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瘸腿的國內傳感器實現“彎道超車“，其實是個偽命題
2020-10-28
彎道超車，這個詞近幾年在科技界，尤其是在各類企業和媒體的報道中最為常見，當然還有一些專家在很多會議中也時常冒出幾句類似的"金句"。
同為半導體產業傳感器亦是如此，有觀點認為，在智能傳感器領域，國內有彎道超車的機會，而實際上真的存在或者能創造出一條全新賽道嗎？
丟棄主賽道之后，國產傳感器正式瘸腿
國內在上世紀60年代開始研發傳感器，一直到90年代初，國內傳感器一直都處于一個快速追趕的狀態，雖然與國外有所差距，但是也取得了一定的成果。
不過，在上世紀80年代，國家科委主持的"信息技術發展政策"課題的研究與起草相關政策中，在對信息技術的分類中，將傳感器技術拋在了計算機、集成電路、通信技術和軟件之外。原因也很簡單，直到今天，傳感器在半導體市場份額也沒能大幅提升，僅為5%，這也是當時為什么傳感器技術被關在了信息技術重點名單之外的原因。
然后事情并沒有那么簡單，在90年代初，也就是國內傳感器獲得長足進步的30年后，國家儀器儀表部門被撤銷，這也基本國內傳感器產業的發展進入一個工業附庸的階段。
從90年代初至今天，在傳感器長達后30年的發展時間，國內傳感器大部分市場份額一直被外資所占據著。下面的現象和數字在傳感器行業出現的最為頻繁，也是行業所公認的現狀：國內傳感器廠家所生產的大部分都是低端傳感器，中高端傳感器進口比例在80%以上。
甚至，根據傳感器國家工程研究中心《中國傳感器發展藍皮書》數據顯示，汽車傳感器、高端化學類氣體傳感器、光纖傳感器等產品進口比例為95%，而海洋傳感器全部依賴進口。
從政策的角度來看，本有信息技術一席之地的傳感器成為了"棄子"，這條賽道被否認了。
那么，為何傳感器市場不能自我驅動？
主要有以下幾點原因：
第一，工業化落后，利潤率低。
中國工業發展的起步較晚，自動化程度不高。前不久，在參觀深圳本土傳感器企業時發現，整個壓力傳感器80%的裝配流程依舊是采取手工裝配的方式，產量根本上不去，導致規模無法跟上。而且產能上不去，成本控制不下來，低利潤率讓觀望者卻步。另外，傳感器本身技術含量雖然高，但單只傳感器的價格一般不高，很難單純依賴傳感器而形成可觀的產值。
第二，傳感器研發周期較長，企業承擔風險很高。
按照清華大學精密儀器系教授董永貴的說法能很好詮釋這一點，一款傳感器的研發，至少需要6-8年才能成熟，中國企業承受不了這么長的周期，并且研究失敗的風險也不低。所以，苦活累活這樣的工作想必不是市場愿意去做的，市場所追求的永遠都是高收益、低風險、高回報的行業。
第三、國外品牌崛起，國產市場份額遭打壓。
基于高收益、低風險、高回報的特點，衍生出了"造不如買，羊毛出在羊身上"的風向，國內的傳感器企業，尤其是在芯片方面，自我研發的很少，幾乎都是進口，國外品牌的質量和口碑就這樣逐漸形成。
在國外品牌影響力逐步擴大的情況下，國內品牌要想崛起那就更難了，風險更大了。最經典的例子就是，2010年歐姆龍一個開關要接近400元，而現在隨著中國品牌的逐漸崛起，現在只需要60元，面對價格戰，國內品牌的壓力可想而知，這種情況下如何茍全于行業中或許是他們想的最多的問題。
當然，國產傳感器發展落后的原因還有甚多。單憑這幾點可以看出，市場化驅動這條路并行不通。
國外先于賽道幾十年
此前，天津大學教授林雪萍認為，國內傳感器技術全是卡脖子。
首先是工業設計軟件，MEMS傳感器設計十分依賴軟件IntelliSuite，或者是占據國內市場份額的ConventorWare，包括863計劃MEMS研究計劃的30個研究小組都在用這個軟件，幾乎相當于此前工業軟件Matlab在科學計算的地位。
還有一個例子就是PM2.5的測量，此前都是美國熱電公司的產品，因其精密程度，售價幾十萬到上百萬不等。最近才被天津大學所攻克。
這種落后十幾年甚至幾十年的技術，并不是口嗨一句就能彎道超車的。當別人已經做到1的時候，無論是從什么方向入手，你還是需要從0-1，所消耗的可能不會少，甚至會更多。所以，彎道超車本身就是偽命題。
以美、日、德為代表的國家在傳感器布局上相對更早，且更堅定。
