傳感器是數據采集的源頭，它無(wú)處不在。智能最前端所需要的態(tài)勢感知，基本都是要從傳感器開(kāi)始。無(wú)論是智能制造、智慧城市、智慧醫療等，還是智能設備和大數據分析，再龐大的智能系統，都要從傳感器的針尖上開(kāi)始。

醫療器械界的奇兵——達芬奇手術(shù)機器人有四百多個(gè)傳感器；鼎鼎有名的波士頓機器人大狗，能夠自如地翻跳騰躍，則需要1300個(gè)傳感器。

日本著(zhù)名的馬桶品牌驪住Lixil，正在推出的智能馬桶，馬桶蓋背面安裝了圖像傳感器，可以自動(dòng)識別糞便形狀，整個(gè)馬桶通過(guò)70多個(gè)傳感器，自動(dòng)檢測并與云端相連，可以實(shí)現慢病大健康管理。而博世公司推出的工廠(chǎng)協(xié)作機器人助手APAS，內置了上百個(gè)傳感器，以便可以迅速感知人的狀態(tài)。

這些令人嘆為觀(guān)止的智能產(chǎn)品，其實(shí)都是有共性的。

這個(gè)世界的數字化步伐，半步都不能離開(kāi)小小的傳感器。

然而在中國戰略性、支撐性的產(chǎn)業(yè)版圖上，卻幾乎找不到傳感器的位置。當新基建如火如荼建設的時(shí)候，傳感器——這一至關(guān)重要的支撐，卻幾乎被人忘在腦后。這個(gè)畫(huà)面大概如此，當所有光鮮的客人要步入大廳的時(shí)候，腳后跟卻都被夾在門(mén)外。這種尷尬的局面，遲早是要痛得大聲喊出來(lái)的。

兩棲物種 傳感器六大怪

廣泛使用的傳感器，它屬于以小搏大的工業(yè)門(mén)類(lèi)，是通向其他產(chǎn)業(yè)的基礎。但傳感器也是一個(gè)很獨特的行業(yè)。很多傳感器都具有兩棲屬性：一方面，傳感器的核心是芯片，會(huì )追隨摩爾定律，有著(zhù)快速進(jìn)化的大腦；另一方面，它同時(shí)也與敏感材料、機械器件在一起，受到機械定理的許多制約。這是種獨具特色的產(chǎn)業(yè)，使得傳感器必須經(jīng)過(guò)細心呵護，才能發(fā)展得很好。然而在中國，傳感器卻成為一個(gè)令人驚訝的“六大怪”行業(yè)。

傳感器的第一怪：

容量不小，而國內頭部玩家卻很小。2019年中國傳感器市場(chǎng)規模達到1700億元，估計有1700多家企業(yè)。除了歌爾、瑞聲靠著(zhù)蘋(píng)果手機強大的出貨量，體量達到百億級，在聲學(xué)傳感器領(lǐng)域已經(jīng)占住地盤(pán)。而其他領(lǐng)域，如手機、汽車(chē)、工控、可穿戴、物聯(lián)網(wǎng)等，基本上都是國外品牌的市場(chǎng)。在消費電子、安防之外的領(lǐng)域，產(chǎn)值超過(guò)1個(gè)億的企業(yè)并不多，只有鄭州漢威、寶雞麥克、南京高華等跑在前面，其他國內傳感器企業(yè)，基本都屬于土豆俱樂(lè )部。

傳感器的第二怪：

種類(lèi)繁多，但這個(gè)市場(chǎng)很隱蔽。國外成型產(chǎn)品及在研種類(lèi)有3萬(wàn)多種，我國有2萬(wàn)多種。這些數量未必精確，但傳感器無(wú)疑是一個(gè)龐大類(lèi)別的產(chǎn)品。而這種產(chǎn)品，卻很少為業(yè)界之外的人所知曉。其實(shí)手機、汽車(chē)、工業(yè)測量、智能裝備等都是應用傳感器的大戶(hù)。而這幾年風(fēng)生水起的智能制造、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，都離不開(kāi)小小的傳感器。當然人工智能也不例外?？梢哉f(shuō)人工智能跑得再快，腳上穿著(zhù)還是傳感器的鞋。

