中国传感器落后10年以上，高端产品96%靠进口，卡脖子现象突出！专家锐评产业现状（最新观点）
编辑按：今年7月份，国务院发展研究中心主管主办的核心期刊《经济要参》，刊发了由我国传感器产业知名专家郭源生教授撰写的，有关中国传感器产业最新发展现状和建议的文章，该内容详细介绍了国内外传感器产业发展现状、产业发展存在的问题及成因，以及郭教授对推动我国传感器产业高质量发展的建议。文中，多项传感器产业数据首次披露，高端传感器产品约96%依赖进口，“卡脖子”现象尤为突出。
《经济要参》是由国务院发展研究中心主管主办的中央级经济类内部刊物。国务院发展研究中心是直属国务院的政策研究和咨询机构。主要职责是研究国民经济、社会发展和改革开放中的全局性、综合性、战略性、长期性、前瞻性以及热点、难点问题，为党中央、国务院提供政策建议和咨询意见。
专家档案
郭源生 九三学社中央科技委副主任；中国传感器与物联网产业联盟常务副理事长；北京理工大学前沿技术研究院首席专家、智能感知战略委常务副主任；全国3D大赛组委会副主任。智慧医疗与大健康产业专委会主任。原工信部电子元器件行业发展研究中心总工程师。武汉大学、华东理工、北京邮电等大学兼职教授。美国国家人工智能科学院院士；英国皇家医学会会士。
以下为原文转载
当前，由人工智能技术引发的科技与产业变革风起云涌、席卷全球，颠覆性地改变着传统生产与生活方式。同时，以传统产业为主体、以信息技术为基础、以数据为主线的创新经济日新月异，加速促进生产力的全面提升。产业数字化和数字产业化成为技术创新的着力点，推动制造业转型升级和高质量发展，新一代信息技术成为发展新质生产力的新动能。
进入信息化和数字化时代，作为数据和信息获取的源头，传感器被看作影响和改变世界及人们生产生活方式的前沿科技之一，也成为衡量一个国家科技发展水平的重要标志。
一、传感器在信息技术发展中具有重要地位
信息技术发展伴随着信息化浪潮的不断迭代而螺旋式上升，在经历了前三次具有明显特征的信息化浪潮后，正在通过大数据、高算力、大模型等技术与资源相互渗透、协同与融合，形成以人工智能技术为代表的第四次信息化浪潮。
传感器、通信和计算机被称为现代信息系统的三大支柱，处于产业数字化和数字产业化的交汇点。作为数据获取的唯一功能器件，传感器提供了系统运行所必须得原始数据，被称为“数据之母”。在控制系统中，传感器是信息的“窗口”，直接影响和决定着系统的功能。做个形象地比喻，如果把人看成一个完整的信息系统，那么，计算机就是“大脑”，通信就是“神经”，传感器则是“五官”和“皮肤”，感知着一切环境数据信息，是获取外界信息的源头。由此可见，在万物互联的今天，倘若没有传感器，一切数字化、智能化将无从谈起。
从一定意义上讲，人类进入21世纪，就是进入了传感器时代。传感器属于技术含量高、经济效益好、渗透力强、市场前景广的基础产业。由于其应用覆盖面广、涉及行业和领域宽泛，因此传感器成为国际竞争的焦点。
20世纪70年代中期，各国相继开始重新审视并制定各种推进政策，加快传感器技术发展。根据中国科学技术出版社2009年出版的《2008-2009电子信息学科发展报告》，到20世纪80年代初，美、日、德、法、英等西方国家相继完成相关计划和长远规划，重点推进技术研发和产业化发展，年增长率高达20%-30%。1991年4月，美国政府在《国家关键技术》报告中，确定了对国家安全、科技创新和经济繁荣的6个领域22项关键技术，其中包括传感器和信号处理，以及敏感材料、加工工艺技术等。到2003年，传感器被《福布斯》（Forbes）杂志列为21世纪最具影响和改变世界的10大新技术之一。根据美国联邦政府研究报告，自2010年开始每年都有69亿美元的预算用于传感器基础技术与应用研究。通过传感器，将物质世界连接起来，并赋予一个电子神经系统，称之为传感器革命（Sensor Revolution）。之所以称为传感器革命，是因为传感器自身也会发生质的变化。在信息化过程中，不断涌现出的新原理、新技术、新工艺、新材料等对传感器进行变革，无所不在的传感器全天候监测我们周围的环境和物体，迫使我们改变生活方式和行为。
