數(shù)字時代，傳感器與集成電路產業(yè)的協(xié)同發(fā)展之路

作為大數(shù)據(jù)的來源及控制系統(tǒng)的“窗口”，傳感器的優(yōu)劣決定著一切裝備與裝置的智能化程度和水平，也已成為國際競爭的新焦點和衡量一個國家基礎實力的重要標志之一。在數(shù)字經濟全面提升和產業(yè)變革的今天，實現(xiàn)傳感器的產業(yè)化和規(guī)模化應用，是實現(xiàn)萬物互聯(lián)和智能時代的關鍵所在。

數(shù)字時代 傳感器無處不在

眾所周知，在現(xiàn)代控制系統(tǒng)中，傳感器處于連接被測對象和測試系統(tǒng)的接口位置，成為系統(tǒng)信息輸入的主要“窗口”，為系統(tǒng)提供控制、處理、決策、執(zhí)行的原始信息�？梢哉f，傳感器直接影響和決定系統(tǒng)的性能。

隨著電子、材料、物理、化學等多領域技術的發(fā)展，特別是MEMS工藝技術的成熟和應用，滿足市場需求的多功能、微型化、數(shù)字化、系統(tǒng)化、網(wǎng)絡化、智能化的傳感器不斷涌現(xiàn)，成為傳感器產業(yè)發(fā)展新熱點。這同時也為集成電路從通用型向專業(yè)化發(fā)展提供了有力支撐和技術創(chuàng)新依據(jù)。

目前我國已有的1700余家傳感器企事業(yè)單位中，產品達到10大類、42小類、7000多個品種。其中，聲敏、力敏、光敏、氣敏、磁敏、溫濕度、RFID、生物等八大類別的主流產品，已經具備產業(yè)化技術基礎，并擁有廣闊的市場需求空間，可形成產業(yè)化規(guī)模生產。而且，在物聯(lián)網(wǎng)應用的帶動下，不同系統(tǒng)技術協(xié)同和智能化標準要求所迫、不同場景下的多維度數(shù)據(jù)描述與智能化節(jié)點、復雜環(huán)境探測與邊緣計算微系統(tǒng)產品將成為今后技術與產業(yè)發(fā)展的趨勢。

在應用方面，無論是航空航天飛行器、火車、高鐵、汽車，還是移動終端，包括機器人，都是一個多技術融合與多維度數(shù)據(jù)聚集的平臺，是一個實實在在的安裝傳感器的平臺，其性能優(yōu)劣與先進與否的標志，就是取決于裝了多少個傳感器和安裝了什么類型的傳感器，沒有傳感器就沒有大數(shù)據(jù)，更沒有控制模型。例如，新的高鐵每節(jié)車廂安裝了2400余個傳感器，伴隨著道路與環(huán)境監(jiān)測，還將有更多的傳感器隨運行車輛使用；汽車將成為可移動辦公、舒適休閑娛樂空間和智能化節(jié)點，也會大量使用智能傳感器；智能家電與可穿戴設備等也都安裝了大量傳感器，可檢測人體生理參數(shù)指標和實現(xiàn)慢病監(jiān)測與管理功能。因此，可以確切地說，自動化設備與智能化裝置，以及復雜環(huán)境與場景監(jiān)測等數(shù)字化描述，必將為傳感器產業(yè)化提供市場需求和應用保障。

現(xiàn)階段，國內外各種物聯(lián)網(wǎng)示范工程，如智能電網(wǎng)、智能交通、環(huán)境監(jiān)測、公共安全、智能家居、智慧醫(yī)院等400多個示范項目，都是應用各類傳感器技術與產品的主要市場，這無疑為傳感器技術創(chuàng)新和產業(yè)化發(fā)展提供了充分的想象空間。

傳感器技術創(chuàng)新呈四大趨勢

由此可見，傳感器技術創(chuàng)新和產業(yè)化，不僅是國際戰(zhàn)略競爭的焦點，同樣也是關乎國計民生和全社會安全穩(wěn)定的基礎保障，這既是傳感器自身發(fā)展所需，也是集成電路創(chuàng)新與發(fā)展的需要。

傳感器技術創(chuàng)新與發(fā)展趨勢歸結為以下四個方面：

一是敏感機理和材料創(chuàng)新，因為一個敏感機理的誕生就會產生新的器件，這個新的器件很快能突破和創(chuàng)造新的應用，這是敏感材料敏感機理所形成的。

二是MEMS工藝技術，它與半導體工藝相互滲透、相互依存、緊密關聯(lián)。

三是器件的創(chuàng)新，圍繞著MEMS工藝而形成不同器件、不同封裝結構的創(chuàng)新。在同一個MEMS芯片上，根據(jù)應用不同，封裝不同結構和類型的敏感元件和傳感器，并能與集成電路進行同步設計和一體化生產，實現(xiàn)協(xié)同創(chuàng)新。

四是網(wǎng)絡化和智能化，一個或多個敏感元器件，外加數(shù)字電路和網(wǎng)絡接口，加上算法軟件，進行組合形成智能模塊。

從應用角度來看，可穿戴設備是一個復合型、多功能、通過算法實現(xiàn)的智能傳感器。工業(yè)領域的“可穿戴設備”，能夠實現(xiàn)工業(yè)應用的智能化和節(jié)點化，與半導體產業(yè)的融合更為具體。

