近幾年,隨著物聯網、云計算、大數據、MEMS、無線數據傳輸等技術的發(fā)展,智能手機、汽車電子、醫(yī)療電子、安防電子、智能儀表、智能化設備等產業(yè)的發(fā)展也進入了快車道。傳感器行業(yè)作為這些產業(yè)發(fā)展的基礎行業(yè),其未來前景如何?如何推動中國傳感器行業(yè)的健康發(fā)展?日前,由中國電子元件行業(yè)協會敏感元器件與傳感器分會主辦、廣東奧迪威傳感科技股份有限公司承辦的“2015物聯網感知層產業(yè)高峰論壇”召開,與會的國內外專家與企業(yè)家普遍認為,聯合創(chuàng)新將是加速推動我國傳感產業(yè)發(fā)展的重要策略。
兩萬種傳感器
國內僅能生產三分之一
近幾年來,隨著信息產業(yè)在國內的迅速發(fā)展,引起了國家對信息技術產業(yè)越來越高的重視。特別是在國家新發(fā)布的《中國制造2025》中,新一代信息技術產業(yè)更被提高到了國家發(fā)展重點領域的首要位置。作為該產業(yè)的基礎,中國傳感器行業(yè)的發(fā)展,將對新一代信息化、產業(yè)化發(fā)展起到重要推動作用。
對此,中國電子元件行業(yè)協會秘書長古群表示,由于物聯網行業(yè)的推動,中國傳感器行業(yè)的年增長率遠高于國內其他行業(yè)的平均水平,特別是在2015年上半年,這一特征表現得更加明顯,中國傳感器行業(yè)呈現較好的發(fā)展態(tài)勢。然而,與全世界生產的超過2萬種產品品種相比,國內僅能生產其中的約1/3,整體技術含量也較低,是目前急需改變的一個狀態(tài)。
預測國內傳感器行業(yè)的發(fā)展,可以從三個方面來進行分析:一是市場需求,或者說市場是否有強大的驅動力;二是產業(yè)基礎,即是否擁有與產業(yè)相匹配的企業(yè)群;三是技術支撐,即是否有新技術的進展或突破支撐行業(yè)的快速發(fā)展。
在市場需求方面,國內在汽車制造、智能設備、醫(yī)療設備、儀器儀表等行業(yè)的產業(yè)規(guī)模很多都已接近或超過了歐美發(fā)達國家,但作為其中含金量最高的傳感器的應用比例,卻遠低于歐美發(fā)達國家水平,其中有極大的缺口需要補充。另外,隨著國內物聯網行業(yè)的發(fā)展,一個龐大的新市場也正在逐漸展露出來。
在產業(yè)基礎方面,目前國內與傳感器相關企業(yè)及科研院所已超過1000家,其中部分企業(yè)和研究單位均已形成一定規(guī)模,具有了較好的產業(yè)化基礎。但是,從整體上講,國內目前的傳感器生產企業(yè)仍處于無序發(fā)展狀態(tài),市場競爭激烈,沒有國際型傳感器生產企業(yè)出現,缺乏引導型企業(yè),降低了國內傳感器行業(yè)在國際市場上的競爭力。
德國傳感器技術協會副主席Christoph Kleye認為,在各種傳統(tǒng)類型傳感器發(fā)展的基礎上,目前傳感器技術新的發(fā)展方向主要包括微型化、復合化、數據化等幾個方面。其中微加工技術(MEMS)的發(fā)展已接近成熟,國際上已開始用于大批量傳感器產品的制造,國內也有數十家企業(yè)和研究單位在從事微加工技術在傳感器制造方面的應用與研究工作。復合化是一個傳感器可以包含多個功能,它可能是通過微加工技術在一個芯片上構建多個傳感模塊來實現的,也可能是通過將多個或多種傳感器按一定的方式組合封裝而成的。