2024年2月12日，美国白宫科技政策办公室（OSTP）发布了最新版的《关键和新兴技术清单》，确立了18项关键技术内容，其中在第4项“先进及网络化传感与特征管理”中，明确列出了有效载荷传感器和仪器、传感器处理和数据融合，并重点发展地球物理、交通、安全、健康、能源、制造业、建筑、环境等领域的传感器技术与产品。第6项关键技术“人工智能 (AI)”中的“感觉感知和识别”、第7项“生物技术”中的“生物材料及传感”、第16项“量子信息技术”中的“量子传感”、第17项“半导体和微电子”中的“微机电系统（MEMS）和纳机电系统（NEMS）”等传感器产业化生产工艺技术，均将传感器视为战略重点技术。更新清单描述了美国国家创新体系和国家安全方面的技术，这些技术将增强美国的科技实力，也会加剧中美在相关技术领域的竞争。
二、国内外传感器产业发展现状
传感器是多学科、多技术、多领域的集合体，包括从敏感机理、结构设计到工艺技术、产成品测试和市场应用等整个过程，覆盖了数学、物理、化学、生物、材料、机械、电子、计算机软硬件、测量、半导体等众多学科。传感器属于计量产品，生产工艺极为繁杂，被称为“工业工艺品”，产业化难度较高。生产过程不能采用混检或抽检，半成品及成品均需要全部检验、检测与标定。更甚者，为了不断追求产品的高精度、高可靠性、高稳定性等指标，进一步增加了生产工艺复杂性和产业化难度。因此，这也直接影响了技术创新与成果转化以及产业规模和效益。
（一）产业规模与进展情况
根据中国电子元件行业协会发布的《2023年元器件行业》据行业统计显示，目前全球敏感元件与传感器可分为：物理量、化学量、生物量三大门类约3.1万种类型，常见的有声、力、光、磁、气、温湿、射频识别、生物等八大门类，约为1.2万种之多。从产业分布方面看，全球企业总数约有1.1万家左右。2020年销售额为2073亿美元，2023年为2440亿美元。其中，家电、汽车、工业自动化系统与设备、能源、医疗器械、农业、飞机和船舶、机器人、环境保护、市政等十大领域占据整个市场的75%以上。该报告指出，中国传感器种类约有2.2万种，常用的约为7000种。国内现有敏感元器件与传感器科研机构、生产企业、经销公司约为7310余家，专业型企业比例仅为22.5%，约为1645家，产值过亿元的企业仅为6%，全国仅有439家。产业链完整、产品种类齐全的专业厂家不足1%；年申报专利50多万件，91%均为实用新型。与国外同行业相比，在产品品质、工艺水平、生产装备、企业规模、市场占有率和综合竞争能力等方面差距较大，整体落后10-15年。市场销量中约有67%依赖进口，高端装备、仪器仪表、特种行业所需的高端产品约96%要依赖进口。目前，我国敏感元件与传感器产业整体偏弱，产品技术类型、所属地域、企业规模、应用领域参差不齐，企业数量不少、产值不高，“卡脖子”现象尤为突出。
（二）技术创新与发展趋势
早在2011年，美国在硅谷举办的第17届半导体协会年会上公开提出未来敏感元件与传感器重点发展的三大技术。从国际产业化发展视角看呈现三大趋势：一是产业集中度大幅增加。以MEMS工艺技术为代表的产业化应用占据主流。美国硅谷近20多年来一直以MEMS为基础，根据行业需求和功能不同，展开不同封装结构的各种产品创新，解决了产业化规模生产，以及产品集约化、归一化、微型化、低成本等问题。二是智能化和网络化。通过标准牵引，实现传感器模块化和节点化，打通了产、用之间的瓶颈与障碍。三是微能量获取技术创新。通过收集自然环境中的风、光、电磁辐射等能量，以解决智能传感器野外长期使用和持续供电问题。
从美国传感器产业发展趋势可以清楚地看出，随着新材料、新工艺、新技术的全面发展，可把多个敏感元件复合于一体，外加处理电路（IC）与算法软件，就可构成多维度指标测试和多参数融合的微系统模块。实现多功能、微型化、数字化、系统化、网络化、智能化，使传感器技术从单一的物象型向多功能、多参数复合与集成等多技术融合发展，拓展了产品使用范围。
（三）市场空间与应用前景
在智能电网、智能交通、智能家居、智能物流、智慧医院、智慧农业、环境监测、公共安全、食品溯源、工业监测、生物医药、老人护理等诸多领域，传感器技术与产品都有广泛应用，同时，这些应用场景也为传感器技术创新提供了充分的发展空间。《2023年元器件行业分析报告》还提出，在全球经济下降或放缓情况下，敏感元件与传感器市场总规模仍在增长，平均增幅高达15%，年总产量超过20亿只，产销量突破2440亿美元。疫情防控中的红外测温、血压、血脂、血氧、脉象以及二氧化碳气体等130多种产品类型，呈现出爆发式增长态势。因此无论是航空航天飞行器，还是交通工具和移动终端以及机器人，都是一个安装传感器的平台。从某种程度上讲，没有传感器就不会有大数据和控制模型，传感器决定着系统的功能。
