打造中国的传感谷 访工信部电子元器件行业发展研究中心总工郭源生

2017-05-10 22:56:36 访问次数: 1448
作为2017中国(上海)国际物联网大会的特邀嘉宾,工信部电子元器件行业发展研究中心总工程师郭源生博士早早地来到会场,在实地感受了大会气氛后,饶有兴趣地接受了联动原素的采访。

作为2017中国(上海)国际物联网大会的特邀嘉宾,工信部电子元器件行业发展研究中心总工程师郭源生博士早早地来到会场,在实地感受了大会气氛后,饶有兴趣地接受了联动原素的采访。

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物联网产业发展春天已经到来

郭总工表示,这次来到物联网大会,首先最直观的感受就是物联网技术已走向成熟、产业发展蓬勃兴起和市场应用广泛深入,以数据为纽带,物联网、大数据、云计算、3D与虚拟现实、人工智能、互联网+等为基础,以及各领域应用技术创新为主体的信息化浪潮和产业革命已经来临,人类社会全面步入“信息时代”。信息技术无处不在,无人不晓,无话不谈,形成了跨行业、跨领域的多产业、多技术相互协同与融合,在市场需求与资本牵引下,推动了产业结构调整与转型升级的大变革。通过这次会议,他更加坚信:作为物联网核心基础技术 - 传感器,在物联网产业带动下,迎来了产业发展的历史机遇和真正春天。

据了解,郭总工研究物联网的时期较早,早年认为“智慧地球”“感知中国”等提出只是停留在概念阶段,距离实际应用还有一定的距离,物联网产业体系很不完善,产业链不够完整,孤岛化、碎片化现象较为严重,难于形成务实、有效、成熟的服务体系构架和平台主体,更加缺乏可持续性发展的商业模式。2008年左右,无锡被列为国家物联网示范城市,试图以此带动和推进我国物联网产业发展,当初他持有不同看法,认为应该叫传感网,通过传感网建立和广泛应用,打造从信息采集、传输到处理完整的基础产业体系,促进我国传感器产业化发展进程,为市场开发和应用技术创新提供牢固基础,创造良好条件。因为信息技术的发展经历三次大的浪潮,第一次浪潮是计算机个人手指化与微型化,解决了信息处理的问题;第二次浪潮是本世纪初的互联网化,解决了信息传输的问题,推动很多虚拟产业的发展;第三次是现在的物联网化,应该解决的是信息采集问题。从产业完整性角度来看,解决了传感器产业化问题,就解决了信息产业发展中数据采集的短板问题,这不仅是解决产业关联性和内在协同关系问题,也符合市场发展的自然和必然规律。

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传感器与计算机、通信被称为信息技术的三大支柱,其技术优劣成为衡量一个国家科技水平和处于国际战略竞争制高点的重要标志,是发达国家高度重视和争相竞争与发展的基础核心技术。可广泛应用于冶金、石油、化工、电力、交通、水利、新能源、电子、环保、家电、航天、航空、军工武器装备等国民经济及国防、科研等各个领域,关乎并影响着技术创新,以及国民经济和国防、社会安全,具有十分重要的战略意义。通俗地讲,如果把计算机比喻为人的大脑,通信比喻为人的神经系统,那么传感器就是“五官”和“皮肤”,承担着感知并获取自然环境中一切信息数据的功能,毫不夸张地讲,没有传感器就没有大数据;没有感知世界的器官,大脑再聪明也难于发挥超级运算和处理能力,体现其真正价值。西方发达国家正是因为重视传感器等技术,才逐步拉开了全球高新技术产业发展及武器装备等技术应用水平的差异。此外,传感器不仅可以探知宏观世界和微观世界,也可感知我们生命特征,以获取人体各种生理参数指标,如血糖、血脂、血氧、脉象、心电、脑压、脑电、体温等大数据信息。通过个性化的健康样本值和数据分析模型创新,结合系统体系构架、服务模式就能形成完整的“智能”与“智慧”健康管理系统,满足各类慢病人群的健康管理需求。这种样本分析模型就是技术创新的难点和关键,是“智能”与“智慧”系统应用的最大瓶颈,也是创新的目标、任务与方向。这种数据分析模型就是物联网实际应用的关键技术和智能制造的关键要点与难点,也是智能化传感器需要解决的核心问题。

