這幾年,一談到我國科技產(chǎn)品的“卡脖子”問題,很多人第一反應就會聯(lián)想到“芯片”、“光刻機”、“工業(yè)軟件”。但其實在工業(yè)領域,傳感器、科學儀表等很多產(chǎn)品都具有一劍封喉的作用。
小小傳感器,牽動著大工業(yè)
傳感器處于一切工業(yè)產(chǎn)品的最前沿陣地,它提供了感知物理世界的第一道哨卡。在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)尤其是自動化生產(chǎn)過程中,要用各種傳感器來監(jiān)視和控制生產(chǎn)過程中的各個參數(shù),使設備工作在正常狀態(tài)或最佳狀態(tài),并使產(chǎn)品達到最好的質(zhì)量。因此,沒有眾多的優(yōu)良的傳感器,現(xiàn)代化生產(chǎn)也就失去了基礎。
傳感器的種類繁多,大約有3萬種以上。要想徹底搞清楚傳感器,幾乎要跨越所有的制造業(yè)門類,難度有如識別滿天繁星。常見的傳感器種類有:溫度傳感器、濕度傳感器、壓力傳感器、位移傳感器、流量傳感器、液位傳感器、力傳感器、加速度傳感器、轉(zhuǎn)矩傳感器等。
作為智能化的起點,傳感器是構建智能工業(yè)和智能社會大廈的基石。據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布報告顯示,我國于2012~2020年迎來傳感器技術和產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展期。中國傳感器市場規(guī)模在2019年已超2000億元;2021年,中國傳感器市場規(guī)模預計達3000億元。
國內(nèi)傳感器“卡脖子”問題不容忽視
從實際應用來看,傳感器在軍工、民用、工業(yè)領域的情況都存在一定的“卡脖子”問題,而工業(yè)級傳感器迫切需要破局之道。
一是國內(nèi)傳感企業(yè)數(shù)量多,有超過1700家企業(yè)從事傳感器生產(chǎn)研制,但規(guī)模都不大,小企業(yè)占70%以上,年產(chǎn)值過億的傳感器企業(yè)不超過10%,形成了“大產(chǎn)業(yè)、小企業(yè)” 、“只有龍頭、沒有牽頭”的格局,上下游協(xié)同門檻高、成本高,產(chǎn)業(yè)發(fā)展尚未形成合力。
二是從物聯(lián)網(wǎng)感知層來看,傳感器數(shù)據(jù)采集及傳輸標準尚未統(tǒng)一,對于下游應用廠家,在傳感器的選擇使用上有一定的局限性,也對行業(yè)應用平臺在數(shù)據(jù)處理方面造成了一定困難。
就工業(yè)級傳感器而言,國內(nèi)產(chǎn)品與國外的差距則是最大的。一方面是受國內(nèi)生產(chǎn)制造水平所限,產(chǎn)品的一致性和穩(wěn)定性不夠;另一方面,則與國內(nèi)對于傳感器的漠視有關。在技術攻關的時候,往往以主機牽頭,傳感器作為配角基本是拿來主義。而在引進國外設備時,往往采用整機引進方式,很少有國產(chǎn)零部件的機會。如核能、化工、電力等行業(yè),一般都是直接輸入成套設備,而這些設備基本上自帶儀表和傳感器。
量大面廣的傳感器產(chǎn)品,往往都被國外品牌所把控,只是把縫隙里的艱苦地帶留給了中國制造,這種定制化的縫隙是很難產(chǎn)生足夠多的利潤。很多國外儀表的傳感器,往往都是1萬只起才接受訂單,基本不接受個性化定制。
而國內(nèi)市場情況不容樂觀,在中、高端傳感器制造領域,我國在知識產(chǎn)權、設備和材料等方面都沒有優(yōu)勢,成本居高不下。目前,國內(nèi)具有一定規(guī)模的工業(yè)傳感器生產(chǎn)廠家不到兩千家,很多都在3000萬的收入線上掙扎。很多傳感器產(chǎn)品都是處于小批量生產(chǎn)狀態(tài),單一產(chǎn)品的研制成本居高不下。目前,與傳感器沾邊的國內(nèi)上市公司大約有40家,但傳感器都無法成為主營業(yè)務。
國產(chǎn)傳感器企業(yè)逐步崛起
近年來,在某些領域,這種局面正在逐步改變。中國制造整體實力的增長,也給國產(chǎn)傳感器的發(fā)展帶來了新曙光。例如,隨著蘋果帶動的高保真耳機TWS的廣泛應用,聲學傳感器的發(fā)展也水漲船高,涌現(xiàn)出了一批明星企業(yè),如歌爾、瑞聲等。今年8月,國產(chǎn)CMOS圖像傳感器龍頭格科微正式登陸科創(chuàng)板,全球出貨量超三星和索尼。新能源領域,寧德時代面向?qū)汃R或者特斯拉供貨的很多電池包自動化生產(chǎn)線,就采用了天津宜科的IO-link傳感器總線模塊……
中國傳感器廠商,以小小的身軀,爬行在一條漫長的產(chǎn)業(yè)鏈上,前后被擠壓,國產(chǎn)傳感器自然活得艱辛。但是作為工業(yè)領域非常關鍵的核心零部件,在技術國產(chǎn)化大潮的今天,突破“卡脖子”技術勢在必行。因此,對于國產(chǎn)傳感器企業(yè)、科研院所、行業(yè)協(xié)會而言,仍需負重前行。