三、我国传感器产业发展存在的问题及成因
目前，我国传感器主要依赖进口的局面尚未改变，在敏感材料、产品设计、加工、封测等方面与发达国家存在较大差距。国内大多为小微型企业，总规模、创新能力、发展后劲都较薄弱，难以应对技术创新和商业竞争带来的挑战，也难以适应国内产业升级和新质生产力发展推动下的快速增长和创新需求。
其成因有以下几方面：一是从国家战略规划和政策层面看，长期处于无序增长状态，导致产业分散，聚集度不够，规模偏小，产业链不完整，融合度差和空心化严重，难以进入良性发展的轨道。二是资源匹配和资本关注度不够，贷款难、融资成本高的问题长期存在。整体技术装备落后，而工艺技术装备的投资需求较大，企业无力进行技术改造和设备升级。三是科技成果转化难度较大，科技研发与产业生产脱节。创新资源大多掌握在科研院所，企业自主创新能力较弱，科技成果转化缺乏有效途径，产业发展后劲不足，并且持续性不够。四是人才流动导向偏离，缺乏高端人才和领军人物，特别是企业家人才。五是研发投入较大，企业税费负担过重，长期处于生存与缓慢成长中，难以步入快速增长阶段。六是公共服务与配套能力薄弱，导致大多技术与产品创新停留在设计阶段，甚至大多因找不到外协加工配套和配套不合格而不得不被动放弃。
四、推动我国传感器产业高质量发展的建议
随着大国博弈加剧，传感器必然成为又一个战略竞争焦点。因此，需要未雨绸缪，提早规划，做好我国传感器产业化发展的顶层设计，加大政策支持力度。具体建议如下：
一是提升战略地位，加强统筹规划，由国家层面召开传感器产业发展专题研讨会，明确产业地位和优先发展内容。针对国内外产业发展实际现状，制定相应的“国家传感器产业发展指导意见和相关产业目录”。设立由高校、科研院所、及各行业领域企业参与的“国家传感器创新中心”或“国家重点实验室”，对敏感机理与材料、工艺装备与器件、系统集成及应用等科学技术问题进行常态化、专业化的基础性研究，并设立传感器产业化发展专项资金或产业发展基金，给予长期产业化培育和政策扶持。
二是结合国家整体战略，在经济发达地区或战略重点地区（如雄安新区等）建立主题明确、专业化的“国家传感器产业园”。结合传感器领域小微型企业居多、科研人员创办等行业特征，园区可搭建政、产、学、研、用、服六维一体的产业生态体系，打造产业技术优势与特色突出的产业集群和产业链，如以半导体MEMS工艺为主线、八大敏感技术为基础、多个行业配套应用为特色的“传感谷”。此外，建立行业协会与产业联盟，定期开展国内外技术与市场信息交流，拓展企业国际化视野和市场信息渠道，并在园区公共区域搭建由地区政府部门主导与监督的公共服务平台，负责为企业提供技术研发、成果转化、第三方检测、标准制定与服务、知识产权登记、投融资引导等产业孵化和培育服务工作。
三是由于传感器属于多学科、多技术、多门类、多领域交叉的复杂而特殊行业，需要对基础理论、技术创新、跨界融合性人才进行综合性、长期性培养。建议教育主管部门在国内重点大专院校设立传感器技术与应用专业，并确定为一级学科，以强化理论基础和工程技术人才的培养，为科研和产业化培养理论研究、工艺设计、市场化应用等各类高端人才，形成行业类专业化人才群体。此外，在培养高端技术人员的同时，应注重培养企业家人才队伍，为产业发展培养既有国际视野、又有市场开拓能力的企业家人才队伍。
四是加大人才引进力度，营造良好用人环境。传感器领域大量的高端人才和产品技术分布在世界各地，大多数人才和拥有产业技术的企业正在寻求价值洼地。因此，如何吸引技术与人才落地、制定符合行业特色和人才实际情况的招商引智政策是当务之急。在招商引智与扶持政策中，要充分体现生产场地租赁或售卖的优惠条件，如资金支持、租金补贴、厂房无偿使用、税收返还等；生活安置要着重解决住房补贴、家属安置、子女入学等贴心服务；相应的公共配套服务政策也应落实到位。需要特别注意的是，各项政策要公开公正，落实中要准确到位、不打折扣、杜绝和避免难以落实和兑现的“空头支票”，以及失信和违规行为。与此同时，注意挖掘并协调本地区的传感器配套市场需求，用市场机制推动和牵引入驻企业起步发展，让企业真正进得来、立得住、长得快，营造良好的营商环境。
审核编辑 黄宇
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