傳感器的第三怪：

民品最怕斷供，軍工不怕價(jià)高。軍用傳感器已經(jīng)高度自主化，主要是由于軍品采購可以不計成本。而如果要到民用市場(chǎng)來(lái)競爭，那是既要拼規模，也要有高性?xún)r(jià)比。如果功耗小一點(diǎn)，成本小一點(diǎn)，那就可贏(yíng)者通吃。因此民用市場(chǎng)的突破還很艱難，也無(wú)法從軍工市場(chǎng)獲得支撐。兩條隧道，各通一邊，沒(méi)有打通。而民用儀表傳感器高度依賴(lài)國外。日本橫河跟重慶川儀有一家合資公司，生產(chǎn)橫河川儀的儀表。日本橫河提供的諧振式壓力傳感器，這是最高精度的壓力傳感器。國內攻關(guān)一直未能攻克。這家合資廠(chǎng)也只能依賴(lài)日本的傳感器。

傳感器的第四怪：

中國制造雖以成本著(zhù)稱(chēng)，但傳感器的成本優(yōu)勢還沒(méi)有國外明顯。中國目前生產(chǎn)大部分都是低端傳感器。而我國中高端傳感器進(jìn)口占比達80%，傳感器芯片進(jìn)口更是達90%以上。中國生產(chǎn)成本也很高，收入才幾千萬(wàn)，如何舍得投入幾千萬(wàn)建生產(chǎn)線(xiàn)？現在很多傳感器廠(chǎng)家，還都是單干，手工裝配很多。因為產(chǎn)量上不去，有的1個(gè)月的產(chǎn)量也就5000只，根本談不上規模效益。而博世、歐姆龍等早就把工廠(chǎng)設立在中國，成本優(yōu)勢同樣巨大。

而且，美德日品牌企業(yè)對中國傳感器市場(chǎng)虎視眈眈，對市場(chǎng)份額看得很緊。中國一有進(jìn)步，就會(huì )被國外品牌降價(jià)擠壓。2010年日本歐姆龍一個(gè)開(kāi)關(guān)要接近400元，而現在隨著(zhù)中國品牌的逐漸崛起，現在只需要60元。靈活降價(jià)，堅決保衛市場(chǎng)份額，是國外廠(chǎng)商常見(jiàn)的營(yíng)銷(xiāo)手段。這種方法，一直將國產(chǎn)品牌壓制在面黃肌瘦線(xiàn)附近，很難翻身。

傳感器的第五怪：

市場(chǎng)巨大，融資最難。本來(lái)智能制造、人工智能大熱，傳感器終于應該迎來(lái)咸魚(yú)翻身。但是，沒(méi)有。這是一個(gè)投資人不待見(jiàn)的市場(chǎng)。由于國內對這個(gè)產(chǎn)業(yè)的重要性的認識不足，導致投資界一直處于冷淡期。這跟產(chǎn)品隱蔽，做大做強比較難，是有關(guān)系的。而國家對這個(gè)產(chǎn)業(yè)的“冷處理”的態(tài)度，自然也影響了投資基金的判斷。

傳感器的第六怪：

本是國之重器，奈何落地淪為小蘿卜頭。傳感器作為感知的第一道防線(xiàn)，是人類(lèi)社會(huì )走向智能的關(guān)鍵源頭。然而這個(gè)行業(yè)一直得不到重視。上世紀80年代初，國家科委主持的課題研究中，在討論信息技術(shù)包括哪些技術(shù)的過(guò)程中，“傳感器技術(shù)”引起了巨大的分歧。但因為體量太小，最終還是被切掉。這一晃，四十年都過(guò)去了，情況幾乎沒(méi)有變化。雖然最近兩三年有些鼓勵發(fā)展傳感器的政策陸續出臺，但一無(wú)力度二無(wú)資金，基本也就是草草地走了過(guò)場(chǎng)。

傳感器其實(shí)就是互聯(lián)萬(wàn)物的五官，是眼睛，是耳朵，是各種觸覺(jué)。盡管如此重要，卻無(wú)人重視。傳感器六大怪，本身就是一大怪事。這可真是一根扎心的刺。

