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瘸腿的國內(nèi)傳感器實現(xiàn)“彎道超車“,其實是個偽命題
2020-10-28
彎道超車,這個詞近幾年在科技界,尤其是在各類企業(yè)和媒體的報道中最為常見,當(dāng)然還有一些專家在很多會議中也時常冒出幾句類似的"金句"。
同為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)傳感器亦是如此,有觀點認為,在智能傳感器領(lǐng)域,國內(nèi)有彎道超車的機會,而實際上真的存在或者能創(chuàng)造出一條全新賽道嗎?
丟棄主賽道之后,國產(chǎn)傳感器正式瘸腿
國內(nèi)在上世紀60年代開始研發(fā)傳感器,一直到90年代初,國內(nèi)傳感器一直都處于一個快速追趕的狀態(tài),雖然與國外有所差距,但是也取得了一定的成果。
不過,在上世紀80年代,國家科委主持的"信息技術(shù)發(fā)展政策"課題的研究與起草相關(guān)政策中,在對信息技術(shù)的分類中,將傳感器技術(shù)拋在了計算機、集成電路、通信技術(shù)和軟件之外。原因也很簡單,直到今天,傳感器在半導(dǎo)體市場份額也沒能大幅提升,僅為5%,這也是當(dāng)時為什么傳感器技術(shù)被關(guān)在了信息技術(shù)重點名單之外的原因。
然后事情并沒有那么簡單,在90年代初,也就是國內(nèi)傳感器獲得長足進步的30年后,國家儀器儀表部門被撤銷,這也基本國內(nèi)傳感器產(chǎn)業(yè)的發(fā)展進入一個工業(yè)附庸的階段。
從90年代初至今天,在傳感器長達后30年的發(fā)展時間,國內(nèi)傳感器大部分市場份額一直被外資所占據(jù)著。下面的現(xiàn)象和數(shù)字在傳感器行業(yè)出現(xiàn)的最為頻繁,也是行業(yè)所公認的現(xiàn)狀:國內(nèi)傳感器廠家所生產(chǎn)的大部分都是低端傳感器,中高端傳感器進口比例在80%以上。
甚至,根據(jù)傳感器國家工程研究中心《中國傳感器發(fā)展藍皮書》數(shù)據(jù)顯示,汽車傳感器、高端化學(xué)類氣體傳感器、光纖傳感器等產(chǎn)品進口比例為95%,而海洋傳感器全部依賴進口。
從政策的角度來看,本有信息技術(shù)一席之地的傳感器成為了"棄子",這條賽道被否認了。
那么,為何傳感器市場不能自我驅(qū)動?
主要有以下幾點原因:
第一,工業(yè)化落后,利潤率低。
中國工業(yè)發(fā)展的起步較晚,自動化程度不高。前不久,在參觀深圳本土傳感器企業(yè)時發(fā)現(xiàn),整個壓力傳感器80%的裝配流程依舊是采取手工裝配的方式,產(chǎn)量根本上不去,導(dǎo)致規(guī)模無法跟上。而且產(chǎn)能上不去,成本控制不下來,低利潤率讓觀望者卻步。另外,傳感器本身技術(shù)含量雖然高,但單只傳感器的價格一般不高,很難單純依賴傳感器而形成可觀的產(chǎn)值。
第二,傳感器研發(fā)周期較長,企業(yè)承擔(dān)風(fēng)險很高。
按照清華大學(xué)精密儀器系教授董永貴的說法能很好詮釋這一點,一款傳感器的研發(fā),至少需要6-8年才能成熟,中國企業(yè)承受不了這么長的周期,并且研究失敗的風(fēng)險也不低。所以,苦活累活這樣的工作想必不是市場愿意去做的,市場所追求的永遠都是高收益、低風(fēng)險、高回報的行業(yè)。
第三、國外品牌崛起,國產(chǎn)市場份額遭打壓。
基于高收益、低風(fēng)險、高回報的特點,衍生出了"造不如買,羊毛出在羊身上"的風(fēng)向,國內(nèi)的傳感器企業(yè),尤其是在芯片方面,自我研發(fā)的很少,幾乎都是進口,國外品牌的質(zhì)量和口碑就這樣逐漸形成。
在國外品牌影響力逐步擴大的情況下,國內(nèi)品牌要想崛起那就更難了,風(fēng)險更大了。最經(jīng)典的例子就是,2010年歐姆龍一個開關(guān)要接近400元,而現(xiàn)在隨著中國品牌的逐漸崛起,現(xiàn)在只需要60元,面對價格戰(zhàn),國內(nèi)品牌的壓力可想而知,這種情況下如何茍全于行業(yè)中或許是他們想的最多的問題。
當(dāng)然,國產(chǎn)傳感器發(fā)展落后的原因還有甚多。單憑這幾點可以看出,市場化驅(qū)動這條路并行不通。
國外先于賽道幾十年
此前,天津大學(xué)教授林雪萍認為,國內(nèi)傳感器技術(shù)全是卡脖子。