美國在80年代就聲稱世界已進入傳感器時代，美國早在80年代初就成立了國家技術小組(BGT)，幫助政府組織和領導各大公司與國家企事業部門的傳感器技術開發工作。美國空軍2000年舉出15項有助于提高21世紀空軍能力關鍵技術，傳感器技術名列第二。
德國則以工業強國為優勢，從原材料成本上入手，保持產品優勢。
而日本早在上個世紀就把傳感器技術列為十大技術之首，它的半導體材料在全球來說舉足輕重，日本企業供應了全球一半以上的半導體原材料。
可見，美、日、德對于傳感器最重要的材料和工藝是非常重視的，也給國內指明了在傳感器領域，材料和工藝才是發展的大方向。
物聯網只是一個契機，而不是近道
不可否認，傳感器是物聯網感知層中的重要組成部分，承擔著數據采集和傳輸的重任，是物聯網實現的基礎和前提。無論物聯網傳感器的市場有多大，增長率如何，能夠吃下這塊蛋糕的必將是滿足物聯網需求的傳感器企業。
IoT確實給傳感器企業帶來了新一輪的市場應用，這也是IoT給傳感器企業帶來的利好，從市場維度來說，企業能挖掘的市場更多了，從抵御風險來說，企業的賽道更寬了。
在物聯網所需的大量傳感器芯片中，芯片必須低功耗、低價格的特性。據了解，國內現有的材料、封裝技術，這些性能在45nm芯片上即可完美呈現。而我國在45nm左右制程和8英寸晶圓上有成熟的產業布局，隨著物聯網的發展，這些產能將得到最大程度的釋放。
所以，物聯網的大市場容量能夠很好地容納暫時落后的發展狀態，同時已經成熟的傳感器工藝也能夠幫助這些傳感器企業獲得繼續運轉、持續研發的能力。
從目前的MEMS傳感器來看，國內在MEMS麥克風傳感器上可以說是走在了世界前列，這就是一個很好的征兆。這說明，在物聯網傳感器領域，新材料的研發、工藝迭代上，國內外的差距并沒有那么大，并非不能跨越。
對于瘸腿幾十年的國內傳感器產業來說，彎道超車始終都是偽命題。但是如果換個思維，把大家都放到另一個賽道中，差距就沒有那么大。
實際上，彎道超車的概念并非隨口說說，也不存在那么多賽道讓國內企業加速超車。就目前的科技行業來說，用"追趕"這個詞更為貼切。
雖說中芯國際的N+1工藝已經流片成功，國內芯片產業已經在大步追趕臺積電、三星等龍頭企業，但是實際差距其實心知肚明。即使摩爾定律的存在限定了現有芯片發展的天花板，可終究要認清的現實是，頂尖工藝確實放慢了腳步，但是后來者依舊是處于追趕狀態。比如說，中芯國際N+1工藝雖然不需要用光刻機，但是N+2等工藝仍然避不開高端光刻機的使用。同為半導體產業傳感器亦是如此，有觀點認為，在智能傳感器領域，國內有彎道超車的機會，而實際上真的存在或者能創造出一條全新賽道嗎？
丟棄主賽道之后，國產傳感器正式瘸腿
國內在上世紀60年代開始研發傳感器，一直到90年代初，國內傳感器一直都處于一個快速追趕的狀態，雖然與國外有所差距，但是也取得了一定的成果。
不過，在上世紀80年代，國家科委主持的"信息技術發展政策"課題的研究與起草相關政策中，在對信息技術的分類中，將傳感器技術拋在了計算機、集成電路、通信技術和軟件之外。原因也很簡單，直到今天，傳感器在半導體市場份額也沒能大幅提升，僅為5%，這也是當時為什么傳感器技術被關在了信息技術重點名單之外的原因。
然后事情并沒有那么簡單，在90年代初，也就是國內傳感器獲得長足進步的30年后，國家儀器儀表部門被撤銷，這也基本國內傳感器產業的發展進入一個工業附庸的階段。
從90年代初至今天，在傳感器長達后30年的發展時間，國內傳感器大部分市場份額一直被外資所占據著。下面的現象和數字在傳感器行業出現的最為頻繁，也是行業所公認的現狀：國內傳感器廠家所生產的大部分都是低端傳感器，中高端傳感器進口比例在80%以上。
甚至，根據傳感器國家工程研究中心《中國傳感器發展藍皮書》數據顯示，汽車傳感器、高端化學類氣體傳感器、光纖傳感器等產品進口比例為95%，而海洋傳感器全部依賴進口。
從政策的角度來看，本有信息技術一席之地的傳感器成為了"棄子"，這條賽道被否認了。
那么，為何傳感器市場不能自我驅動？
主要有以下幾點原因：
第一，工業化落后，利潤率低。
