2022年了，我国传感器与国外差距竟然还有这么大？

近几年，虽然随着新冠疫情、中美贸易摩擦等大环境影响，中国传感器产业相较前几年有了一些发展，但仍然不容乐观。

归根到底，传感器是个投入大、产出慢的高科技领域。本文阐述了目前全球各国传感器产业的情况，以及中国传感器产业的位置，指出了中国的差距、造成差距的主要原因以及未来国产传感器的发展道路。指出：中国传感器产业正处于转型发展关键阶段；很多企业只是引进国外元件进行加工，同质化严重；拥有自主知识产权的产品少…等痛点。

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各国传感器产业发展情况

目前全球传感器市场主要由美国、日本、德国的几家龙头公司主导。美国、日本、德国及中国合计占据全球传感器市场份额的72%，其中中国占比约11%。与全世界生产的超过2万种产品品种相比，中国国内仅能生产其中的约1/3，整体技术含量也较低，是目前急需改变的一个状态。

传感器历经了多年的发展，其技术的发展大体可分三代：

第一代是结构型传感器，它利用结构参量变化来感受和转化信号。

第二代是上70年代发展起来的固体型传感器，这种传感器由半导体、电介质、磁性材料等固体元件构成，是利用材料某些特性制成。如：利用热电效应、霍尔效应、光敏效应，分别制成热电偶传感器、霍尔传感器、光敏传感器。

第三代传感器是正在发展的智能型传感器，它是微型计算机技术与检测技术相结合的产物，使传感器具有一定的人工智能。

美国：全球传感器之王

美国早在80年代就声称世界已进入传感器时代，美国早在80年代初就成立了国家技术小组（BGT），帮助政府组织和领导各大公司与国家企事业部门的传感器技术开发工作。 美国国家长期安全和经济繁荣至关重要的22项技术中有6项与传感器信息处理技术直接相关。关于保护美国武器系统质量优势至关重要的对项关键技术之中，8项就为无源传感器。美国空军2000年举出15项有助于提高21世纪空军能力关键技术，传感器技术名列第二。

美国发展模式走的先军工后民用、先提高后普及的路子。有显著特点：

（一）非常重视传感器功能材料研究；

（二）对传感器技术开发十分重视： 例如美国霍尼威尔公司的固态传感器发展中心每年用于设备投资就有5000万美元,目前拥有包括计算机辅助设计、单晶生长、加工、图形发生器,对步重复照像、自动涂胶和光刻、等离子刻蚀、溅射、扩散、外延、蒸镀、离子注入化学气相沉积、扫描电镜、封装和屏蔽动态测试等最先进的成套设备和生产线,而且是大约每三年左右就要更新其中大部分仪器设备,声称只有这样,才能保证其技术领先水平。 

（三）重视工艺研究：传感器原理不难,也不保密,而最保密的是工艺。有不少评价“传感器”不是一般的工业产品,而是一种完美的工艺品之佳作。研发方面，美国约有1,300家生产和开发传感器的厂家，100多个研究院所和院校。

德国：传感器隐形冠军

德国视军用传感器为优先发展技术，德国传感器充分发挥了老牌工业强国的固有优势，再经德国制造商依托自有品牌声誉和技术研发、质量管理方面的优势进行整合，其产品的市场竞争力必然获得显著提升。

一方面更加注意原材料成本的节约；重人力资本的投入，以便使产品保持技术上的领先，进而保持较高的市场占有率！

日本：传感器应用王者

日本则把传感器技术列为十大技术之首。日本工商界人士声称“支配了传感器技术就能够支配新时代”。日本对开发和利用传感器技术相当重视并列为国家重点发展6大核心技术之一。

日本科学技术厅制定的90年代重点科研项目中有70个重点课题，其中有18项是与传感器技术密切相关。

日本侧重实用化和商品化,先普及后提高,由引进、消化、仿制到自行改进设计创新的路子。前者花钱多,后者花钱少,更快些。研发方面，日本约有800家生产和开发传感器的厂家。

中国：处于转型关键阶段

我国早在20世纪60年代就开始涉足传感器制造业。

我国在1972年组建成立中国第一批压阻传感器研制生产单位;1974年，研制成功中国第一个实用压阻式压力传感器;1978年，诞生中国第一个固态压阻加速度传感器;1982年，国内最早开始硅微机械系统(MEMS)加工技术和SOI(绝缘体上硅)技术的研究。

进入20世纪90年代后，硅微机械加工技术的绝对压力传感器、微压传感器、呼吸机压传感器、多晶硅压力传感器、低成本TO-8封装压力传感器等相继问世并实现生产。

改革开放30年来，我国传感器技术及其产业取得了长足进步，主要表现在：建立了传感技术国家重点实验室、微米/纳米国家重点实验室、国家传感技术工程中心等研究开发基地；MEMS、MOEMS(微光机电系统)等研究项目列入了国家高新技术发展重点；在“九五”国家重点科技攻关项目中，传感器技术研究取得了51个品种86个规格新产品的成绩，初步建立了敏感元件与传感器产业。

目前，中国传感器产业正处于由传统型向新型传感器发展的关键阶段，它体现了新型传感器向微型化、多功能化、数字化、智能化、系统化和网络化发展的总趋势。

国内传感器行业现状

国内传感器一方面表现为传感器在感知信息方面的落后，另一方面，则表现为传感器自身在智能化和网络化方面的技术落后。由于没有形成足够的规模化应用，导致国内的传感器不仅技术低，而且价格高，在市场上很难有竞争力。

中国大致从1980年以后开始重视传感器技术的研究。经过多年的努力，在传感器研究方面的发展水平还算是比较好的。但是，在产品化方面的技术进步还不是很理想，很多传感器技术，其实国内的实验室研究水平并不是很差，可惜未能充分利用，没有转化为进入市场的成熟产品。

传感器技术的研究需要比较长时间的投入，一款传感器的研发，要6年-8年才能成熟，一般中国企业都承受不了这么长的周期。中国企业更难以承受失败，而传感器的研究失败的风险很高。

日本企业支持的研发中，很多形不成产品，但是企业能够承受，10项中只要2项-3项能够变成产品就行。相比之下，我们很多企业都是准备去拿别人现有的东西。这种思路是有问题的，包括我们总是希望引进国外现成的、有自己项目的人才。都不准备养鱼，而是捞一条鱼来。

相比于比较大型的仪器设备，传感器在产品化过程中需要的投资一般不是很大，所以比较适合小型企业投资。在这方面，中国应该是有优势的。然而，如果从另外一个方面考虑，这也是一个短处。

传感器行业的一个特点是，传感器本身技术含量高，但单只传感器的价格一般不高。此特点导致的一个结果是，尽管传感器的技术附加值高，但单纯依赖传感器很难形成可观的产值。

一般来说，传感器有点像中药里的“药引”，本身功能很重要，但真正形成规模还需要依赖整服药剂才行。国外很多传感器公司一旦在某种传感器上有突破，很快会有相关的测量仪器开发出来。

另外，在中国的专利保护机制下，传感器中辛辛苦苦研发出来的关键技术，往往呈现一种“诀窍”性质，被抄袭后，很难说清楚，企业也打不起官司。国内虽然也有麦克风将迎来发展新机遇。自动驾驶技术的兴起，进一步推动了MEMS传感器进入汽车。

此外，MEMS传感器也是智能工厂的“心脏”，从这个层面上讲，它是工业机器人变得“神通广大”的利器。它让产品生产流程持续运行，并让工作人员远离生产线和设备，保证人身安全和健康。据预测，未来六年，MEMS在工业市场预计将以7.3%的复合年增长率快速增长。