首先是工業(yè)設(shè)計軟件,MEMS傳感器設(shè)計十分依賴軟件IntelliSuite,或者是占據(jù)國內(nèi)市場份額的ConventorWare,包括863計劃MEMS研究計劃的30個研究小組都在用這個軟件,幾乎相當(dāng)于此前工業(yè)軟件Matlab在科學(xué)計算的地位。
還有一個例子就是PM2.5的測量,此前都是美國熱電公司的產(chǎn)品,因其精密程度,售價幾十萬到上百萬不等。最近才被天津大學(xué)所攻克。
這種落后十幾年甚至幾十年的技術(shù),并不是口嗨一句就能彎道超車的。當(dāng)別人已經(jīng)做到1的時候,無論是從什么方向入手,你還是需要從0-1,所消耗的可能不會少,甚至?xí)?。所以,彎道超車本身就是偽命題。
以美、日、德為代表的國家在傳感器布局上相對更早,且更堅定。
美國在80年代就聲稱世界已進入傳感器時代,美國早在80年代初就成立了國家技術(shù)小組(BGT),幫助政府組織和領(lǐng)導(dǎo)各大公司與國家企事業(yè)部門的傳感器技術(shù)開發(fā)工作。美國空軍2000年舉出15項有助于提高21世紀空軍能力關(guān)鍵技術(shù),傳感器技術(shù)名列第二。
德國則以工業(yè)強國為優(yōu)勢,從原材料成本上入手,保持產(chǎn)品優(yōu)勢。
而日本早在上個世紀就把傳感器技術(shù)列為十大技術(shù)之首,它的半導(dǎo)體材料在全球來說舉足輕重,日本企業(yè)供應(yīng)了全球一半以上的半導(dǎo)體原材料。
可見,美、日、德對于傳感器最重要的材料和工藝是非常重視的,也給國內(nèi)指明了在傳感器領(lǐng)域,材料和工藝才是發(fā)展的大方向。
物聯(lián)網(wǎng)只是一個契機,而不是近道
不可否認,傳感器是物聯(lián)網(wǎng)感知層中的重要組成部分,承擔(dān)著數(shù)據(jù)采集和傳輸?shù)闹厝?,是物?lián)網(wǎng)實現(xiàn)的基礎(chǔ)和前提。無論物聯(lián)網(wǎng)傳感器的市場有多大,增長率如何,能夠吃下這塊蛋糕的必將是滿足物聯(lián)網(wǎng)需求的傳感器企業(yè)。
IoT確實給傳感器企業(yè)帶來了新一輪的市場應(yīng)用,這也是IoT給傳感器企業(yè)帶來的利好,從市場維度來說,企業(yè)能挖掘的市場更多了,從抵御風(fēng)險來說,企業(yè)的賽道更寬了。
在物聯(lián)網(wǎng)所需的大量傳感器芯片中,芯片必須低功耗、低價格的特性。據(jù)了解,國內(nèi)現(xiàn)有的材料、封裝技術(shù),這些性能在45nm芯片上即可完美呈現(xiàn)。而我國在45nm左右制程和8英寸晶圓上有成熟的產(chǎn)業(yè)布局,隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,這些產(chǎn)能將得到最大程度的釋放。
所以,物聯(lián)網(wǎng)的大市場容量能夠很好地容納暫時落后的發(fā)展?fàn)顟B(tài),同時已經(jīng)成熟的傳感器工藝也能夠幫助這些傳感器企業(yè)獲得繼續(xù)運轉(zhuǎn)、持續(xù)研發(fā)的能力。
從目前的MEMS傳感器來看,國內(nèi)在MEMS麥克風(fēng)傳感器上可以說是走在了世界前列,這就是一個很好的征兆。這說明,在物聯(lián)網(wǎng)傳感器領(lǐng)域,新材料的研發(fā)、工藝迭代上,國內(nèi)外的差距并沒有那么大,并非不能跨越。
對于瘸腿幾十年的國內(nèi)傳感器產(chǎn)業(yè)來說,彎道超車始終都是偽命題。但是如果換個思維,把大家都放到另一個賽道中,差距就沒有那么大。
實際上,彎道超車的概念并非隨口說說,也不存在那么多賽道讓國內(nèi)企業(yè)加速超車。就目前的科技行業(yè)來說,用"追趕"這個詞更為貼切。
雖說中芯國際的N+1工藝已經(jīng)流片成功,國內(nèi)芯片產(chǎn)業(yè)已經(jīng)在大步追趕臺積電、三星等龍頭企業(yè),但是實際差距其實心知肚明。即使摩爾定律的存在限定了現(xiàn)有芯片發(fā)展的天花板,可終究要認清的現(xiàn)實是,頂尖工藝確實放慢了腳步,但是后來者依舊是處于追趕狀態(tài)。比如說,中芯國際N+1工藝雖然不需要用光刻機,但是N+2等工藝仍然避不開高端光刻機的使用。同為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)傳感器亦是如此,有觀點認為,在智能傳感器領(lǐng)域,國內(nèi)有彎道超車的機會,而實際上真的存在或者能創(chuàng)造出一條全新賽道嗎?