可以看出,微加工技術和精密封裝技術對傳感器的復合化有重大的影響。傳感器的數據化指數字信號傳感器以及在數字信號基礎上開發(fā)的智能傳感器的研究與利用。簡單的智能傳感器包括數字信號傳感器和部分控制單元模塊,可以實現探測、自檢、信號處理與轉換功能,是一個單獨的傳感器系統(tǒng);在此基礎上再添加自帶電源或無限通信系統(tǒng),就形成了智能傳感器的概念。總體上說,智能傳感器是一種具有獨立探測和信號處理與轉換能力的、能夠自檢的、有通信功能的、主動式傳感系統(tǒng)。它既可以單獨使用,也可以作為一個大的傳感器系統(tǒng)的感應節(jié)點使用,能夠大量減少大系統(tǒng)的信息處理量,有效降低使用傳感器的技術門檻,方便用戶的使用和進一步開發(fā),可以極大地擴張傳感器的應用范圍及市場容量。
中國工程院院士、清華大學副校長尤政表示,國內傳感器行業(yè)無論是現狀還是未來發(fā)展前景都處于向好狀態(tài),發(fā)展空間較大。但行業(yè)整體水平偏低,缺乏能夠引領行業(yè)發(fā)展的標桿性企業(yè),行業(yè)發(fā)展布局不清晰,這些都是亟待完善的問題。
利用聯合優(yōu)勢
行內企業(yè)共同開發(fā)
國內傳感器行業(yè)的發(fā)展目前仍處于發(fā)展期,仍有較大的發(fā)展空間。有專家指出,有5個方面的問題需要特別關注:第一,國內傳感器行業(yè)要解決的是有無問題。相比世界的兩萬余種傳感器類型,國內傳感器種類還有大片空白需要填補。第二,數字傳感器和主動式傳感器的開發(fā),將有效降低下游產品開發(fā)的技術門檻,為國內傳感器應用市場的開發(fā)帶來較大的空間。第三,復合式傳感器在市場應用方面具有更大的優(yōu)勢。第四,微型傳感器目前在國內開發(fā)的技術門檻和成本較高,但其巨大的應用前景不容忽視。第五,傳感器應用方案的開發(fā)將為下游應用市場帶來更大活力。
在具體應用領域,汽車電子、智能手機、安防電子、醫(yī)療電子、智能交通、環(huán)境監(jiān)測、電子標簽等都屬于傳感器的應用大戶。特別是物聯網行業(yè),需要巨量的數據采集信息節(jié)點,將對傳感器行業(yè)的發(fā)展起到積極促進作用。
國內傳感器生產企業(yè)較多,但許多企業(yè)規(guī)模較小,盈利能力不足,很難抵抗未來的風險。國內傳感器生產企業(yè)應發(fā)揮自身優(yōu)勢和特點,從而獲得較好的發(fā)展機會。對此,尤政指出,可以考慮以下幾個方面:首先,關注已有客戶,了解客戶需求,從而增強客戶粘性;其次,利用社會資源,通過產學研聯合或服務外包的方式強化自身研發(fā)能力,提高新技術、新產品的市場轉化效率;再次,利用聯合優(yōu)勢,與行內企業(yè)合作,共同開發(fā),從而獲得技術和市場優(yōu)勢;最后,關注市場變化,開拓市場需求,尋找新的盈利點,從而在細分領域形成優(yōu)勢,也是企業(yè)強化自身能力的一個重要方面。
國家對傳感器行業(yè)發(fā)展的布局與引導,對促進我國傳感器行業(yè)健康發(fā)展具有重大意義。如通過制定行業(yè)標準,可以使國內傳感器行業(yè)的發(fā)展更加規(guī)范化和標準化;通過引導國內科研院所對傳感器發(fā)展關鍵新技術的研究,為我國傳感器行業(yè)的未來發(fā)展打好技術基礎;通過制定發(fā)展規(guī)劃為我國傳感器行業(yè)的發(fā)展指出方向等等,都將對我國傳感器行業(yè)的健康發(fā)展起到重要的推動作用。
專家視點
中國工程院院士、清華大學副校長尤政
我國傳感器高端基礎件對外依存度較高
