當(dāng)然,傳感器行業(yè)本身也具有不容低估的市場規(guī)模。根據(jù)德國Statista數(shù)據(jù)分析公司數(shù)據(jù),2022年全球傳感器市場規(guī)模為2512.9億美元(約1.79萬億人民幣)。其中我國傳感器市場規(guī)模為3096.9億元人民幣,2019—2022年均復(fù)合增長率為12.26%。盡管我國傳感器市場增速相對穩(wěn)定,但全球龍頭企業(yè)如愛默生、西門子、博世、意法半導(dǎo)體、霍尼韋爾等跨國公司占據(jù)約60%的國內(nèi)傳感器市場份額,尤其在高端傳感器市場,我國約80%的傳感器依賴進口。特別需要說明的是,傳感器除了自身的萬億級市場之外,有研究表明,傳感器帶動的上下游產(chǎn)業(yè)鏈所創(chuàng)造的產(chǎn)值大約是傳感器行業(yè)產(chǎn)值的6倍左右。
傳感器在國家戰(zhàn)略工程中是“勝負手”
傳感器的性能、質(zhì)量,直接決定重大裝備和戰(zhàn)略產(chǎn)品的性能、質(zhì)量。高鐵現(xiàn)在已經(jīng)成為我國的一張名片,傳感器就發(fā)揮了不可或缺的作用,高端傳感器在高鐵上有六大應(yīng)用場景:一是列車監(jiān)測與維護,二是軌道健康監(jiān)測,三是列車安全防護,四是乘客信息交互,五是能源管理,六是環(huán)境綜合監(jiān)測。以和諧號380AL高鐵列車為例,一輛列車里的傳感器數(shù)量超過1000個,平均每40個零部件里就有一個傳感器,它們承擔(dān)著狀態(tài)監(jiān)視、故障報警、車載設(shè)備控制等功能,被認為是軌道交通運營安全的保障性技術(shù)和裝備持續(xù)升級的關(guān)鍵性技術(shù)。未來,傳感器與人工智能等新興技術(shù)將實現(xiàn)深度融合,中國高鐵將更智能、更安全。
在醫(yī)療健康中,傳感器是“金剛鉆”。現(xiàn)代醫(yī)療離不開各種檢測,各類醫(yī)療儀器就是通過各類傳感器獲取與病人病理相關(guān)的各種醫(yī)療數(shù)據(jù),來為醫(yī)生診療提供依據(jù)。例如用于測量血管內(nèi)外徑、血流速度、血壓、心內(nèi)壓、體溫等多種生理參數(shù)各類位移、速度、振動(加速度)、力、流量、壓強和溫度傳感器;用于檢測血液中的離子(如K+、Na+、Ca2+ 等)和氣體(如O2、CO2)的濃度的化學(xué)傳感器;利用選擇性識別來測定生化物質(zhì)的酶傳感器、微生物傳感器、免疫傳感器、組織傳感器和DNA傳感器等;通過測量細胞或組織的微弱電信號的變化來監(jiān)測生理狀態(tài)的心電(EKG)、腦電(EEG)、肌電(EMG)等生物電傳感器,這些傳感器在診斷心臟疾病和肌肉功能狀態(tài)中非常重要。傳感器是醫(yī)療領(lǐng)域中不可或缺的技術(shù),它們對疾病的預(yù)防、診斷和治療起著至關(guān)重要的作用。
在國防安全中,傳感器是“戰(zhàn)斗力”?,F(xiàn)代戰(zhàn)爭從某種程度上來講,打的就是傳感器。在最近的烏克蘭危機中,有統(tǒng)計表明80%的毀傷效果是由占全部彈藥總量20%的精確制導(dǎo)彈藥,也就是導(dǎo)彈、制導(dǎo)炸彈等造成的。這些高精度的慣性、無線電、激光、光電、紅外、衛(wèi)星等精確制導(dǎo)技術(shù)中,慣性測量單元(IMU)、激光傳感器、紅外傳感器、毫米波傳感器、光電傳感器、雷達等各類高端傳感器發(fā)揮了決定性的關(guān)鍵作用。除此之外,隱身戰(zhàn)機、航母艦隊、衛(wèi)星星座等武器裝備,更加需要由各類高端傳感器組成的信息感知網(wǎng)絡(luò)提供數(shù)據(jù),進行態(tài)勢感知、目標打擊、體系作戰(zhàn)等各項行動。裝備有各類高端傳感器的無人系統(tǒng)已經(jīng)開始在現(xiàn)代戰(zhàn)場嶄露頭角,未來戰(zhàn)場的無人機、無人車、機器人系統(tǒng)等武器裝備將更加趨于常態(tài)化,這些“機器戰(zhàn)士”的千里眼、順風(fēng)耳則完全要依靠高端傳感器。而且,隨著傳感器等先進技術(shù)的快速發(fā)展和進一步賦能,各種新概念武器裝備也將涌現(xiàn)出來,傳感器技術(shù)在國防安全事業(yè)中將發(fā)揮更大作用。
我國距離傳感器強國還有多遠
傳感器這么重要,市場規(guī)模也很大,我國一定要發(fā)展高端傳感器。但是,我國高端傳感器的發(fā)展現(xiàn)狀不容樂觀。我國的高端傳感器,尤其是中高端傳感器的MEMS芯片還大量依賴進口,被“卡脖子”之外,我國高端傳感器行業(yè)創(chuàng)新生態(tài)、設(shè)計工具與研發(fā)平臺、先進材料與核心器件、高端芯片與工藝設(shè)備、系統(tǒng)集成與轉(zhuǎn)化應(yīng)用等方面,還存在差距。
我國要成為傳感器強國,需要在如下幾個方面持續(xù)發(fā)力。第一是要關(guān)注“產(chǎn)教融合”,也就是人才培養(yǎng)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展深度關(guān)聯(lián)融合。前面講過傳感器是一個多學(xué)科交叉、技術(shù)密集,且與應(yīng)用緊密關(guān)聯(lián)的領(lǐng)域,高端人才與技術(shù)創(chuàng)新的重要性不言而喻。創(chuàng)新人才培養(yǎng)和原創(chuàng)技術(shù)開發(fā)相結(jié)合的產(chǎn)教融合,是發(fā)展傳感器,成為傳感器強國的首要條件。第二是要強化協(xié)同創(chuàng)新,前面還講了傳感器行業(yè)是投資密集,產(chǎn)品應(yīng)用廣但產(chǎn)業(yè)分散的行業(yè),因此,政府、企業(yè)、高校、科研院所、用戶、金融機構(gòu)等各個創(chuàng)新要素必須統(tǒng)籌規(guī)劃、合理布局、協(xié)同創(chuàng)新。通過公共研發(fā)平臺建設(shè)與共性技術(shù)開發(fā)與共享機制,來實現(xiàn)傳感器全行業(yè)的高效運行,持續(xù)、健康、快速發(fā)展。第三是加大示范應(yīng)用,可以圍繞國家的重大工程任務(wù)、國家亟須的重要戰(zhàn)略裝備以及有代表性的社會經(jīng)濟生活需求,有組織地開展創(chuàng)新,體現(xiàn)新型舉國體制的優(yōu)勢,通過傳感器賦能,形成新質(zhì)生產(chǎn)力,推動產(chǎn)業(yè)集聚,形成傳感器產(chǎn)業(yè)的生態(tài)鏈。