传感器处于物联网系统中的基础层,处于信息系统的窗口位置,是不可或缺的部分。具有技术密集、渗透力强,多品种、小批量、市场要求繁多,应用领域广泛等行业特征,产业集中度不高。目前全球传感器约有2.6万余种,随着新材料技术和敏感机理的创新,新品种和类型会不断出现。我国约有1.2万多种,大多为常规类型和品种,在医疗、科研、微生物、化学分析等特种高端领域仍有大量品种短缺或空白。传感器八大敏感机不同,差异很大,很难形成产业化,这是产业徘徊的原因。传感器技术正在快速向多功能、数字化、技术复合与集成方向,产品正在向微型化、模块化、低成本方向,应用开发想智能化、系统化、网络化方向发展。对于工业4.0来说,过程数据的实时采集、应用分析模型,是具体实际中遇到的突出问题,这次信息化浪潮就是要解决这个问题。长期以来传感器产业的受关注度不够,除了受产业特征影响外,业内的呼吁声音较弱,政府重视度也不够高,导致传感器产业化发展直接影响和制约了计算机系统的应用与发展。

郭总工说,这次过来参会,主要是想分享一下关于传感器和物联网产业发展中的问题研究、思考与观点,包括传感器产业现阶段存在的主要问题和原因,哪些技术可形成产业化、如何促进其发展,如何形成规模化生产,甚至包括产业化发展的切入点,如何把物联网产业与传感器产业协同发展起来,如何推动产业整体走向更加成熟,提出一些可操作层面的建议。

物联网发展促进产品技术创新和产业走向成熟

关于传感器,郭总工表示,现阶段产业化出现的问题,通俗地说就是造传感器的供给方对于市场需求缺乏深入研究与探索,知道哪个领域在用,却不知道具体怎么用的,对于应用中的主要问题不甚了解。与之相对应,用传感器的需求方不知道怎么制造出来的。例如汽车行业,无论是车体还是车载中的传感器,它的主要参数体系与应用环境特征之间的关系,以及对于汽车在环境复杂情况下,保持长期使用“无故障”的设计依据、理念和要求不慎掌握。传感器生产厂家也需要掌握市场应用中的技术、质量、生产、售后等各个环节的要点与痛点,没有这种意识,仅凭产品优势去销售产品,是很难与汽车厂家合作,打入汽车市场。由此可见,传感器产业化迫切需要形成完整的产业链。

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针对这样的供需矛盾,他给出建议大概应该分两个方面来看。从目前的产业规模和发展模式看,第一:要把产业的技术形成规范和标准,适应个性化需求;第二:形成智能化、网络化的传感器,相对集中度比较高,适用于应用市场,往网络化,智能化、微型、低成本这个方向发展,这需要物联网行业自身去推动;第三:要找到共性的产业化的工艺去解决问题。

从政策角度看,国家要从战略高度重视这件事,虽然大家都在说传感器,但是没有付诸实际行动,目前存在政策的分散性大、多头管理现象严重等问题。第二,要使观念真正的落地,产业和市场之间要融合;第三,地方政府要关注市场发展走向和趋势,传感器产业链的形成更需要地方政府的培育和扶持。通过“整合全球资源共同打造中国的传感谷,形成双生态的产业链”设想,打造政、产、学、研、用、服六位一体的立体化平台体系构架与协同关系,实现良好的产业服务功能,通过引导、扶持、培育,产业聚集和资源整合,发挥地区区位优势,传感器、物联网产业才能真正得到发展。

传感器技术决定了物联网产业发展

谈起传感器,郭总工讲到,六大敏感技术工艺的标准化、规范化可以使传感器产业集中度提高,例如力敏,光敏,磁敏,汽敏,RFID(无限射频技术),声敏。都具备产业化条件和技术基础;第二,传感器要向智能化、网络化方向发展,通俗一点说就是变得傻瓜化,需要形成传感器节点与模块,拿来就能用、就好用,就像可穿戴一样,工业领域就需要“工业可穿戴”智能传感器。工信部目前制定的智能传感器三年行动计划,目的是搭建传感器生产和应用之间的桥梁与通道,打破传感器产业技术瓶颈,推动其产业化发展。