驚人的利潤

在國內，傳感器并不容易掙錢(qián)。由于芯片不能自主，工藝研發(fā)投入巨大，再加上紅海競爭激烈，中國傳感器的利潤一直被壓得很低。根據國內40家傳感器企業(yè)上市公司的財報，將近40%的企業(yè)利潤率低于5%；而利潤為負就有6家。

都說(shuō)制造業(yè)利潤低，傳感器看來(lái)也是其中的一種。不過(guò)，不掙錢(qián)，并不是這個(gè)行業(yè)的真實(shí)情況。

日本基恩士傳感器公司，可以說(shuō)是日本最掙錢(qián)的公司。2019年營(yíng)業(yè)額接近360億人民幣，而利潤，則達到了驚人的180億。利潤率居然超過(guò)50%，而且常年如此。傳感器這種在中國幾乎無(wú)法建樹(shù)的行業(yè)，被日本做成了真正的搖錢(qián)樹(shù)。

這家以純設計（Fabless）起家的傳感器公司，主要是設計和銷(xiāo)售傳感器、測量系統、激光刻印機等。從產(chǎn)品開(kāi)發(fā)策略來(lái)看，它從來(lái)不定制產(chǎn)品，堅持完全“以我為主”的標準化產(chǎn)品研發(fā)。這種策略，維持了產(chǎn)品研發(fā)的規律性，而定制產(chǎn)品則會(huì )有很大的周期不確定性，經(jīng)常導致企業(yè)失去靈活性。為了不斷開(kāi)發(fā)新品，基恩士采用了廣泛的研發(fā)信息源，促使產(chǎn)品的多樣化。而從產(chǎn)品系列而言，則采用了深度嵌套的產(chǎn)品組合。既有傳感器產(chǎn)品，更有在傳感器基礎上做好的測量系統，成為測量領(lǐng)域的領(lǐng)頭羊。

國內像?？低?、大華等領(lǐng)頭羊，都是走大型工程。雖然也掙錢(qián)不少，但其實(shí)跟傳感器也沒(méi)有太大關(guān)系。即使是以氣體傳感器起家的鄭州漢威，這幾年也是重點(diǎn)聚焦在水務(wù)、環(huán)保等總包工程。傳感器事業(yè)板塊，不過(guò)只是這家上市公司的高科技之名而已，從體量而言則基本就是無(wú)足輕重。

傳感器主要用在電子產(chǎn)品、工控與測量、設備等幾個(gè)板塊。而傳感器的發(fā)展，最早是來(lái)自工業(yè)自動(dòng)化的推動(dòng)。但在中國最黯淡的，也就是工控與測量這個(gè)分支了。最典型的可以算是上海威爾泰儀表公司了。這家企業(yè)以核電為入手點(diǎn)，進(jìn)入到傳感與儀表領(lǐng)域的，屬于純正的工業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)品。從上市公司財務(wù)報表來(lái)看，這家公司上市已經(jīng)14年，但最近一年收入大約在六千萬(wàn)元。不得不說(shuō)，經(jīng)營(yíng)慘淡。要知道，另外一家巨頭公司霍尼韋爾公司，其傳感與物聯(lián)部門(mén)在全球的營(yíng)收將近60億元。

設計軟件沒(méi)人管

工業(yè)軟件是中國制造的軟肋，傳感器更是如此。而傳感器的設計軟件，也是非常隱蔽的匕首。這幾年MEMS傳感器非?；鸨?，每個(gè)手機中都有幾個(gè)，如感知加速度的。而一般的汽車(chē)至少也有十多個(gè)。德國博世、美國博通、荷蘭恩智浦等都是業(yè)界巨頭。中國只在麥克風(fēng)的MEMS傳感器扳回一個(gè)角，做得很好。

然而MEMS傳感器的設計，需要兩款很專(zhuān)業(yè)的CAD軟件。一個(gè)是 IntelliSuite，這是美國1991年創(chuàng )立的，這也是最早的MEMS專(zhuān)用CAD設計畫(huà)圖軟件。