傳感器與集成電路協(xié)同發(fā)展

無論哪個行業(yè)、哪個領域，也無論是哪一類智能裝備、設施與系統(tǒng)裝置，其自動化水平和智能化程度，都需要微處理器和傳感器的協(xié)同與融合，形成功能高度集中、控制精準、算法規(guī)范的微系統(tǒng)，實現(xiàn)模塊化、個性化、精準化、標準化、規(guī)范化、產業(yè)化生產及應用。

從目前的產業(yè)現(xiàn)狀及實際情況來看，基礎材料的產業(yè)化配套與市場化等瓶頸很難突破，沒有形成共性基礎工藝技術支撐，沒有形成資本追逐的氛圍，導致產業(yè)化進程較慢，需要在市場準入、政策扶持、標準制定、產業(yè)融合、技術創(chuàng)新、戰(zhàn)略定位上進一步達成共識，加快推動行業(yè)發(fā)展，提高產業(yè)化能力和國際競爭水平。

因此，在對傳感器的戰(zhàn)略定位上需要進一步明確，提高其戰(zhàn)略地位和行業(yè)影響力。首先，需要把傳感器發(fā)展提升到戰(zhàn)略高度進行再認識。同時還要進行產業(yè)化發(fā)展的頂層設計，需要有相應的產業(yè)扶持政策和相應的人力、物力資源配置，打造傳感器產業(yè)生態(tài)體系，形成國家層面的傳感器產業(yè)集群，集中并加大資金投入；其次，要發(fā)揮區(qū)域化的政策優(yōu)勢，利用地方經濟發(fā)展對高技術產業(yè)的需求動力和資源優(yōu)勢，集中發(fā)展特色產業(yè)集群，培育和營造區(qū)域化的產業(yè)生態(tài)體系；最后，加大對產品技術創(chuàng)新的財政補貼。另外，人才政策也要統(tǒng)籌考慮，對高科技中小企業(yè)，特別是對研發(fā)數(shù)據(jù)采集感知技術的傳感器企業(yè)，應該有特殊的人才培育政策進行扶持。

“傳感器企業(yè)沒有敏感元器件就沒有核心技術，沒有應用就沒有經濟效益。”這一語道破產業(yè)鏈關系和產業(yè)發(fā)展特征。因此，打造我國傳感器產業(yè)生態(tài)體系，形成傳感器規(guī)�；�產業(yè)優(yōu)勢勢在必行，也是當務之急。與集成電路協(xié)同發(fā)展更是建立雙生態(tài)產業(yè)鏈和“傳感谷”的必由之路和產業(yè)化希望所在。

傳感器產業(yè)化需要與集成電路協(xié)同發(fā)展，需要打造從數(shù)據(jù)獲取到數(shù)據(jù)傳輸，再到數(shù)據(jù)處理的產業(yè)生態(tài)體系。實現(xiàn)從原材料、裝備工藝一直到最后節(jié)點化的完整產業(yè)鏈，構建以“政、產、學、研、用、服”六位一體的現(xiàn)代服務業(yè)平臺。比如在區(qū)域建立力敏、氣敏、磁敏、光敏、生物敏等傳感器產業(yè)園，從設計、材料、工藝，甚至MEMS工藝，搭建公共的平臺。以集群化方式發(fā)展傳感器產業(yè)，形成有效的合力，并形成規(guī)模效應，迎接傳感器國際化競爭面臨的機遇和挑戰(zhàn)。同時，通過國家、地方政策配套與聯(lián)動，產業(yè)基金與物理空間同步，形成具有國際競爭能力的生態(tài)體系和產業(yè)園區(qū)，聚集國內外傳感器領域優(yōu)勢企業(yè)，按照產業(yè)鏈上下游關系，實現(xiàn)真正意義上的產業(yè)集群，這必將成為國內外具有競爭實力數(shù)字產業(yè)化高地，也必將成為國家和地區(qū)數(shù)字產業(yè)化的一張閃亮名片。

我們必須清楚地看到，在數(shù)字經濟發(fā)展過程中，數(shù)字產業(yè)化是必由之路，刻不容緩，是競爭的核心與焦點。必須直面應對和迎難而上，形成具有自己特色的高技術產業(yè)能力，來應對技術封鎖和高技術產業(yè)競爭的影響和沖擊。為產業(yè)數(shù)字化和高質量發(fā)展提供堅實的保障，為數(shù)字產業(yè)化探索出創(chuàng)新發(fā)展的新路子。

總之，感知技術是信息技術基礎，是智能化系統(tǒng)中信息獲取的“電子五官”，芯片是半導體產業(yè)的核心，是數(shù)據(jù)處理的“大腦”，5G等通信技術承擔著系統(tǒng)的“神經”傳輸功能。三者相互依存，構成了信息化、智能化的支柱，三者相互依托和賦能推動了我國產業(yè)結構調整和轉型升級快速邁向新的未來。我們期待著智能時代的到來，更期待著傳感器產業(yè)化為智能時代及高質量發(fā)展創(chuàng)造新的輝煌。