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他多次对联动原素强调,物联网时代正向我们走来,过去人们所幻想的万物互通,智能社会的美好图景,如今正随着传感技术发展逐步成为现实。而物联网的技术发展与应用的最大瓶颈与障碍就是在传感器上,国内传感器种类很少,规模小、成本高又成为物联网发展最大的短板。美国人认为,21世纪信息时代全面到来,就进入了传感器时代。福布斯认为,当前甚至今后几十年内,影响和改变着世界经济格局和人们生活方式的10大科技领域,传感器名列10大领域之首。本世纪的重大变革就是:“通过网络,把物质世界联接起来,并赋予它一个电子神经系统,使它具有可感知信息生命,而能够担当这一重任的核心就是传感器” - 传感器革命。 “之所以称为传感器革命,是因为传感器自身也会发生质的变化。在信息化过程中,不断涌现出新原理、新技术、新工艺、新材料等创新类技术和产品。用几乎无法想象的方法来监控我们周围的环境和物质。迫使我们改变原来的生活方式和行为。这些传感器技术有些已经存在,  更多的正在到来或即将来临”

在传感器研发方面,如何消除技术壁垒,促进产业协调发展方面,郭总工认为,首先问题出在了认识上!浮躁心态!喜欢概念化!都在概念上你争我夺,目的获得最大先机和优势资源!物联网的“空心化”趋势明显,正在进一步恶化。传感器技术是信息系统的共性基础技术,决定着物联网产业的发展,基础技术跟不上。势必制约产业发展与成长,基础技术的差距也是我们国家和一些发达国家技术的主要差距。我们希望价值回归,期待价值回归,必然价值回归。

其次是国家要对传感器基础方面加大投入。西方发达国家在上世纪70年代前,也曾忽视了传感器技术发展。80年代初西方相继开始重视,纷纷列为长远发展规划的重点,大量投资进行产业化建设,使其以近30%比率高速增长。日本1979年在《对今后十年值得注意的技术》中列为首位;美国国防部1985年公布的二十项军事关键技术中,被列为第十四项;《星球大战》、欧洲《尤里卡》、前苏联《军事航天》计划,英、法、德等国家高技术领域发展规划中均将传感器列为重点发展技术,并将其科研成果和制造工艺与装备列入国家核心技术,制定严格保密规定加以控制,禁止出口,特别是对中国的出口管控。美国非常重视基础产业发展,认为:计算机技术是核心,敏感技术、光电子技术是关键和重点,新材料、微电子技术是支撑和基础。1991年4月美国政府公布的《国家关键技术》报告中,确定了6个领域22项关键技术。其中包括传感器和信号处理,以及与信息技术相关的材料技术、加工工艺等。2003年美国商业周刊“未来技术发展报告”中,传感器列为21世纪最具影响和改变世界10大新技术之一。

第三是产业发展缺少企业家和龙头企业的带动和引领。从行业角度看孤岛化、碎片化现象尤为突出;人才结构单一,行业内业务员出身、科技人员自主创办企业居多,不愿做大同时也不会做大。缺乏行业技术领军人才,以及高级工艺技术人员群体;缺乏国际化市场、技术、信息等复合型人才。从企业角度看,缺少产业化基础条件,尤其是创新型人才团队。都在互相模仿,或是模仿国外同类产品,简单引进芯片后进行二次开发,只能通过价格体现竞争优势;现有产品产业化基础能力较差,缺资金投入、装备差、工艺设备落后,企业整体偏小,产业化能力不够,很多企业靠的是情怀在苦苦支撑着。

当前,中国正处在经济转型与产业升级的大环境和背景下,随着物联网、智慧城市推进与实施,为传感器技术与产品开辟了巨大的市场空间,为传感器产业化注入了“兴奋剂”,增添了活力,第三次信息浪潮冲开了传感器春天的大门,意味着传感器时代的真正来临。“春天到了,夏天就不会远,秋天一定到来”!硕果属于谁?我们拭目以待、共同见证!

联领域: 传感器 物联网

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