目前,我國傳感器產業(yè)布局基本形成,也取得了一定的成績。擁有了基本齊全的產品門類,中低檔產品基本滿足市場需求,設計、研發(fā)和應用水平有了一定的提高??梢哉f,我國基礎零部件和元器件總量規(guī)模已居世界前列。但我國工業(yè)在國際競爭中仍然處于弱勢地位,與工業(yè)發(fā)達國家相比仍存在著階段性差距,高端基礎件對外依存度較高。
具體表現在以下幾個方面:1.產業(yè)集中度較低,中低檔產品產能相對過剩,中高檔傳感器產品幾乎100%從國外進口,缺乏龍頭企業(yè);2.研發(fā)及自主創(chuàng)新能力薄弱,核心技術受制于人,新原理、新開發(fā)鳳毛麟角;3.行業(yè)共性技術研究缺位,傳感器的設計技術、可靠性技術、封裝技術、工藝裝備技術未有突破;4.政策缺位,在發(fā)展上沒有取得一致共識,管理分散,政策支持分散。
為了促進國內傳感器行業(yè)的健康發(fā)展,國內可以從如下幾個方面進行借鑒;1.注重創(chuàng)新和研發(fā);2.注重人才培養(yǎng)體系結構的完善;3.科學合理地進行產業(yè)鏈分工;4.重視頂層設計,引導產業(yè)發(fā)展;5.加強產業(yè)政策和法規(guī)的有力保障。
中國電子元件行業(yè)協會秘書長古群
智能家居等新興市場將拉動電子元件行業(yè)
2014年,我國電子元件行業(yè)運行情況整體向好,重點骨干企業(yè)實現銷售收入同比增長10.5%,利潤總額同比增長6.77%。2014年運行特點是行業(yè)內并購重組活躍、海外擴張成果顯著、行業(yè)兩極分化趨勢明顯。2015年,在世界經濟形勢復蘇緩慢的大背景下,我國宏觀經濟增速下滑,行業(yè)競爭日趨激烈;勞動力成本增長較快,企業(yè)負擔加重。但與此同時,我國對核心基礎產業(yè)的重視程度達到前所未有的新高度,相繼出臺強基工程等多個重大扶持專項。穿戴式設備、智能家居、高檔數控機床和機器人、新能源汽車、智能電網、醫(yī)療電子等新興市場將有望獲得高增長;3D打印、機器人、工業(yè)4.0等新的制造技術將助力電子元件行業(yè)向智能制造轉型。針對未來十年電子元件行業(yè)面臨的機遇與挑戰(zhàn),我國電子元件行業(yè)轉型升級的成敗將對“工業(yè)強國”的戰(zhàn)略目標的實現起到重大影響。
中國電子技術標準化研究院主任王寶友
需改變傳感器標準缺失嚴重現狀
傳感器、MEMS和物聯網感知層都有自己的標準體系,但三者有所不同,MEMS并不等同于傳感器,傳感器也不都應用在物聯網感知層,所以三者是互相交叉的關系。
目前,國內外傳感器相關標準總體上缺失嚴重,主要由以下幾個原因造成:1.市場本身雖然體量大,但是應用領域細分,產品種類多,批量小,標準化難度大;2.作為整機或系統(tǒng)的前端、配套,一般被整合進儀器儀表等終端產品中,自身的標準化未被充分重視;3.每個細分市場均由幾家大公司控制,用研雙方對于標準統(tǒng)一的需求不強烈。
國內已經在積極修訂SJ標準中標齡較長的壓敏、熱敏元件標準;同時在MEMS器件、汽車電子和物聯網總體架構領域開展了相關標準的研究與制定工作;此外在國際標準方面,我們積極組織國內相關單位及專家,逐步制定國際標準。
德國傳感器技術協會副主席Christoph Kleye
用創(chuàng)新推動工業(yè)傳感器的發(fā)展
