我國已經(jīng)進入由工業(yè)大國向工業(yè)強國邁進的關鍵時期。然而，工業(yè)基礎能力薄弱成為制約我國工業(yè)核心競爭力提升和國際產(chǎn)業(yè)分工躍升的關鍵瓶頸，存在的突出問題有：自主創(chuàng)新能力不強，核心基礎零部件/元器件、關鍵基礎材料主要依賴進口，基礎工藝和產(chǎn)業(yè)技術基礎落后，國民經(jīng)濟和國防建設所需的重大成套裝備、主機及人民生活所需的裝配型工業(yè)產(chǎn)品陷入了“空殼化”的困境。2013年、2014年中國工程院會同工業(yè)和信息化部及國家質(zhì)檢總局相繼開展了“制造強國戰(zhàn)略研究”“工業(yè)強基戰(zhàn)略研究”兩個重大發(fā)展戰(zhàn)略咨詢項目研究。本文主要解析了“制造強國”“工業(yè)強基”的發(fā)展戰(zhàn)略，介紹傳感器技術領域的顛覆性技術——微機電系統(tǒng)（MEMS）的進展并提出應對建議與措施。

一、制造強國與工業(yè)強基

制造業(yè)是立國之本，興國之器，強國之基。制造業(yè)是實體經(jīng)濟的主體，是國民經(jīng)濟的脊梁，是國家安全和人民幸福安康的物質(zhì)基礎，是我國經(jīng)濟實現(xiàn)創(chuàng)新驅(qū)動、轉(zhuǎn)型升級的主戰(zhàn)場。

新中國成立后我國制造業(yè)經(jīng)歷了三個發(fā)展階段：1949—1978年，形成比較獨立完整的體系；1978—1990年，告別工業(yè)產(chǎn)品短缺時代；1990—2010年，產(chǎn)業(yè)規(guī)模持續(xù)擴大。2010年，我國制造業(yè)產(chǎn)出占世界比重的19.8%，超越美國的19.6%，成為全球制造業(yè)第一大國，這一成就世界矚目，我國制造業(yè)進入新的發(fā)展階段。

然而，我國制造業(yè)大而不強，存在以下問題：自主創(chuàng)新能力不強、基礎薄弱、處于價值鏈低端、生產(chǎn)經(jīng)營效率不高、產(chǎn)業(yè)結構不合理、產(chǎn)品質(zhì)量問題突出、可持續(xù)發(fā)展乏力等。面臨著發(fā)達國家高端制造業(yè)回歸本土，發(fā)展中國家低端制造業(yè)低成本競爭優(yōu)勢，我國資源和環(huán)境雙重約束，第三次工業(yè)革命給我國制造業(yè)帶來難得的“機會窗口期”，城鎮(zhèn)化及消費結構升級提供了巨大的市場需求空間，經(jīng)濟體制機制改革將加速制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級等新的挑戰(zhàn)。

信息時代，我國制造業(yè)肩負著新的使命，“工業(yè)強基”是我國制造業(yè)的強盛之路，其基礎是“四基”——關鍵基礎材料、核心基礎零部件/元器件（包括機械基礎零部件、電子元器件、儀器儀表元器件）、先進基礎工藝和產(chǎn)業(yè)技術基礎。“四基”內(nèi)涵豐富、涉及范圍廣，為了聚焦突破的重點，工業(yè)基礎應按照三個原則確定重點：①大量進口“卡脖子”的產(chǎn)品和技術；②影響經(jīng)濟安全和國防安全的產(chǎn)品和技術，必須自主研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化；③單靠市場不能解決，需要政府安排解決的產(chǎn)品和技術。

二、制造強國之基礎——傳感器技術

1.國內(nèi)傳感技術現(xiàn)狀

核心傳感元器件是“工業(yè)基石”，是工業(yè)賴以生存和發(fā)展的基礎，直接決定重大裝備和主機產(chǎn)品的性能、質(zhì)量（壽命、可靠性、適用工況），但關鍵基礎件發(fā)展滯后，核心傳感元器件受制于人，已成為制約我國工業(yè)實現(xiàn)“由大變強”的主要障礙。

