近日，在北京召開的“2016全球傳感器與智能化發(fā)展高峰論壇”上，中國工程院院士、清華大學副校長尤政在主旨報告中指出，中國傳感產業(yè)的發(fā)展要將市場競爭與政府引導相結合，對于一些共性的關鍵技術和公共平臺，政府應該制定統(tǒng)一的發(fā)展規(guī)劃、明確的發(fā)展目標，加大支持力度。他以歐盟的MEMS協同技術聯盟為例，說明通過平臺的方式，使不同微納技術的靈活集成和融合成為可能，能夠為（企業(yè)）用戶提供“量身定做”的解決方案，推動產業(yè)的健康發(fā)展。

他分析了近年來中國傳感產業(yè)發(fā)展存在的問題，并提出了應對挑戰(zhàn)的可能舉措。

抓住機遇期

記者：傳感器作為信息產業(yè)的重要神經觸角，廣泛應用于各行各業(yè)。從產業(yè)發(fā)展來看，中國傳感器處于什么樣的階段？

尤政：傳感器尤其是核心傳感元器件是工業(yè)賴以生存和發(fā)展的基礎，直接決定著重大裝備和主機產品的性能及質量。“十一五”以來，在高速增長的需求拉動下，一方面，我國傳感器行業(yè)發(fā)展取得了長足的進步，部分傳感器產品關鍵技術取得了突破，技術改造投入步伐加大，創(chuàng)新能力有較大提高，技術水平明顯提高，對外依賴逐年減少；但另一方面，我國傳感器研發(fā)和自主創(chuàng)新能力還比較薄弱，核心技術受制于人，行業(yè)共性技術研究缺位，產業(yè)集中度低，中低檔產品產能過剩，高端產品對外依存度較高，在國際競爭中仍然處于弱勢地位。

記者：近幾年，隨著物聯網、智能駕駛等產業(yè)的發(fā)展，業(yè)界對于傳感器的關注度再次提升。您認為這對傳感器技術的發(fā)展提出了什么樣要求？

尤政：我們知道，物聯網的特點是通過感知與識別技術，讓物品“開口說話、發(fā)布信息”，是融合物理世界與信息世界的重要一環(huán)，也是物聯網區(qū)別于其他網絡的最獨特的部分。

作為物聯網最基礎應用層——感知識別層的重要元器件，傳感器在物聯網中的地位舉足輕重，是物聯網建立的重要前提。隨著物聯網、智慧產業(yè)的興起，傳感器技術正在朝著智能化、無線化、微型化、集成化、多樣化的方向發(fā)展，同時對于節(jié)能和環(huán)保的要求也日益提高。

從國內的發(fā)展情況來看，近些年互聯網應用的創(chuàng)新發(fā)展很快，比如支付寶、微信等，但以物聯網為基礎的智能產業(yè)發(fā)展還不如預期，主要原因就是底層的傳感技術支撐水平還不夠。我國高分辨的攝像頭都是國外進口的，機器人的關鍵傳感部件也基本不能國產化。此外，一些傳感器的智能、集成綜合應用還不夠，比如說，對于交通信息的獲取和處理，我們主要是靠攝像頭，常開的攝像頭耗電量大且會產生海量的圖像數據，要處理這些數據也耗電且吃力復雜。如果換一種思路，比如智能交通對于車輛的監(jiān)測，可以利用埋在地下的磁傳感器，帶有紅外或振動傳感器的攝像頭等，只有在汽車通過的時候記錄信息，一來避免過多的噪音信息，二來數據的質量也很高。換句話說，我們要從源頭上設計合理的傳感系統(tǒng)，而不是“眉毛胡子一把抓”，導致后端耗能大且處理的復雜性太高。

記者：2015年5月，中國政府頒布了建國以來制造強國戰(zhàn)略第一個十年行動綱領《中國制造2025》。您認為該戰(zhàn)略的提出和實施，對于國內傳感器產業(yè)的發(fā)展將帶來什么樣的影響？

尤政：制造業(yè)是實體經濟的主體，是國民經濟的脊梁，是國家安全和人民幸福安康的物質基礎，是我國經濟實現創(chuàng)新驅動、轉型升級的主戰(zhàn)場。

當前，我國制造業(yè)的生產力水平跨度覆蓋20世紀50年代到21世紀初，制造企業(yè)生產力水平參差不齊、差異極大，大量中小企業(yè)處于機械化階段。因此要實現2025目標，中國制造業(yè)需要“并聯式”的發(fā)展，既要補工業(yè)2.0的課，實現規(guī)模化生產的組織管理，由機械化走向自動化；還要普及工業(yè)3.0，普遍深入應用電子信息技術，普遍實現自動化生產；又要形成工業(yè)4.0示范，以數字化車間、數字化工廠為廣大制造企業(yè)示范引路，掌握智能制造核心技術。

可以看到，《中國制造2025》與“兩化融合”是一脈相承的，其中的重點在于制造的數字化、網絡化與智能化，不管工廠還是整個產品的生命周期管理，對于智能化傳感的需求都非常大。

