突圍傳感器：破局中國物聯網“之殤”

　　首先，關鍵技術尚未突破是主要制約因素。徐開先表示，目前我國傳感器共性關鍵技術尚未突破。在設計技術方面，傳感器的設計技術涉及多種學科、多種理論、多種材料、多種工藝及現場使用條件;設計軟件價格昂貴、設計過程復雜、考慮因子眾多;設計人才匱乏，設計人員不僅需了解通用設計程序和方法，還需熟悉器件制備工藝，了解器件現場使用條件。可以說國內尚無一套有自主知識產權的，真正好用的傳感器設計軟件。

　　在可靠性技術方面，國產傳感器可靠性不高是影響國產傳感器大量應用的主要原因之一，據了解電力部門采用國外傳感器產品三年不需檢修，采用國內產品每季度檢修一次，石化部門，重要生產線幾乎全部采用國外傳感器，而不敢使用國內產品。通常國產傳感器可靠性指標比國外同類產品低1～2個數量級。

　　在封裝技術方面，傳感器的封裝結構和封裝材料，影響傳感器的遲滯、時間常數、靈敏限，使用壽命等性能。從制造成本看，傳感器的封裝成本通常為總成本的30%～70%。國內對傳感器的封裝技術尚未形成系列、標準，也無統一接口，因而傳感器的外型千差萬別，很不利于用戶選用和產品互換。

　　其次，產業化能力不足也是制約因素。目前國內高精度、高可靠傳感器研發及產業化能力嚴重滯后于需求，技術水平相比國外還有較大差距，產品一致性、可靠性水平比國外低1～2個數量級，產品的品種和系列大約是國外的30%～40%，產品的產業化程度不足15%。導致高精度、高可靠傳感器嚴重依賴進口，從而被這些發達國家壟斷，例如GE公司、Honeywell公司、英飛凌公司、西門子公司、ABB公司、歐姆龍公司、基恩士公司等等。

　　國內傳感器產品不配套、不成系列。徐開先表示， 系列中比較易生產的某些規格尚能生產，且重復生產，惡性競爭，系列兩端的產品往往不能生產，多需國外進口，如工業自動化儀表中廣為應用的、高精度、高穩定的低微差壓傳感器(量程≤1KPa)，高差壓、高靜壓傳感器(量程≥3MPa、靜壓≥60MPa)。

　　第三，資源分散，產業規模小。目前國內傳感器產品處于發展階段，傳感器品種也不多，企業分散，制造水平低，產業規模小。目前我國傳感器企業有1600余家，大都為小、微企業，盈利能力不強，缺乏引領技術的龍頭企業。

　　產業分散體現在資金分散、技術分散、企業布局分散，產業結構分散、市場分散等方面;管理方面存在政府部門管理歸口不統一、難于協調、多頭管理現象;政策支持方面也存在政策支持的集中度不高，缺乏專項計劃集中扶持，即使支持也過于分散，缺乏力度，缺乏持續性。

　　第四，傳感器高端人才匱乏是影響傳感器發展的最大瓶頸。徐開先表示，由于傳感器行業經濟基礎、技術基礎、產業基礎較為薄弱，加之傳感器產業涉及學科多，要求知識面廣，新技術層出不窮，長期以來很難吸引國際頂級人才投身到傳感器行業工作;加之國內由于學科設置不合理，缺少復合型人才培養機制，往往搞設計的不懂工藝、搞工藝的不明應用、會應用的不曉設計。造成很多企業缺乏既懂管埋、又懂技術、還會經營的復合型人才，以及工藝人才和技能人才。

　　從技術與應用突圍

　　“我們的突破口在于應用。”吳云橋表示，中國巨大的應用市場給傳感器發展帶來發展動力。他表示，家庭智能終端的普及和機器人應用家庭化，帶來細分產業傳感器應用的新突破。

　　但應用的突破也需要技術與工藝的支撐。

　　“國內傳感器產業，大部分都在搞傳感器應用，特別是在物聯網，智能裝備方面的應用，而不愿涉及傳感器芯片的開發和研究，”徐開先表示，“因芯片研發投資極大，成本高，工藝裝備昂貴，資金回收周期長，且技術難度風險大，必須靠國家投資和資助，靠企業是難以為繼的。”

　　徐開先強調，如果不在傳感器芯片上投入和下功夫，那可能重蹈“IC芯片”之轍。如果傳感器芯片性能優良，產品可靠性、穩定性高，其應用不愁沒有市場。“加強IC與MEMS技術的集成與融合”徐開先建議，“IC與MEMS的集成與融合，是傳感技術產業發展的必由之路。”

　　“傳感器芯片是比較復雜的一個產業，涉及到研發、設計以及生產等環節。”中國移動北京集成電路創新中心總經理肖青向《通信產業報》(網)記者表示，“我國在材料、制程以及工藝等關鍵技術領域缺乏積累，所以這是一個長期的過程。”

　　以MEMS為例，它用微加工技術將各種產品整合到基于硅的微電子芯片上，MEMS工藝與傳統的IC工藝有許多相似之處，如光刻、薄膜沉積、摻雜、刻蝕、化學機械拋光工藝等，但有些復雜的微結構難以用IC工藝實現，必須采用微加工技術制造。包括硅的體微加工技術、表面微加工技術和特殊微加工技術。除此之外，MEMS制造還廣泛地使用多種特殊加工方法，包括鍵合、LIGA、電鍍、軟光刻、微模鑄、微立體光刻與微電火花加工等。

　　同通用芯片一樣，傳感芯片的生產制作過程尤為復雜。而且，在芯片生產加工中需要的材料中國產材料的使用率不足15%，高端制程和先進封裝領域，半導體材料的國產化率更低，且部分產品面臨嚴重的專利技術封鎖。但如果我國不能掌握MEMS傳感器的制造技術并主導其生產，無疑將阻礙傳感器產業前進的步伐。

　　業內人士建議可重點放在非硅基的新材料、新機理、新工藝傳感器的研究。重點發展應用市場廣、具備一定產業基礎、易于快速產業化的智能傳感器及其核心元器件，運動感測組合傳感器中的加速度計、陀螺儀，環境感測組合傳感器中的壓力傳感器等。