當前數(shù)字經(jīng)濟的發(fā)展速度是令人驚喜的。2017年美國數(shù)字經(jīng)濟總額為10.83萬億美元,GDP占比超過58.3%。2018年達到了12.34萬億美元,GDP占比超過62%。中國緊隨其后,2017年數(shù)字經(jīng)濟規(guī)模是3.4萬多億美元,占GDP總量的30.3%,2018年是4.73萬多億美元,占GDP總量的34.8%。中美兩國已經(jīng)占據(jù)全球數(shù)字經(jīng)濟總量的50%以上。這充分說明,未來經(jīng)濟已經(jīng)從傳統(tǒng)資源推動型轉向以數(shù)據(jù)為核心的數(shù)字經(jīng)濟。數(shù)據(jù)已經(jīng)取代石油成為當今世界最有價值的資源,引發(fā)國際爭相搶奪的由石油變成了數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)將成為推動產業(yè)變革的主流與核心,堪稱數(shù)字時代的石油。

一、數(shù)字經(jīng)濟的核心技術

眾所周知,信息技術是由感知術、傳輸和處理三大技術構成,即:計算機技術、通訊技術、傳感器技術。信息系統(tǒng)的硬件是由三大技術加上信息存儲、反饋與執(zhí)行等構成,而在整個系統(tǒng)中傳遞的信息正是“數(shù)據(jù)”。如果把一個人看做成一個完整的信息系統(tǒng),那么五官和皮膚與外界交互的信息就是“數(shù)據(jù)信息”,感知器官就是數(shù)據(jù)采集裝置,是數(shù)據(jù)獲取的核心。現(xiàn)實中與其相對應的實物器件就是傳感器產品,傳感器也被稱為“電子五官”;5G等通信技術就相當于數(shù)據(jù)傳輸?shù)娜说纳窠?jīng)系統(tǒng);計算機就相當于人體的大腦,負責并承擔數(shù)據(jù)處理功能。

美國認為,上世紀80年代個人電腦把運算手指化;90年代互聯(lián)網(wǎng)技術把信息需求通過網(wǎng)絡全球化;時下的這場變革就是通過物聯(lián)網(wǎng),把物質世界連接起來,并賦予物體一個電子神經(jīng)系統(tǒng),使其智能化。稱其為“Sensor Revolution”(傳感器革命),“之所以稱為傳感器革命,是因為通過新材料運用,會涌現(xiàn)出不計其數(shù)的敏感元器件,來監(jiān)控我們周圍的各種環(huán)境等。使得傳感器技術成為各種應用能力的積聚點”。由此可見,在傳感器領域的競爭一定會到來。我們必須未雨綢繆,戰(zhàn)略布局,提早準備。

二、產業(yè)發(fā)展問題與突出矛盾

據(jù)行業(yè)統(tǒng)計顯示,目前全球傳感器共有聲、力、光、磁、氣、溫濕、RFID、生物等八大敏感門類,約3.1萬種元器件類型,其中,中國約有2.2萬種(多為科研實驗使用)。產業(yè)分布方面,全球從事敏感元器件與傳感器研制生產廠家、公司約有6500多家,其中我國約有1200余家(非專業(yè)生產廠家)。 2012年銷售額為1024億美元,2015年為1376億美元;2018年約為1770億美元。其中:家電、汽車、工業(yè)自動化系統(tǒng)與設備、能源、醫(yī)療器械、農業(yè)、飛機和船舶、機器人、環(huán)境保護、市政等十大領域占據(jù)整個市場的75%。

1、明確技術創(chuàng)新趨勢

可以清楚地看出,美國傳感器技術產業(yè)化發(fā)展呈現(xiàn)出三大趨勢:MEMS工藝技術、智能化和網(wǎng)絡化、微能量獲取技術。八大敏感元件采用共性MEMS工藝技術,不僅僅只是為了提高產業(yè)化水平。同時,還可以把多個敏感元件復合于一體,結合軟件處理與算法,構成多維度指標測試和多參數(shù)融合的微系統(tǒng)模塊,來拓展產品適用范圍。從而彌補片面追求高精度給規(guī)模生產帶來的難度,以便減少產成品測試成本,提高規(guī)模經(jīng)濟效益。再結合微能量獲取技術給傳感器供電,就可以實現(xiàn)完全智能化的數(shù)據(jù)采集節(jié)點,實現(xiàn)遠程數(shù)據(jù)采集能力,實現(xiàn)低成本、網(wǎng)絡化應用,為大數(shù)據(jù)、5G、人工智能、區(qū)塊鏈,乃至新基建基礎數(shù)據(jù)采集,提供可靠和基本保障。因此三大技術融合與協(xié)同創(chuàng)新成為未來八大敏感技術發(fā)展的主流趨勢。