當前已經有數十億的人類通過互聯網連接在一起,而今后將有數百億的機器通過物聯網連接在一起。傳感器是連接自然世界和電子信息世界的橋梁,物與物之間的協作離不開數字式傳感器。可以預見在不久的將來,將有越來越多的傳感器被運用到可穿戴式設備、智能家居、智能工廠、自動駕駛、工業(yè)物聯網和工業(yè)4.0中,工業(yè)產品的智能化發(fā)展將成為傳感器市場的強大驅動力。在過去十年中,中國的工業(yè)發(fā)展為數控機床和工業(yè)傳感器等產品帶來了很多機會;然而在下一個十年,我們的傳感器如果不和物聯網的發(fā)展趨勢相結合,則很難繼續(xù)保持強勁的發(fā)展勢頭。
為了適應未來的發(fā)展,我們的傳感器需要在復雜性、功能性和安全性方面進行創(chuàng)新和突破。數字化的界面、智能的實時信號處理能力、傳感器自帶的安全功能和較高的可靠性,以及定制化的產品,全都是未來傳感器發(fā)展的趨勢。傳感器廠商需要加強和客戶的合作,為客戶量身打造適合他們應用的產品,帶給客戶獨一無二的價值。
漢威電子股份有限公司董事長任紅軍
探索“互聯網+”時代傳感器產業(yè)
新技術浪潮正在襲向各行各業(yè)和社會的各個角落,這是一個巨變的時代,傳感器無處不在。從感知層,到傳輸層,再到應用層,涉及方方面面,與之相關的各個企業(yè)和機構,共同組成一個個生態(tài)圈。
生態(tài)圈具有如下特征:1.組織形態(tài)的變化:互聯網的高度公開、便捷,導致企業(yè)組織邊界逐步模糊,趨于社群化。2.客戶需求的變化:不再是簡單的產品和服務購買,往往會有更全面系統(tǒng)的需求。這導致產品和服務高度復雜化,超出了獨立產品或者單個企業(yè)的滿足能力,需要更多的相關企業(yè)、產品、服務形成有機的組合才能滿足客戶需求。3.競爭優(yōu)勢的泛在化:生態(tài)圈在技術、市場方面的協同效應會轉化成競爭優(yōu)勢,表現在業(yè)務技術的各個層面。
未來的競爭,是生態(tài)圈的競爭,企業(yè)或者自行組建產業(yè)生態(tài)圈子,或者尋找合適的圈子加入其中,否則在競爭中就會處于從屬、被動地位。因此,企業(yè)應該量力而行,根據企業(yè)定位和發(fā)展階段積極應對。
廣東奧迪威傳感科技股份有限公司董事長張曙光
《中國制造2025》對中國傳感器行業(yè)是一次機遇
《中國制造2025》強調了制造業(yè)是國民經濟的主體,對于中國傳感器行業(yè)來說,這是一次機遇,也是一個挑戰(zhàn)。
目前,國外企業(yè)在全球傳感器市場中的占比超過70%,大型傳感器企業(yè)技術研發(fā)基礎雄厚,均形成了各自的技術優(yōu)勢,整體市場的競爭格局已初步確立。通過兼并重組,掌握技術標準和專利,在“高、精、尖”傳感器和新型傳感器市場上逐步形成壟斷地位。在大企業(yè)的競爭壓力下,中小企業(yè)可向“小(中)而精、小而專”的方向發(fā)展,開發(fā)專有技術,產品定位特定細分市場。
中國傳感器行業(yè)發(fā)展的著力點包括如下幾個方面:1.升級傳統(tǒng)模擬傳感器的制造工藝及技術,提高競爭力。2.依托于中國市場,與國際大型芯片商配合設計傳感器應用方案,加快市場導入速度,降低應用成本。3.建議政策上推動MEMS傳感器技術從重點行業(yè)向民用市場擴散,形成產業(yè)基礎。4.與大學、科研院所合作,跟蹤和研究新型傳感器的原理
隨著世界制造產業(yè)的更新與轉移,亞太地區(qū)成為最有潛力的未來市場,未來幾年亞太地區(qū)市場份額將持續(xù)增長,預計2016年將提高到38.1%。我們認為,中國在傳感器市場還有很大的增長空間。
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