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中国制造智能化,要有自己的“电子五官”!

2020-04-08 08:21 人民政协报

来源标题:中国制造智能化,要有自己的“电子五官”!

新冠肺炎疫情发生以来,国内大量使用的手持式温枪可谓基层防疫的“神器”。但由于体温枪中的热电堆式红外传感器国内产业链不完整,产能较小,长期依赖进口,只能从德国、日本进口热电堆传感器成品,导致国内温枪生产处于“有产能没配套”“有资金难采购”的尴尬处境。一把小小的温枪,我们为何依然受制于人?给我们带来了哪些警示和思考?

信息系统的“电子五官”传感器到底有多重要?

传感器与计算机、通信被称为信息系统的3大支柱,传感器技术优劣成为衡量一个国家科技水平和是否处在国际战略竞争制高点的重要标志,是发达国家高度重视和争相发展的核心基础技术。

“如果把计算机比喻为人的大脑,通信比喻为人的神经系统,那么传感器就是‘五官’和‘皮肤’,承担着感知并获取自然环境中的一切信息数据的功能。”传感器是数字技术的基础,物联网、大数据、云计算、3D与虚拟现实、人工智能、区块链都离不开传感器的加持。

上世纪70年代中期开始,各国相继确立加快传感器技术发展的方针,将其视为涉及科技进步、经济发展和国家安全的关键技术。到了80年代初,美、日、德、法、英等国家纷纷制定相关计划并列为长远发展规划的重点,倾注人力物力和重点投资进行研究开发,以年20%~30%的速度高速发展,使传感器技术和产品有了明显的提高。

正因如此,传感器也成为西方对华禁运技术中,管控最严格的技术和商品,严格禁止对华出口。在全球目前大约3.1万余种的传感器中(随着敏感材料和工艺技术创新,新的品种和类型仍在不断出现),我国仅有约1.6万种,大多为常规类型,在医疗、科研等特种高技术领域仍有大量的品种短缺和空白。在这次疫情防控中,除了温枪中的红外热电堆式传感器外,防疫一线所用的智能化呼吸机、监护仪、制氧机、负压救护车等医疗设备,危重病人抢救和重症区隔离、防护、监控、抑制病毒扩散中,都离不开传感器产品。其中声敏、力敏等8大敏感元器件及传感器均被应用于各种防控措施和场景之中。

“但由于国内对传感器产业化整体发展现状缺乏足够的认识,并没有提升到应有的战略高度,对行业所具备技术含量高、关键技术要点多、工艺类型繁琐复杂等明显特征掌握不够深入,使得该行业长期受冷落,在资源配置、市场应用方面被边缘化。”更有些地方将传感器与集成电路产品、技术、工艺混淆,将其划分到集成电路之列,导致其长期得不到产业政策的倾斜与支持。因此,对国内传感器行业来说,产业化难点集中表现为一个“散”字。产业过于分散、管理过于分散、政策支持分散。“当前,大家要意识到传感器的重要性和发展传感器的紧迫性。不仅如此,行业管理者要深入到传感器产业链中去寻找和挖掘系统性问题,需要构建完整的产业体系,这才是解决行业发展问题的关键。”

传感器产业化补短板我们该怎么做?

众所周知,在电子制造行业,我国长期处于“缺芯少屏”的状态,现在则变成了“缺芯有屏弱五官”的现象。没有传感器产业化发展,智能化将无从谈起。把集成电路和传感器理解为同一类别,认为集成电路发展好就能解决了传感器产业化问题。这是把“五官”的发展混淆或寄托于“心脏”和“大脑”发展上。集成电路就是人的心脏和大脑,负责决策控制,而传感器是五官,负责视、味、听等各种感知功能,敏捷的大脑配合灵敏的感知器官才能正常思考判断与处理。

“从这次红外热电堆传感器缺货引起温枪短缺,充分说明我国传感器产业链的完整性存在较大问题,造成产业链中的多个短板,产业化规模生产难以形成。这就需要从国家层面来梳理行业问题与产业发展要点,进行统筹规划与顶层设计。”应以市场需求和产能规模大小为基础,以产业化工艺技术和装备问题为导向,按照8大敏感元器件及传感器类别,分别确立相应的行业规范与标准,细化产品工艺技术类别和产品技术指导指南,逐步引导并形成市场应用的产品目录,为各类产品产业化奠定工艺技术、市场应用基础;同时以培育和扶持每个产品类型中的龙头企业为重点,给予精准化的产业政策扶持和培养,由企业组织构架,打造并形成不同产品门类的产业化优势企业。

此外,还应根据产品特性与技术类型,区域特色与产业文化特征为基础,由龙头企业牵头带动,政策引领推进,基金资源配置助力,打造不同产品技术类型的产业体系架构或特色产业集群。利用5~10年时间,在国内适合地区,建立高端人才集中、政策资源优势、市场需求集中、地区特色明显的传感器产业园区,即“中国传感谷”。形成由多个行业知名企业组成,具有人才、技术、市场等优势资源聚集,以及产品检测、技术标准、市场对接平台等公共服务优势明显的产业化平台和国际化竞争优势的产业集中地。实现传感器产业的完全自主可控,并具有国际化的产业水平和能力,彻底摆脱长期制约和依赖进口的局面。

中国传感器的未来机遇和挑战

这次疫情防控暴露出传感器产业化问题,对推动产业发展也有积极作用。政府各部委都对传感器有了进一步的认识,并更加重视。中国要想解决某个产业问题,只要有充分的认识,精确地找准其中的问题,明确发展方向和内容,制定相应产业政策,确定实施方案,产业化问题就会迎刃而解,任何艰难困苦都能克服,任何国家和干扰因素都无法阻挡。

尽管传感器门类较多,但是传感器的“8大敏感”相对明确而并非“一盘散沙”,尽管工艺技术差异较大,但其共性技术和工艺相对集中,“比如MEMS工艺技术,就有广泛的代表性和全面覆盖性,只要逐个仔细研究识别产业技术特色来逐个击破,就能找出产业化发展的途径与方法。”

当然,由于国内传感器企业大多长期存在低端市场竞争,行业缺乏整体统筹规划、顶层设计,缺乏合理的资源配置和强大的政策扶持等原因,使得行业中也存在相应的诸多问题,需要有针对性地逐步解决。

疫情期间,根据针对热电堆产品的调研数据显示,国内产业链非常松散,企业较少,产品的产业链也不完整。上下游相关企业的产品规格不一,标准和技术参数也不尽相同,导致政策支持难于实施和执行;从企业角度讲,相应供应商和产品对应的配套厂家缺失,也无法支撑产业化发展,即便遇到市场需求机会也很难抓住,星星点点的发展,不能形成规模,就很难支撑行业整体规模发展起来。

“在此背景下,这就更需要我们顺势而为,彻底摸清国内企业技术现状和产业能力,就像疫情防控中的红外热电堆传感器技术,找到现有生产厂家,了解到企业实际困难和问题,精准施策,短期内快速提升了产业化能力,很快可就满足市场需求。”希望国家能够为传感器单独设立专项资金予以长期扶持,通过政策引导社会资本转向投入传感器产业,以持续获得资金支持其产业化发展。

(作者系九三中央科技委副主任、中国传感器与物联网产业联盟副理事长)

责任编辑:董莎莎(QZ0013)作者:郭源生

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