2、新基建下的市場前景

傳感器可適用于所有的行業(yè)領域。據(jù)2019年統(tǒng)計,全球傳感器市場總規(guī)模已突破1870億美元,并以大于10%的平均速度增長,在前十大重點行業(yè)領域增長大于15%,有些領域的市場呈現(xiàn)出爆發(fā)式增長態(tài)勢。在本次疫情防控中,同樣大量使用了傳感器產品。除了我們熟知的無接觸測溫儀,還有血壓、血脂、血氧、脈象以及二氧化碳氣體等等130多種產品類型,在疫情中都發(fā)揮著無可替代的作用。眼花繚亂的可穿戴設備其實也是智能傳感器,是多功能、多參數(shù)復合的智能節(jié)點,既可以測血壓,心跳,還可以測脈搏等等。

在新基建的智能化裝置與設備中更離不開各種傳感器,比如5G基站會使用近百只環(huán)境數(shù)據(jù)與運行監(jiān)控類傳感器;手術機器人要用到400多只傳感器;智能手機里現(xiàn)在已經(jīng)有20多種傳感器。當數(shù)量達到100多種的時候,手機就會變成移動智能節(jié)點,與家庭智能終端融合,通話變成手機中的一個功能模塊。電子圍欄中就用近2萬只傳感器,完全實現(xiàn)隱形和無接觸管控,場地與道路無人值守與收費,定期結算就可。數(shù)字車間中的自動化流水線中無人值守,所用傳感器更是數(shù)不勝數(shù)。

總之,傳感器技術決定著系統(tǒng)的功能。判斷一個設備或系統(tǒng)性能優(yōu)劣,不僅僅要看裝了多少微處理器,更重要的是,要看有多少只、多少類型傳感器。沒有傳感器技術,就沒有數(shù)據(jù)采集,萬物互聯(lián)與智能無從談起!

3、打破行業(yè)壁壘 消除市場偏見

隨著系統(tǒng)信息化程度和設備設施的智能化要求不斷提高,各個行業(yè)領域對傳感器需求會持續(xù)增加。然而,在生產企業(yè)與用戶之間存在著難以跨越的障礙,各自對技術的理解和對方的需求也不盡相同,難以找不到有效方法和途徑來貫通和突破。

此外,在對待國內企業(yè)和產品上存在較大認識偏見和分歧。在同等情況下,往往選用的是價格遠遠高于國內企業(yè)的國外產品。尤其是資源壟斷性行業(yè),為了減輕責任和避免麻煩,就形成了能買國外的就一定不用國內產品的普遍現(xiàn)象。除對國內企業(yè)偏見外,有時苛刻的額外條件、繁雜的程序和流程讓企業(yè)望而卻步。國內企業(yè)在拉關系和交易成本上苦不堪言,即使長期追蹤卻也是無功而返,這樣也逐步推高了準入門檻和行業(yè)壁壘。

由此可見,產、用之間的障礙與瓶頸成為產業(yè)化發(fā)展的一大障礙。因此,傳感器產品既要向參數(shù)指標的歸一化、標化化、智能化、網(wǎng)絡化方向發(fā)展,同時,也要建立產用之間的協(xié)同創(chuàng)新關系,組建產業(yè)與應用之間的相互信任,相互交流與溝通的信息通道和技術研發(fā)平臺,為傳感器產業(yè)化發(fā)展掃除道路上的障礙。

三、產業(yè)化發(fā)展途徑

應該清醒地認識到,中美博弈表面上看是在貿易和科技的爭端,而實質上是高技術產品的產業(yè)化競爭。尤其是數(shù)字經(jīng)濟全球化的今天,更應該清醒地認識到我國產業(yè)化中的突出矛盾和問題。對于傳感器產業(yè)化,應結合我國結構調整與轉型升級與“十四五規(guī)劃”要求,充分認清疫情、國際摩擦升級與環(huán)境變化產生的具體影響。做好戰(zhàn)略定位和頂層設計,相應的資源配置,有良好的機制,形成規(guī)范和標準,實現(xiàn)產業(yè)化并非難事,前面紅外熱電堆傳感器就是一個很好的例子。

根據(jù)以上建議,結合區(qū)域產業(yè)文化特征,可在條件具備地區(qū)建立中國“傳感谷”,培育我國產業(yè)鏈完整、具備“政、產、學、研、用、服”六位一體協(xié)同化、專業(yè)化和精準化的“雙生態(tài)”體系。實現(xiàn)傳感器基礎產品500億產值,系統(tǒng)集成與應用產品千億級以上的目標,形成具有明顯產業(yè)化特色的國際傳感器產業(yè)集群。