丟棄主賽道之后,國產(chǎn)傳感器正式瘸腿
國內(nèi)在上世紀60年代開始研發(fā)傳感器,一直到90年代初,國內(nèi)傳感器一直都處于一個快速追趕的狀態(tài),雖然與國外有所差距,但是也取得了一定的成果。
不過,在上世紀80年代,國家科委主持的"信息技術(shù)發(fā)展政策"課題的研究與起草相關(guān)政策中,在對信息技術(shù)的分類中,將傳感器技術(shù)拋在了計算機、集成電路、通信技術(shù)和軟件之外。原因也很簡單,直到今天,傳感器在半導(dǎo)體市場份額也沒能大幅提升,僅為5%,這也是當(dāng)時為什么傳感器技術(shù)被關(guān)在了信息技術(shù)重點名單之外的原因。
然后事情并沒有那么簡單,在90年代初,也就是國內(nèi)傳感器獲得長足進步的30年后,國家儀器儀表部門被撤銷,這也基本國內(nèi)傳感器產(chǎn)業(yè)的發(fā)展進入一個工業(yè)附庸的階段。
從90年代初至今天,在傳感器長達后30年的發(fā)展時間,國內(nèi)傳感器大部分市場份額一直被外資所占據(jù)著。下面的現(xiàn)象和數(shù)字在傳感器行業(yè)出現(xiàn)的最為頻繁,也是行業(yè)所公認的現(xiàn)狀:國內(nèi)傳感器廠家所生產(chǎn)的大部分都是低端傳感器,中高端傳感器進口比例在80%以上。
甚至,根據(jù)傳感器國家工程研究中心《中國傳感器發(fā)展藍皮書》數(shù)據(jù)顯示,汽車傳感器、高端化學(xué)類氣體傳感器、光纖傳感器等產(chǎn)品進口比例為95%,而海洋傳感器全部依賴進口。
從政策的角度來看,本有信息技術(shù)一席之地的傳感器成為了"棄子",這條賽道被否認了。
那么,為何傳感器市場不能自我驅(qū)動?
主要有以下幾點原因:
第一,工業(yè)化落后,利潤率低。
中國工業(yè)發(fā)展的起步較晚,自動化程度不高。前不久,在參觀深圳本土傳感器企業(yè)時發(fā)現(xiàn),整個壓力傳感器80%的裝配流程依舊是采取手工裝配的方式,產(chǎn)量根本上不去,導(dǎo)致規(guī)模無法跟上。而且產(chǎn)能上不去,成本控制不下來,低利潤率讓觀望者卻步。另外,傳感器本身技術(shù)含量雖然高,但單只傳感器的價格一般不高,很難單純依賴傳感器而形成可觀的產(chǎn)值。
第二,傳感器研發(fā)周期較長,企業(yè)承擔(dān)風(fēng)險很高。
按照清華大學(xué)精密儀器系教授董永貴的說法能很好詮釋這一點,一款傳感器的研發(fā),至少需要6-8年才能成熟,中國企業(yè)承受不了這么長的周期,并且研究失敗的風(fēng)險也不低。所以,苦活累活這樣的工作想必不是市場愿意去做的,市場所追求的永遠都是高收益、低風(fēng)險、高回報的行業(yè)。
第三、國外品牌崛起,國產(chǎn)市場份額遭打壓。
基于高收益、低風(fēng)險、高回報的特點,衍生出了"造不如買,羊毛出在羊身上"的風(fēng)向,國內(nèi)的傳感器企業(yè),尤其是在芯片方面,自我研發(fā)的很少,幾乎都是進口,國外品牌的質(zhì)量和口碑就這樣逐漸形成。
在國外品牌影響力逐步擴大的情況下,國內(nèi)品牌要想崛起那就更難了,風(fēng)險更大了。最經(jīng)典的例子就是,2010年歐姆龍一個開關(guān)要接近400元,而現(xiàn)在隨著中國品牌的逐漸崛起,現(xiàn)在只需要60元,面對價格戰(zhàn),國內(nèi)品牌的壓力可想而知,這種情況下如何茍全于行業(yè)中或許是他們想的最多的問題。
當(dāng)然,國產(chǎn)傳感器發(fā)展落后的原因還有甚多。單憑這幾點可以看出,市場化驅(qū)動這條路并行不通。
國外先于賽道幾十年
此前,天津大學(xué)教授林雪萍認為,國內(nèi)傳感器技術(shù)全是卡脖子。
