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小小传感器牵动大工业,“卡脖子”形势下该如何逆袭?

       这几年,一谈到我国科技产品的“卡脖子”问题,很多人第一反应就会联想到“芯片”、“光刻机”、“工业软件”。但其实在工业领域,传感器、科学仪表等很多产品都具有一剑封喉的作用。

       1.小小传感器,牵动着大工业

       传感器处于一切工业产品的最前沿阵地,它提供了感知物理世界的第一道哨卡。在现代工业生产尤其是自动化生产过程中,要用各种传感器来监视和控制生产过程中的各个参数,使设备工作在正常状态或最佳状态,并使产品达到最好的质量。因此,没有众多的优良的传感器,现代化生产也就失去了基础。

       传感器的种类繁多,大约有3万种以上。要想彻底搞清楚传感器,几乎要跨越所有的制造业门类,难度有如识别满天繁星。常见的传感器种类有:温度传感器、湿度传感器、压力传感器、位移传感器、流量传感器、液位传感器、力传感器、加速度传感器、转矩传感器等。

       作为智能化的起点,传感器是构建智能工业和智能社会大厦的基石。据前瞻产业研究院发布报告显示,我国于2012~2020年迎来传感器技术和产业快速发展期。中国传感器市场规模在2019年已超2000亿元;预计2021年,中国传感器市场规模将达近3000亿元。

       2.国内传感器“卡脖子”问题不容忽视

       从实际应用来看,传感器在军工、民用、工业领域的情况都存在一定的“卡脖子”问题,而工业级传感器迫切需要破局之道。

       一是国内传感企业数量多,有超过1700家企业从事传感器生产研制,但规模都不大,小企业占70%以上,年产值过亿的传感器企业不超过10%,形成了“大产业、小企业” 、“只有龙头、没有牵头”的格局,上下游协同门槛高、成本高,产业发展尚未形成合力。

       二是从物联网感知层来看,传感器数据采集及传输标准尚未统一,对于下游应用厂家,在传感器的选择使用上有一定的局限性,也对行业应用平台在数据处理方面造成了一定困难。

       就工业级传感器而言,国内产品与国外的差距则是最大的。一方面是受国内生产制造水平所限,产品的一致性和稳定性不够;另一方面,则与国内对于传感器的漠视有关。在技术攻关的时候,往往以主机牵头,传感器作为配角基本是拿来主义。而在引进国外设备时,往往采用整机引进方式,很少有国产零部件的机会。如核能、化工、电力等行业,一般都是直接输入成套设备,而这些设备基本上自带仪表和传感器。

       量大面广的传感器产品,往往都被国外品牌所把控,只是把缝隙里的艰苦地带留给了中国制造,这种定制化的缝隙是很难产生足够多的利润。很多国外仪表的传感器,往往都是1万只起才接受订单,基本不接受个性化定制。

       而国内市场情况不容乐观,在中、高端传感器制造领域,我国在知识产权、设备和材料等方面都没有优势,成本居高不下。目前,国内具有一定规模的工业传感器生产厂家不到两千家,很多都在3000万的收入线上挣扎。很多传感器产品都是处于小批量生产状态,单一产品的研制成本居高不下。目前,与传感器沾边的国内上市公司大约有40家,但传感器都无法成为主营业务。

       3.国产传感器企业逐步崛起

       近年来,在某些领域,这种局面正在逐步改变。中国制造整体实力的增长,也给国产传感器的发展带来了新曙光。例如,随着苹果带动的高保真耳机TWS的广泛应用,声学传感器的发展也水涨船高,涌现出了一批明星企业,如歌尔、瑞声等。今年8月,国产CMOS图像传感器龙头格科微正式登陆科创板,全球出货量超三星和索尼。新能源领域,宁德时代面向宝马或者特斯拉供货的很多电池包自动化生产线,就采用了天津宜科的IO-Link传感器总线模块……

       中国传感器厂商,以小小的身躯,爬行在一条漫长的产业链上,前后被挤压,国产传感器自然活得艰辛。但是作为工业领域非常关键的核心零部件,在技术国产化大潮的今天,突破“卡脖子”技术势在必行。因此,对于国产传感器企业、科研院所、行业协会而言,仍需负重前行。

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