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          全面詮釋工業傳感器的發展

          發布時間:2021-05-23點擊量:1327
          工業的發展離不開眾多感知技術的加持,其中最為關鍵的技術之一便是傳感器??梢哉f,工業傳感器讓自動化智能設備有了感知能力。
           
          工業傳感器是國家工業基礎實力的體現
           
          工業傳感器是用于各種工業場景如能源、石油、化工、冶金、電力、機械制造、汽車等工業制造過程中的各類傳感器,泛指在工業制造過程能將感受的力、熱、光、磁、聲、濕、電、環境等被測量轉換成電信號輸出的器件與裝置。是一類涉及多學科基礎技術融合的工業產品。具有技術密集、多品種、小批量、使用靈活及應用分布廣泛的典型特征。
           
          德國傳感和測量技術協會(AMA)在《傳感器技術2022讓創新互聯》報告直接指出,傳感器技術是很多機器、設備和車輛競爭力的核心技術,是提升其價值增值的手段。與當前快速發展的互聯網一樣,傳感器的發展為其帶來機遇與挑戰。未來傳感器的先進程度決定了機械制造、汽車、過程控制和制造領域的國際競爭力。美國則在上世紀80年代就成立了國際技術小組(BGT),從國家層面協調政府資源、企業和相關部門在傳感器技術、功能材料等全方面開展工作,服務于美國工業制造、智能制造和軍工領域。日本在上世紀末就已經將傳感器技術列為本世紀十大技術之首,日本工商界直接認為&ldquo;支配了傳感器技術就能支配新時代&rdquo;,并將傳感器技術的開發利用列為本世紀國家重點發展六大核心技術之一。
           
          我國工業傳感器經過半個多世紀的發展,在體系、規模、產品種類、基礎技術研究、產學研用一條龍建設等多方面取得了一定的進步,基本滿足了改革開放以來快速發展的國民經濟建設需要。但我國工業傳感器產業自身所存在的共性基礎研究不利,創新能力弱,核心技術少,核心元件成果走不出實驗室,核心元器件國產化嚴重缺失的問題并沒有得到根本解決。正如習總書記在兩院院士大會上指出的那樣,我國基礎科學研究短板依然突出,企業對基礎研究重視不夠,重大原創成果缺乏,底層基礎技術、基礎工藝能力不足,基礎元器件、基礎材料等瓶頸仍然突出,關鍵技術受制于人的局面沒有根本性改變。特別是當前中美貿易摩擦加劇,實現兩個百年夢想處于關鍵節點,工業傳感器作為現代工業的基礎、工業革命(工業4.0)的基石,對我國整個工業產業發展具有四兩撥千斤的重要價值。工業傳感器不強的狀態已經嚴重影響我國經濟建設和國防建設,甚至可能會以一劍封喉的形式全面扼殺我國改革開放以來取得的全部成果。
           
           工業傳感器
           
          當前國內工業傳感器面臨的矛盾與問題
           
          第一,產、學、研、用鏈條失靈,產業化問題仍然未受重視。我國傳感器企業95%以上屬小型企業,規模小、研發能力弱、自主研發動力不足,無法負擔技術由實驗室階段過渡到產業化這一過程中所需的經費及風險。而原本承擔基礎技術研究以及實驗室成果轉化工作的國有科研轉制院所,在新形勢下自主研發投入能力有限,無法也無能力全力開展相關工作,從而造成目前我國傳感器基礎研究不利、創新能力弱、核心技術少、核心元件成果走不出實驗室,產學研用鏈條失靈的問題。
           
          第二,核心元器件國產化嚴重缺失。傳感器創新體制及相關政策不明確、不完善,資金使用、基礎研究立項、核心技術開發、核心元件國產化配套等以撒胡椒面的形式開展工作,無法形成有力的科研創新體系來解決基礎核心技術和成果推廣。如重大裝備核心裝置用傳感器、變送器,產品幾乎100%從國外進口,相關核心敏感元器件(芯片)95%以上依賴國外。
           
