近年来,华为和中兴的崛起,将5G和芯片推向了前所未有的热度,国人对它们的关注度只增不减。可见我们是多么想把前沿技术掌握在自己手里,以摆脱国外的技术压制。
还有一个和芯片地位相当的领域,但在国内提的人不多。是传感器。传感器作为未来“物联网”的基石,被《福布斯》评为未来影响人类的10大技术,预计在未来几十年仍将占据最重要的位置。

为什么这么重要的技术,在国内却这么少人提及?我国传感器的发展现状如何?
传感器是什么?有多重要?
传感器,字面上可以拆分为“传输”和“感觉”。
传感器要做的就是感受“信息”并将信息转化为电信号传输给芯片,让中央芯片做出一致的反应。该信息可以是任何初始形式,例如温度、光、压力、超声波...
比如我们手机上的指纹解锁时,传感器将压力“触摸”转化为电信号,手机内部的集成电路——也就是芯片——接收到相应的电信号,发出指令解锁手机;
当我们用手机拍照时,光线传感器会捕捉到落入相机的光线,将其转换成电信号并传输到中央。经过一系列的图像处理,我们看到的照片就会呈现出来。
这个过程和人体处理信息的方式一模一样。所以这里可以做一个简单易懂的类比:芯片就是大脑,传感器就是神经系统。这两者是密不可分的。
芯片的存在赋予了物体“智慧”,可以做出用户想要的反馈;传感器的存在,让物体有了“触觉”和“味道”,让它们慢慢活了起来。
传感器还可以代替人体有限的感觉器官,到深海、地下、宇宙去做一些只有它才能做的工作。可以说现代人类的探测和建造完全离不开传感器。
它在我们的生活中无处不在。如果有一天世界上所有的传感器都失灵了,家电、智能手机、大型工程机械、飞机等现代科技用品几乎瘫痪,人类科技文明直接倒退几十年。
不仅是“现在”,传感器也持有“未来”的含义。这里就说说“物联网”。未来构想的万物互联,不过是由数百亿个传感器组成的“海洋”。
想象一下,在一个高度数字化的世界里,一切都被一个网络连接起来,人们出门就可以随时观察家里的情况。传感器可以向用户反馈房间温度和亮度,提醒用户水、电、天然气的通断状态,外出时也可以由客户端远程控制;如果家里有老人,子女还可以通过装有传感器的手表密切观察老人的心跳和血压,以防意外。
或者在交通方面,一个喝醉的司机拿出他的车钥匙,车内的气味传感器通过识别酒精的气味来暂时锁定汽车。同时他给司机的亲戚朋友打电话发坐标,大大降低了酒驾受伤的概率...
传感器在汽车电子中的应用
除了以上列举的这两项,未来传感器的应用肯定会超出我们的想象。现在人类之所以还停留在“物联网”上,而没有步入“物联网”,是因为传感器和嵌入式计算机的技术还不够发达,积累的量变还不足以引起质变。

毫不夸张地说,哪个国家先掌握了尖端传感器,就等于掌握了未来。
我国传感器的发展现状如何?你乐观吗?
目前,我国物联网连接已经达到相当规模。互联网数据中心预测,2025年中国物联网连接总量将达到102.7亿,占除日本以外亚太地区连接总量的84%。
但是,与这种发展规模形成对比的,是我们的传感器对国外进口的依赖,已经达到了80%左右。尤其是汽车传感器、光线传感器、化学气体传感器等。,涵盖日常生活、航空航天、科学等多个领域,这意味着我国物联网虽然相对发达,但很容易陷入“被人控制”的窘境。
但这也不能怪中国,主要是因为美日德抢占“高地”较早,目前占据全球传感器市场70%左右的份额,呈现三足鼎立的垄断格局。我们认为打破这种局面需要时间。
去年4月,美国商务部宣布了新的对华出口限制政策。中国用于开发武器、军用飞机或侦察技术的特殊传感器几乎被完全禁止。面对这样的恶意竞争,我国传感器的发展非常坎坷。如果长期持续下去,整个中国制造业都会被严重拖慢。
国产传感器的发展不仅有“外患”,也有“内忧”。国内传感器生产以贴牌或国外研究为主,产品也集中在中低端传感器。以目前的工程技术水平,还很难涉足高端市场。
而且根据2020年9月的《中国传感器发展蓝皮书》可以发现,中国的传感器研究所只有17家,大学只有35所。除了RD研究所,国内主要传感器上市公司利润率普遍较低,甚至偶尔出现负增长。
显然,相对于大家都重视的芯片行业,我国对传感器的重视程度还有待提高。
中国传感器产业能否“乘风破浪”?
面对众多围堵和“内忧外患”,中国传感器真的无路可走了吗?事实也并非如此。未来中国的传感器需要从政策、市场、技术三个因素入手。
从政策方面看,2011年以来,国家不断强化传感器在国家科技创新计划中的地位。
在11月30日的《信息化和工业化深度融合“十四五”规划》中,工信部甚至提出要加快培育和发展工业芯片、智能传感器工业控制系统、工业软件等集成配套产业。,增强产业基础支撑能力。
在国家政策的鼓励和支持下,我国传感器企业在长三角、珠三角、京津地区集群发展。截至2020年9月,长三角地区共有传感器行业9862家,传感器领域主要为热、磁、气传感器。珠三角地区以热敏、磁敏、超声波为主;北京和天津更倾向于学术研发,产学结合,共同推动智能传感器的发展。

从市场的角度来看,传感器与物联网的密切关系既是危机也是机遇。
中国物联网市场可观,5G发展迅速。所以传感器最重要的是提供本地化和定制服务。只要国产化率高,质量差距小,而且比国外便宜,国内市场在与国外的竞争中就有充分的优势。
从技术角度来说,高端传感器难以制造的原因之一是工业体系不完整,人才匮乏。
在这方面,我们不应该羞于承认外国的优势。而是要以积极的态度,参考国外的经验,摆脱“造船不如买船,买船不如租船”的思维模式。凭借我国的人口优势和独特的履约责任,牢牢把握底层质量,大力引进和培养人才,展开对国际技术水平的紧追。
毕竟未来是物联网的时代,仅仅依靠“中国芯”来支撑是远远不够的。中国作为一个有野心掌握未来的国家,一定会以垦荒的诚意和最高的品质实现国产传感器的真正突破。