MEMS的春天

記者：近些年，微機電系統(tǒng)（MEMS）技術也被廣泛應用于傳感器及其相關系統(tǒng)，它有什么特別的優(yōu)勢？

尤政：MEMS技術是特征尺度跨越微米和納米兩個鄰接微小領域的高新技術，也是信息化智能化的關鍵核心技術。MEMS和集成電路的最大區(qū)別在于，MEMS具有可動結構，利用微納技工技術可以同時加工出機械結構和電路系統(tǒng)。MEMS傳感器技術具有微型化、低成本、低功耗、高可靠、高性能等諸多優(yōu)勢，同時它能夠在惡劣環(huán)境下工作，是傳統(tǒng)傳感器難以企及的。

MEMS的這些優(yōu)勢使得它在眾多領域“大顯身手”。在軍事領域，MEMS傳感器被用于數字單兵信息化裝備、智能引信等。借助MEMS技術，美國制造出世界上最小的導彈——“長矛”導彈，這種導彈只有771克，能夠精準打擊目標，可以安裝在無人機、無人地面車、無人水面艇上，成為無人戰(zhàn)爭中的打擊利器。2015年的數據顯示，MEMS器件覆蓋美軍未來90％的制導武器信息化改造；在消費電子領域，汽車傳感器中已經有80%采用MEMS傳感器，在包括手機在內的移動終端，可穿戴設備等方面，MEMS傳感器的應用也非常普遍。

記者：國內在MEMS方面的研發(fā)整體情況如何？

尤政：在研發(fā)方面，國內的研發(fā)力量大部分集中在高校，占到58%。目前，國內成立了數十個微納米或微系統(tǒng)研究院、所或中心，或者組建了省部級重點實驗室；東北地區(qū)、西南地區(qū)和西北地區(qū)建立了MEMS研發(fā)聯合體，研究內容也不斷擴展，涵蓋了從設計到制造、從器件到系統(tǒng)的全鏈條，同時研發(fā)也正在走向應用和產業(yè)化初期。

記者：作為國內MEMS研究的先行者，您對于MEMS技術研發(fā)轉化有什么樣的體會？

尤政：我從1995年開始MEMS的研究工作，到現在已經20多年了，感受比較深刻的一點是，領域的基礎積累很重要。當初我們進入這一領域時，工業(yè)界并不看好，認為MEMS是玩具類的東西，將來不會有大的用途，但隨著時間推移，MEMS技術及傳感器逐漸顯示出其優(yōu)異的性能和廣泛的應用領域，工業(yè)界開始大舉投資，推動了產業(yè)化的進程。據相關數據，現在國內已經有400余家MEMS的初創(chuàng)公司。

在MEMS的產業(yè)化過程中，國內工業(yè)界是看到曙光以后才開始行動的，而且現在產業(yè)還比較分散，大部分都還是中小企業(yè)，行業(yè)的共性技術支撐平臺還比較欠缺。

和美國等相比，我國民間的風險投資基金對于創(chuàng)新性的技術研發(fā)也不夠敏感，大部分投資人更熱衷于投資已經發(fā)展不錯的公司，以期包裝上市后能夠快速獲利，在MEMS領域也存在這樣的問題。

記者：如何解決這些問題？

尤政：當前我國正處在產業(yè)轉型升級的關鍵期，要切實依賴科技創(chuàng)新來解決產業(yè)結構低端、高能耗、污染大等方面的問題。我們政府在這方面也做了很多努力，像我剛才提到我們實驗室的MEMS技術就是山東省淄博市政府在清華大學考察時發(fā)現并促成產品化、產業(yè)化的。現在，淄博高新區(qū)出資3億元，建設了MEMS/NEMS代工線及國家高新區(qū)MEMS研究院，計劃建成能夠制造多種MEMS傳感器的生產線，這樣就能夠為MEMS的中小企業(yè)提供公共服務。反之，如果一條生產線是封閉的，只有一個產品或者一個公司使用，別的公司可能因為擔心技術被偷走而不會使用現有資源，造成重復建設。而公共的技術平臺只提供代工服務，不會竊取技術，所以是行得通的。

不過MEMS和微電子不同之處在于，集成電路的共性比較多，MEMS的異質性比較突出，所以在建生產線的時候，MEMS的工藝線是樹狀的，主干是標準的基礎工藝，枝條是每一個產品線自身特殊的工藝。由于中國地域遼闊，不同區(qū)域產業(yè)發(fā)展水平有差異，可以建多條MEMS公共服務生產線。

此外，對于技術早期的孵化投資，我國政府也在積極設立引導基金，通過政府資金和風險基金合作的形式來對實驗室的潛力技術進行轉化支持。

人才是關鍵

記者：對傳感器發(fā)展來說，不管是技術的源頭創(chuàng)新還是成果轉化，人都是最關鍵的因素。

尤政：對。從近些年傳感器的發(fā)展情況來看，每一種MEMS傳感器經過發(fā)現到社會應用時間都很長，基本上是15~35年，主要的原因是以前技術比較單一，現在技術越來越復雜，要涉及到不同學科、專業(yè)科研人員的合作，需要長期的磨合。

研究性的工作是允許失敗的，作為高校的研究者，我們做錯了無非是探索的一個過程，調頭也快，一個老師的團隊無非就是十幾個人，但一個企業(yè)方向錯了就是好幾千人的問題，對于失敗的風險是要謹慎考慮的，所以源頭創(chuàng)新的工作理應高校和科研院所來做。

來源：高科技與產業(yè)化雜志