          第三,對傳感器技術的頂層設計、基礎工藝和共性關鍵技術缺乏統籌規劃。國家對傳感器產業雖然極其重視,特別是近十年集中出臺了大量鼓勵行業發展的政策制度,但在國家戰略高度層面仍然缺乏共識。不同行業或者部門對于傳感器行業發展缺乏共識,各自為政。缺乏對基礎工藝、共性關鍵技術研究缺乏系統的培育和引領,導致基礎工藝發展滯緩,共性技術研究滯后,產業分散,低水平重復發展嚴重,沒有形成龍頭效應,更缺乏類似歐洲傳感器行業各個分類明晰的產業(產品)和技術隱形冠軍。
           
          第四,缺乏對于國內配套的一系列政策、制度和規劃的支持。國內傳感器企業在國貨安全準入的制度壁壘面前不堪一擊,不論流程工業還是制造業,國產工業傳感器能夠進入三重(重點領域、重點行業、重大工程)領域極其艱難。傳感器在三重行業的設計、選型、建設初期就被定位在備份選項上,國內三重行業真正選用的傳感器國產化配套不及總量的三成,離散工業傳感器國產化率更是不及兩成。
           
          第五,配套人才匱乏。我國傳感器行業針對復合型人才的要求很高。由于國內專業學科設置局限性及國外公司企業對人才的掠奪性招聘,人才流失現象屢見不鮮。缺乏既懂管理,又懂技術,還會經營的復合型管理人才或者是工藝、技術、管理等全方位技術人才。
           
          第六,工業傳感器產業數據存在虛胖的數據現象,誤導產業發展。國內大量數據報告在對工業傳感器分析時,所采用的數據大都是指向不明晰的泛傳感器概念下的綜合數據,嚴重混淆工業傳感器實際狀態,影響工業傳感器領域政策方針制定的針對性、準確性,對頂層設計和真正認識工業傳感器現狀毫厘千里、弊端無限。
           
           
          推進工業傳感器產業發展的建議
           
          第一,針對產、學、研、用鏈條失靈,核心關鍵共性技術薄弱,產業化問題未受重視的問題,建議參照國際精、專、特、標準化傳感器產業建設模式,重建國家共性技術研發機構、國家傳感器產業集群,從生態建設角度補齊傳感器設計、封裝、檢測的一條龍,及傳感器產業拉動一條龍,面向新基建及新一代信息技術產業提升,采用需求牽引,拉動傳感器的應用,進而實現迭代和研發的良性循環,分階段發展和補齊工業傳感器短板,解決產業需要、進口替代、核心關鍵技術三大環節問題。
           
          第二,強化國家傳感器基礎產業鏈建設,采用MEMS技術+IC技術等新興技術的深度融合,采用集群建設和一條龍模式建設產業生態環境,按照設計、封裝、檢測、服務生態需求,分類建設新基建基礎建設的各類傳感器專業化產業集群,由國家和企業培養集群內的各類傳感器隱形技術冠軍、傳感器產業隱形冠軍。
           
          第三,在政策引導下以國家層面推動傳感器公共技術平臺建設,以國家傳感器工程研究中心、國家傳感器重點實驗室、智能傳感器國家創投中心等國家級研發平臺機構為依托,重建國家傳感器共性技術平臺,專心基礎技術研究開發、推廣與產業轉化支持,賦予共性技術平臺進行傳感器基礎共性技術和工藝的研發,以及在產業鏈條上的國家級第三方裁判和評測能力,保護傳感器基礎技術、共性技術的不間斷發展,推動核心關鍵共性技術及新型傳感器的研究工作,推動已有科研成果實現產業化。
           
          第四,建設跨學科的傳感器綜合人才培養基地,給予共性技術平臺、各類隱形冠軍技術人才管理人才以激勵政策。
           
          第五,亟待出臺政策引領、企業擔責、市場需求放開的系列相關政策和制度,為傳感器企業進入當前新基建建設的主戰場創造環境,給與合規企業在產品準入、資金、稅收等多方面優惠條件,推進合規企業開展國產傳感器的準入工作,分階段持續、快速地解決國產傳感器的國內配套難題,在當前新基建及新一代信息技術產業提升中,徹底解決國內工業傳感器需求難題,保障新基建建設的基礎穩固。
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