同類產品競爭中不具備優勢，難以抵御進口產品沖擊或管控形成的缺口，以及市場準入門檻和行業壁壘。因此，結合區域特征和優勢，構建“雙生態”產業鏈，組成國際傳感器產業園 —— 傳感谷，聚集有明顯特色的企業和科研院所入駐園區，組成具有突出特色的上下游產業集群，實現年銷售額過千億元，并持續具備增長能力的國際化產業園區是積極可行的。具體建議如下：

（1）做好戰略定位和頂層設計。首先要從國家層面開展國內外產業問題研究，制定國家產業發展戰略規劃和相應的產業政策。從產品工藝技術到應用場景、市場營銷、資源配置等多維度確立目標和內容，配置相應資源，落實具體責任。

（2）建立主題明確的產業生態體系。按照產業鏈結構和內容，找準切入口，選擇國內外相應的企業，針對性地招商引資，避免造成產業堆積、重復建設、惡性競爭。逐步培育產品創新與研發能力、上下游協同與配套能力，使產業鏈和產業生態具有完整性和準確性。

（3）挖掘地區產業基礎市場、契合本地產業化需求。圍繞本地主導產業情況，因地制宜地選擇合適的產品技術方向。同時，需要挖掘本地市場需求規模，以及原有的產業協同基礎及配套能力。由本地化配套市場需求牽引，精準化引入產業鏈中缺少的相關企業，在為本地提供產品技術市場服務的同時，打造并成為產業園開局的新引擎。

（4）制定階段性目標和考核辦法。結合規劃實施方案，在避免單一追求稅收和 GDP 的同時，對各項經濟指標和園區建設的階段性任務進行分階段考核。避免因周期長、技術突破困難而失去信心、前功盡棄。

（5）加大產業扶持政策和資源配置力度。傳感器企業對技術和人才的要求較高，而且 80% 以上均為小微型企業，技術創新動力很足，但因缺乏資源導致創新能力不足，地方除了需要有“足夠的耐心”外，還要拿出項目資金、人才引進、生產場地、生活安置、公共配套等政策“組合拳”。

總之，發展傳感器產業是一個艱難的過程，要有充分的信心和足夠的耐心。

4 結語

我國傳感器產業發展屬于困難與機遇并存的狀況。盡管在基礎技術、產業協同、人才需求、資源配置、市場準入等方面存在各種矛盾和復雜問題，與發達國家相比存在較大差距，但行業整體發展較快，產業化能力不斷提高。

希望并期待抓好戰略定位和頂層設計，堅持以問題為導向，運用有限的資源進行合理配置和精準施策，按照階段性目標持續評價，切不可盲目引進、產業堆積、重復建設、惡性競爭。

更期盼未來，通過傳感谷及雙生態體系的建設，推動國產傳感器良性發展，讓中國傳感器能夠在世界上占領一席之地，成為某個地區的優勢產業和閃亮名片。

作者簡介：郭源生（1960-），男，陜西寶雞人，北京理工大學前沿技術研究院首席專家，教授，研究方向：傳感器、物聯網等。

通訊作者：胡瑜（1970-），男，山東濟南人，天津仁愛學院高級工程師，研究方向：智能制造、軟件工程、工業互聯網等。

專家檔案

郭源生 九三學社中央科技委副主任；中國傳感器與物聯網產業聯盟常務副理事長；北京理工大學前沿技術研究院首席專家、智能感知戰略委常務副主任；全國3D大賽組委會副主任。智慧醫療與大健康產業專委會主任。原工信部電子元器件行業發展研究中心總工程師。武漢大學、華東理工、北京郵電等大學兼職教授。美國國家人工智能科學院院士；英國皇家醫學會會士。

參考文獻

[1] 郭源生 .“傳感谷”實現產業化集群式發展和行業振興 [N]. 中國電子報，2021-05-20.

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[3] 劉靳，劉仁，韓保君 . 傳感器原理及應用技術 [M].3版 . 西安 ：西安電子科技大學出版，2013.

[4] 郭源生，吳循，李吉鋒 . 物聯網傳感器技術及應用 [M].北京 ：國防工業出版社，2013.

[5] 范茂軍 . 物聯網與傳感器技術 [M]. 北京 ：機械工業出版社，2012.

審核編輯 黃宇