中國工業發展的起步較晚，自動化程度不高。前不久，在參觀深圳本土傳感器企業時發現，整個壓力傳感器80%的裝配流程依舊是采取手工裝配的方式，產量根本上不去，導致規模無法跟上。而且產能上不去，成本控制不下來，低利潤率讓觀望者卻步。另外，傳感器本身技術含量雖然高，但單只傳感器的價格一般不高，很難單純依賴傳感器而形成可觀的產值。
第二，傳感器研發周期較長，企業承擔風險很高。
按照清華大學精密儀器系教授董永貴的說法能很好詮釋這一點，一款傳感器的研發，至少需要6-8年才能成熟，中國企業承受不了這么長的周期，并且研究失敗的風險也不低。所以，苦活累活這樣的工作想必不是市場愿意去做的，市場所追求的永遠都是高收益、低風險、高回報的行業。
第三、國外品牌崛起，國產市場份額遭打壓。
基于高收益、低風險、高回報的特點，衍生出了"造不如買，羊毛出在羊身上"的風向，國內的傳感器企業，尤其是在芯片方面，自我研發的很少，幾乎都是進口，國外品牌的質量和口碑就這樣逐漸形成。
在國外品牌影響力逐步擴大的情況下，國內品牌要想崛起那就更難了，風險更大了。最經典的例子就是，2010年歐姆龍一個開關要接近400元，而現在隨著中國品牌的逐漸崛起，現在只需要60元，面對價格戰，國內品牌的壓力可想而知，這種情況下如何茍全于行業中或許是他們想的最多的問題。
當然，國產傳感器發展落后的原因還有甚多。單憑這幾點可以看出，市場化驅動這條路并行不通。
國外先于賽道幾十年
此前，天津大學教授林雪萍認為，國內傳感器技術全是卡脖子。
首先是工業設計軟件，MEMS傳感器設計十分依賴軟件IntelliSuite，或者是占據國內市場份額的ConventorWare，包括863計劃MEMS研究計劃的30個研究小組都在用這個軟件，幾乎相當于此前工業軟件Matlab在科學計算的地位。
還有一個例子就是PM2.5的測量，此前都是美國熱電公司的產品，因其精密程度，售價幾十萬到上百萬不等。最近才被天津大學所攻克。
這種落后十幾年甚至幾十年的技術，并不是口嗨一句就能彎道超車的。當別人已經做到1的時候，無論是從什么方向入手，你還是需要從0-1，所消耗的可能不會少，甚至會更多。所以，彎道超車本身就是偽命題。
以美、日、德為代表的國家在傳感器布局上相對更早，且更堅定。
美國在80年代就聲稱世界已進入傳感器時代，美國早在80年代初就成立了國家技術小組(BGT)，幫助政府組織和領導各大公司與國家企事業部門的傳感器技術開發工作。美國空軍2000年舉出15項有助于提高21世紀空軍能力關鍵技術，傳感器技術名列第二。
德國則以工業強國為優勢，從原材料成本上入手，保持產品優勢。
而日本早在上個世紀就把傳感器技術列為十大技術之首，它的半導體材料在全球來說舉足輕重，日本企業供應了全球一半以上的半導體原材料。
可見，美、日、德對于傳感器最重要的材料和工藝是非常重視的，也給國內指明了在傳感器領域，材料和工藝才是發展的大方向。
物聯網只是一個契機，而不是近道
不可否認，傳感器是物聯網感知層中的重要組成部分，承擔著數據采集和傳輸的重任，是物聯網實現的基礎和前提。無論物聯網傳感器的市場有多大，增長率如何，能夠吃下這塊蛋糕的必將是滿足物聯網需求的傳感器企業。
IoT確實給傳感器企業帶來了新一輪的市場應用，這也是IoT給傳感器企業帶來的利好，從市場維度來說，企業能挖掘的市場更多了，從抵御風險來說，企業的賽道更寬了。
在物聯網所需的大量傳感器芯片中，芯片必須低功耗、低價格的特性。據了解，國內現有的材料、封裝技術，這些性能在45nm芯片上即可完美呈現。而我國在45nm左右制程和8英寸晶圓上有成熟的產業布局，隨著物聯網的發展，這些產能將得到最大程度的釋放。
所以，物聯網的大市場容量能夠很好地容納暫時落后的發展狀態，同時已經成熟的傳感器工藝也能夠幫助這些傳感器企業獲得繼續運轉、持續研發的能力。
從目前的MEMS傳感器來看，國內在MEMS麥克風傳感器上可以說是走在了世界前列，這就是一個很好的征兆。這說明，在物聯網傳感器領域，新材料的研發、工藝迭代上，國內外的差距并沒有那么大，并非不能跨越。
對于瘸腿幾十年的國內傳感器產業來說，彎道超車始終都是偽命題。但是如果換個思維，把大家都放到另一個賽道中，差距就沒有那么大。
（文章鏈接：儀表網）
TAGS : 傳感器
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