首先是工業(yè)設(shè)計軟件,MEMS傳感器設(shè)計十分依賴軟件IntelliSuite,或者是占據(jù)國內(nèi)市場份額的ConventorWare,包括863計劃MEMS研究計劃的30個研究小組都在用這個軟件,幾乎相當(dāng)于此前工業(yè)軟件Matlab在科學(xué)計算的地位。
還有一個例子就是PM2.5的測量,此前都是美國熱電公司的產(chǎn)品,因其精密程度,售價幾十萬到上百萬不等。最近才被天津大學(xué)所攻克。
這種落后十幾年甚至幾十年的技術(shù),并不是口嗨一句就能彎道超車的。當(dāng)別人已經(jīng)做到1的時候,無論是從什么方向入手,你還是需要從0-1,所消耗的可能不會少,甚至?xí)?。所以,彎道超車本身就是偽命題。
以美、日、德為代表的國家在傳感器布局上相對更早,且更堅定。
美國在80年代就聲稱世界已進入傳感器時代,美國早在80年代初就成立了國家技術(shù)小組(BGT),幫助政府組織和領(lǐng)導(dǎo)各大公司與國家企事業(yè)部門的傳感器技術(shù)開發(fā)工作。美國空軍2000年舉出15項有助于提高21世紀空軍能力關(guān)鍵技術(shù),傳感器技術(shù)名列第二。
德國則以工業(yè)強國為優(yōu)勢,從原材料成本上入手,保持產(chǎn)品優(yōu)勢。
而日本早在上個世紀就把傳感器技術(shù)列為十大技術(shù)之首,它的半導(dǎo)體材料在全球來說舉足輕重,日本企業(yè)供應(yīng)了全球一半以上的半導(dǎo)體原材料。
可見,美、日、德對于傳感器最重要的材料和工藝是非常重視的,也給國內(nèi)指明了在傳感器領(lǐng)域,材料和工藝才是發(fā)展的大方向。
物聯(lián)網(wǎng)只是一個契機,而不是近道
不可否認,傳感器是物聯(lián)網(wǎng)感知層中的重要組成部分,承擔(dān)著數(shù)據(jù)采集和傳輸?shù)闹厝?,是物?lián)網(wǎng)實現(xiàn)的基礎(chǔ)和前提。無論物聯(lián)網(wǎng)傳感器的市場有多大,增長率如何,能夠吃下這塊蛋糕的必將是滿足物聯(lián)網(wǎng)需求的傳感器企業(yè)。
IoT確實給傳感器企業(yè)帶來了新一輪的市場應(yīng)用,這也是IoT給傳感器企業(yè)帶來的利好,從市場維度來說,企業(yè)能挖掘的市場更多了,從抵御風(fēng)險來說,企業(yè)的賽道更寬了。
在物聯(lián)網(wǎng)所需的大量傳感器芯片中,芯片必須低功耗、低價格的特性。據(jù)了解,國內(nèi)現(xiàn)有的材料、封裝技術(shù),這些性能在45nm芯片上即可完美呈現(xiàn)。而我國在45nm左右制程和8英寸晶圓上有成熟的產(chǎn)業(yè)布局,隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,這些產(chǎn)能將得到最大程度的釋放。
所以,物聯(lián)網(wǎng)的大市場容量能夠很好地容納暫時落后的發(fā)展?fàn)顟B(tài),同時已經(jīng)成熟的傳感器工藝也能夠幫助這些傳感器企業(yè)獲得繼續(xù)運轉(zhuǎn)、持續(xù)研發(fā)的能力。
從目前的MEMS傳感器來看,國內(nèi)在MEMS麥克風(fēng)傳感器上可以說是走在了世界前列,這就是一個很好的征兆。這說明,在物聯(lián)網(wǎng)傳感器領(lǐng)域,新材料的研發(fā)、工藝迭代上,國內(nèi)外的差距并沒有那么大,并非不能跨越。
對于瘸腿幾十年的國內(nèi)傳感器產(chǎn)業(yè)來說,彎道超車始終都是偽命題。但是如果換個思維,把大家都放到另一個賽道中,差距就沒有那么大。
(文章鏈接:儀表網(wǎng))
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