另外一家ConventorWare也是美國公司。中國很多傳感器企業(yè)幾乎都在用，能占據中國80%的市場(chǎng)。當年在國內承擔863計劃M(mǎn)EMS研究項目的30個(gè)研究小組，全部都使用這種軟件。它在MEMS傳感器的位置，跟6月份哈工大被斷供的Matlab軟件在科學(xué)計算中的地位，基本一樣。而在中國，幾乎沒(méi)有這種軟件。不幸的是，這款軟件在2017年被泛林LAM收購；而LAM是美國第二大半導體設備制造商。這都是美國政府最容易動(dòng)刀子的斷供之地。

工業(yè)軟件，非常的細分了。如果不深入到行業(yè)中去，很多軟件都是隱藏而不可見(jiàn)。這種處境，倒是跟傳感器一模一樣。傳感器和工業(yè)軟件，似乎都穿著(zhù)隱身衣。而正是這些看不見(jiàn)的工業(yè)軟件，其實(shí)暗地封鎖著(zhù)中國制造的諸多命脈。傳感器設計軟件，就是其中一道令人緊張的暗穴。沒(méi)有軟件，這些傳感器很難被設計出來(lái)。

幾乎全是卡脖子

在中國，消費類(lèi)電子的傳感器，由于市場(chǎng)的拉動(dòng)，近十年已經(jīng)有了很大的進(jìn)步。然而在工業(yè)級的傳感器，卡脖子情況比芯片還厲害。圍繞著(zhù)控制與測量，尤其是儀器儀表傳感器，幾乎100%進(jìn)口。

中國儀表的變送器兩大巨頭，都是“國外芯”。重慶橫河川儀年產(chǎn)歸諧振變送器30萬(wàn)臺，傳感器用的是日本橫河的；北京遠東羅斯蒙特，每年30萬(wàn)臺金屬電容變送器，用的是美國羅斯蒙特的傳感器?？梢哉f(shuō)，這兩家占據中國70%以上市場(chǎng)的龍頭企業(yè)，基本就是給日本和美國打工。其他企業(yè)情況也一樣，蘇州恩德斯豪斯E+H一年大約5萬(wàn)臺，用的是德國E+H；而國內品牌的龍頭企業(yè) ，用的基本都是德國FirstSensor。要命的是，這家公司，在今年3月被美國傳感器巨頭泰克連接公司所收購 。這對于中國的儀表，實(shí)際上非常的兇險。今后是否還能買(mǎi)到德國傳感器芯片，存在著(zhù)極大的不確定性。

這意味著(zhù)，石化、醫藥等流程行業(yè)廣泛使用的變送器，其中的傳感器除了用日本橫河和美國羅斯蒙特的芯片，原本用德國的公司的現在也要依賴(lài)美國公司了。

其他行業(yè)也基本是類(lèi)似的狀況。根據傳感器國家工程研究中心《中國傳感器發(fā)展藍皮書(shū)》的統計，汽車(chē)傳感器、高端化學(xué)類(lèi)氣體傳感器、光纖傳感器、環(huán)境檢測傳感器，對國外進(jìn)口依賴(lài)度都是在95%以上。至于海洋傳感器，用于移動(dòng)觀(guān)測平臺的自動(dòng)浮標、水下滑翔機，以及海上浮標等，則是100%進(jìn)口。

國人非常關(guān)心的PM2.5值，其測量?jì)x基本都是采用儀表巨頭美國熱電公司的產(chǎn)品。它內部所使用的微量振蕩天平，通過(guò)測量濾膜上微小顆粒的質(zhì)量而引起振蕩管的頻率變化，來(lái)測試空氣顆粒物的濃度。以精密測量的傳感器作為基礎，熱電公司的一臺PM2.5測量?jì)x，動(dòng)輒幾十萬(wàn)元，甚至上百萬(wàn)元。也只有國家級測量站，才用真正用得起這種儀表。而直到最近，這種技術(shù)才被天津大學(xué)精儀學(xué)院畢業(yè)博士所創(chuàng )立的天津同陽(yáng)公司，基本攻克。這是一種很幸運的進(jìn)展了。

