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尤政院士:为什么要重视发展高端传感器技术


  来源: 学习时报 时间:2024-09-12 编辑:清风
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当然,传感器行业本身也具有不容低估的市场规模。根据德国Statista数据分析公司数据,2022年全球传感器市场规模为2512.9亿美元(约1.79万亿人民币)。其中我国传感器市场规模为3096.9亿元人民币,2019—2022年均复合增长率为12.26%。尽管我国传感器市场增速相对稳定,但全球龙头企业如爱默生、西门子、博世、意法半导体、霍尼韦尔等跨国公司占据约60%的国内传感器市场份额,尤其在高端传感器市场,我国约80%的传感器依赖进口。特别需要说明的是,传感器除了自身的万亿级市场之外,有研究表明,传感器带动的上下游产业链所创造的产值大约是传感器行业产值的6倍左右。


传感器在国家战略工程中是“胜负手”


传感器的性能、质量,直接决定重大装备和战略产品的性能、质量。高铁现在已经成为我国的一张名片,传感器就发挥了不可或缺的作用,高端传感器在高铁上有六大应用场景:一是列车监测与维护,二是轨道健康监测,三是列车安全防护,四是乘客信息交互,五是能源管理,六是环境综合监测。以和谐号380AL高铁列车为例,一辆列车里的传感器数量超过1000个,平均每40个零部件里就有一个传感器,它们承担着状态监视、故障报警、车载设备控制等功能,被认为是轨道交通运营安全的保障性技术和装备持续升级的关键性技术。未来,传感器与人工智能等新兴技术将实现深度融合,中国高铁将更智能、更安全。


在医疗健康中,传感器是“金刚钻”。现代医疗离不开各种检测,各类医疗仪器就是通过各类传感器获取与病人病理相关的各种医疗数据,来为医生诊疗提供依据。例如用于测量血管内外径、血流速度、血压、心内压、体温等多种生理参数各类位移、速度、振动(加速度)、力、流量、压强和温度传感器;用于检测血液中的离子(如K+、Na+、Ca2+ 等)和气体(如O2、CO2)的浓度的化学传感器;利用选择性识别来测定生化物质的酶传感器、微生物传感器、免疫传感器、组织传感器和DNA传感器等;通过测量细胞或组织的微弱电信号的变化来监测生理状态的心电(EKG)、脑电(EEG)、肌电(EMG)等生物电传感器,这些传感器在诊断心脏疾病和肌肉功能状态中非常重要。传感器是医疗领域中不可或缺的技术,它们对疾病的预防、诊断和治疗起着至关重要的作用。


在国防安全中,传感器是“战斗力”。现代战争从某种程度上来讲,打的就是传感器。在最近的乌克兰危机中,有统计表明80%的毁伤效果是由占全部弹药总量20%的精确制导弹药,也就是导弹、制导炸弹等造成的。这些高精度的惯性、无线电、激光、光电、红外、卫星等精确制导技术中,惯性测量单元(IMU)、激光传感器、红外传感器、毫米波传感器、光电传感器、雷达等各类高端传感器发挥了决定性的关键作用。除此之外,隐身战机、航母舰队、卫星星座等武器装备,更加需要由各类高端传感器组成的信息感知网络提供数据,进行态势感知、目标打击、体系作战等各项行动。装备有各类高端传感器的无人系统已经开始在现代战场崭露头角,未来战场的无人机、无人车、机器人系统等武器装备将更加趋于常态化,这些“机器战士”的千里眼、顺风耳则完全要依靠高端传感器。而且,随着传感器等先进技术的快速发展和进一步赋能,各种新概念武器装备也将涌现出来,传感器技术在国防安全事业中将发挥更大作用。


我国距离传感器强国还有多远


传感器这么重要,市场规模也很大,我国一定要发展高端传感器。但是,我国高端传感器的发展现状不容乐观。我国的高端传感器,尤其是中高端传感器的MEMS芯片还大量依赖进口,被“卡脖子”之外,我国高端传感器行业创新生态、设计工具与研发平台、先进材料与核心器件、高端芯片与工艺设备、系统集成与转化应用等方面,还存在差距。


我国要成为传感器强国,需要在如下几个方面持续发力。第一是要关注“产教融合”,也就是人才培养与产业发展深度关联融合。前面讲过传感器是一个多学科交叉、技术密集,且与应用紧密关联的领域,高端人才与技术创新的重要性不言而喻。创新人才培养和原创技术开发相结合的产教融合,是发展传感器,成为传感器强国的首要条件。第二是要强化协同创新,前面还讲了传感器行业是投资密集,产品应用广但产业分散的行业,因此,政府、企业、高校、科研院所、用户、金融机构等各个创新要素必须统筹规划、合理布局、协同创新。通过公共研发平台建设与共性技术开发与共享机制,来实现传感器全行业的高效运行,持续、健康、快速发展。第三是加大示范应用,可以围绕国家的重大工程任务、国家亟须的重要战略装备以及有代表性的社会经济生活需求,有组织地开展创新,体现新型举国体制的优势,通过传感器赋能,形成新质生产力,推动产业集聚,形成传感器产业的生态链。


关键词:尤政 高端传感器    浏览量:163

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