傳感元器件的特點是量大面廣，下游應用領域廣泛，全球需求量大，能產(chǎn)生較大的經(jīng)濟效益和社會效益，其技術進步是下游整機應用行業(yè)技術創(chuàng)新的先決條件；三化程度高，適于專業(yè)化大批量生產(chǎn)；兼有材料密集型、勞動密集型和技術密集型產(chǎn)業(yè)的特點，同時面臨著世界發(fā)達國家的低附加值零部件產(chǎn)業(yè)逐漸向外轉(zhuǎn)移，實行全球采購的趨勢。

“十一五”以來，在高速增長的需求拉動下，我國傳感器行業(yè)發(fā)展也取得了長足的進步，對外依賴逐年減少，主要表現(xiàn)在：①產(chǎn)業(yè)規(guī)模進入世界前列；②產(chǎn)業(yè)布局基本形成；③中低檔產(chǎn)品“基本”滿足市場需求；④研發(fā)能力顯著進步。雖然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。主要表現(xiàn)在：①產(chǎn)業(yè)集中度低，中低檔產(chǎn)品產(chǎn)能過剩；②研發(fā)及自主創(chuàng)新能力薄弱，核心技術受制于人；③行業(yè)共性技術研究缺位；④政策缺位。

傳感器在機器人領域、智能汽車領域、機械領域都有著廣泛的應用。其技術發(fā)展總趨勢呈現(xiàn)出明顯的特點：①產(chǎn)品技術與智能化技術相互融合；②模塊化、組合化、集成化技術得到高度重視；③高性能和環(huán)保成為行業(yè)發(fā)展的主題；④廣泛采用新材料、新工藝。核心傳感器的技術發(fā)展趨勢呈現(xiàn)出智能化、無線化、微型化、集成化、多樣化的特點。

2.智能傳感技術發(fā)展

微機電系統(tǒng)（MEMS）技術是特征尺度跨越微米和納米兩個鄰接微小領域的高新技術，是信息化智能化的關鍵核心技術。在微能源、測試測量、環(huán)境監(jiān)測、生物統(tǒng)計、安全保衛(wèi)等領域具有非常廣泛的應用。

MEMS傳感器具有微型化、低成本、功耗低、高可靠、高精度、高度集成及高性能的特點，在前沿科技、汽車行業(yè)、醫(yī)療與健康監(jiān)護、可穿戴與便攜式系統(tǒng)、智能手機等軍民兩用領域都取得了迅速的發(fā)展。

應用驅(qū)動和技術驅(qū)動是MEMS傳感器發(fā)展的兩大驅(qū)動力，我國MEMS傳感器的發(fā)展具有獨特的特點：①具有特色的制造基地；②成立了專業(yè)研究機構；③成立了專業(yè)學會；④研究內(nèi)容不斷擴展；⑤MEMS走向應用與產(chǎn)業(yè)化初期；⑥學術交流十分活躍。

三、思考建議

從戰(zhàn)略設計上來講，將核心傳感器技術上升為國家“制造強國”“工業(yè)強基”戰(zhàn)略的重要組成部分，提升傳感器自身的產(chǎn)業(yè)鏈，同時將市場競爭與政府引導相結合，綜合提升傳感器技術的市場競爭能力。

在傳感器的發(fā)展方面，建立新體制的、面向行業(yè)的傳感器技術與產(chǎn)品工程研究中心與創(chuàng)新研究院；建立高端傳感器的公共加工平臺與基地；建立自動化智能化核心傳感器制造示范工程；建立高端傳感器的試驗驗證公共平臺；建立傳感器產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)以及配套政策；建立支持自主可控核心傳感器稅收優(yōu)惠政策；支持和建立與傳感器產(chǎn)業(yè)發(fā)展相配套的專業(yè)/職業(yè)人才培養(yǎng)體系。

作者：中國工程院院士，中國科協(xié)智能制造學會聯(lián)合體副理事長，清華大學副校長，教授尤政

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