傳感器的卡脖子方式，與絕大部分其他工業(yè)產(chǎn)品都不一樣。它就像一個(gè)漫山遍野的地雷陣，分散而隱蔽。要逐項對這一類(lèi)卡脖子短板進(jìn)行突破，必將是一個(gè)漫長(cháng)的過(guò)程。而且要逐個(gè)突破，也基本不現實(shí)。

歷史上的動(dòng)搖

傳感器與通信、計算機被稱(chēng)為現代信息技術(shù)的三大支柱。但本來(lái)處于戰略要沖的傳感器，在中國的產(chǎn)業(yè)位置，基本一直被邊緣化。

這在中國，是有過(guò)歷史上的動(dòng)搖。據國內信息化老前輩介紹，上世紀80年代初，一些專(zhuān)家參與了國家科委主持的“信息技術(shù)發(fā)展政策”課題的研究與起草相關(guān)政策。當時(shí)第一個(gè)要解決的問(wèn)題是: 信息技術(shù)包括哪些技術(shù)？計算機、集成電路、通信技術(shù)和軟件四大技術(shù)得到專(zhuān)家們一致的同意。問(wèn)題出在“傳感器技術(shù)”，大家意見(jiàn)不一致。

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圖2 中國信息技術(shù)的構成

從理論上說(shuō)，大家都同意，傳感器技術(shù)是信息技術(shù)的一個(gè)重要組成部分。如果缺少傳感器，信息技術(shù)就不完整了，體系上無(wú)法自洽。但是，從行業(yè)營(yíng)業(yè)額來(lái)看，當時(shí)的傳感器產(chǎn)業(yè)太小了，不要說(shuō)與通信產(chǎn)業(yè)這樣的大產(chǎn)業(yè)比，就是和當時(shí)的軟件這樣的“小產(chǎn)業(yè)”比，也不在一個(gè)量級上。如果并列在文件中，非常難以落筆。討論了很長(cháng)一段時(shí)間，最后還是“忍痛割?lèi)?ài)”了。

可以說(shuō)，信息技術(shù)剛剛起步，作為支點(diǎn)之一的傳感器，從一開(kāi)始就被邊緣化。這種偏差，意味著(zhù)中國的信息化，一直就是瘸腿的信息化。而進(jìn)入數字化時(shí)代，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)成為國家戰略，這種瘸腿就更加明顯。然而，這種歷史上的動(dòng)搖所形成的隱形偏差，歷經(jīng)四十年，越發(fā)畸形，而且直到至今，也未能得到糾正。

現在，應該是回到原點(diǎn)，重塑根基的時(shí)候了。

小記

芯片卡脖子，舉國上下群情激憤，到處都是大投資。但中國的卡脖子，其實(shí)是一個(gè)系統性工程，不是只出現在某一個(gè)節點(diǎn)上。要說(shuō)卡脖子，中國制造幾乎就是長(cháng)頸鹿的脖子，到處都是卡點(diǎn)。許多不同的卡脖子技術(shù)，底層有著(zhù)更為隱蔽的交錯關(guān)系。傳感器的芯片，并不需要太高的納米制程，像當前最熱的傳感器的微機電系統MEMS，它需要的制程甚至可以用微米級完成。以舉國之力，狂熱的投資，都要去解決華為手機芯片，或者中芯國際的先進(jìn)制程問(wèn)題，既不科學(xué)，也不理性，更忽視了其他同樣重要的產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)。

跟芯片卡脖子是卡在明處完全不同，傳感器在中國的產(chǎn)業(yè)地位，基本就是一個(gè)黑戶(hù)口，無(wú)人關(guān)注。這才是傳感器產(chǎn)業(yè)最令人擔心的地方。

中國數字經(jīng)濟已經(jīng)是龐然大物，目前占GDP的比重約為35%，總量超過(guò)30萬(wàn)億元。傳感器正是數字經(jīng)濟的最基本的支點(diǎn)。然而在這座龐大宮殿的入口處，守門(mén)的哨兵，卻依然在昏睡中。

這是智能大門(mén)的缺失。傳感器就像無(wú)處不在的小傷口，隨時(shí)都可能作痛。