一、政策扶持注入发展动力
在物联网蓬勃发展的浪潮中,传感器作为感知层最为关键的组成部分,当之无愧地成为政策扶持的焦点领域之一。在相关论坛上,国家集成电路产业投资基金(以下简称 “大基金”)总经理丁文武郑重表态,大基金将全力支持物联网前行,把投资重点精准锚定在传感器、MEMS 传感器等前沿领域,为产业发展注入雄厚资金 “活水”。与此同时,工信部电子司集成电路处处长任爱光也透露一则振奋人心的消息:工信部正在紧锣密鼓地制定传感器发展规划,不久之后便将正式发布,这无疑将为传感器产业的有序发展绘制清晰蓝图,指引前进方向。
二、面临挑战不容小觑
技术跟随与研发短板
中芯聚源股权投资管理有限公司(以下简称 “中芯聚源”)总裁孙玉望直言不讳地指出,尽管历经近十年的砥砺奋进,我国初步搭建起了传感器产业链框架,但前行之路依旧荆棘丛生,面临着诸多严峻挑战。当前,我国传感器产品大多处于跟随模仿阶段,与国外同类产品相较,产品指标和可靠性存在明显差距,研发能力亟待全方位、大幅度提升,方能突破技术瓶颈,实现弯道超车。
产品低端与盈利困境
我国传感器产品结构失衡问题突出,集中扎堆在低端市场,产业规模相对较小,这直接导致国内传感器厂商普遍陷入盈利能力薄弱的泥沼。在激烈的国际市场竞争中,低价竞争策略难以为继,亟需向高端、高附加值产品领域进军,重塑产业盈利模式。
产业链协同之殇
产业链不完善、协同能力孱弱是我国传感器产业的又一 “硬伤”。传感器及 MEMS 制造环节的短板尤为显著,上下游企业之间尚未形成紧密高效的协作网络,从原材料供应到产品制造,再到市场销售,各个环节衔接不畅,制约了产业整体效能的发挥。
关键能力缺失
展望未来传感器发展趋势,硬件的多传感融合、软件算法、低功耗、智能化等核心能力成为决胜关键,然而我国在这些方面普遍存在缺失,与国际先进水平拉开差距,若不奋起直追,恐将在新一轮产业变革中掉队。
市场咨询机构 Yole 的数据仿若一记警钟,敲响在人们心头:在 MEMS 领域,世界前 30 强企业鲸吞了行业 80% 的经济利润,而我国本土公司仅有歌尔股份、瑞声科技、无锡美新等四家艰难跻身前 30 强,产业竞争力亟待提升的紧迫感扑面而来。
三、发展路径探索与抉择
自主研发为基
“从产业角度审视,再怎么强调自主研发都不为过。” 孙玉望坚定地认为,收购兼并固然能够在一定程度上加速产业发展进程,但鉴于其成功率仅有 20%,倘若要真正壮大中国的传感器产业,必须牢牢立足自主研发,掌握核心技术,方能不受制于人。
制造能力突破
多维科技董事长兼首席执行官薛松生凭借自身深厚的从业经验敏锐洞察到,中国在传感器的加工制造环节与国际先进水平相比,差距更为显著。孙玉望对此深表赞同,他强调制造是中国传感器产业实现跨越发展的一道绕不开的关卡。“国内设计的产品在国内无法制造,无奈只能远渡重洋拿到欧美日韩等地生产,这无疑大幅增加了成本,严重削弱了产品竞争力;中国传感器若想在国际舞台上崭露头角,就必须快马加鞭建设自己的制造能力。” 基于 Bosch 等国际巨头的成功经验启示,孙玉望和薛松生一致认为,IDM(垂直整合制造)模式是中国传感器产业发展的优选路径,集芯片设计、制造、封装测试等环节于一体,能够有效提升产业协同效率与产品竞争力。
令 人欣喜的是,当下中芯国际在振荡器、加速度计、麦克风、压力传感器等产品上已成功实现量产,射频器件也已有一定出货量,陀螺仪更是处于紧锣密鼓的研发之中,为我国传感器制造能力的提升注入了一剂强心针。
封装难题求解
清华大学微电子学研究所教授刘泽文则将目光聚焦于封装领域,直言不讳地指出封装已然成为中国传感器发展的瓶颈。当前亟待攻克的难题是:如何巧妙地将 RF MEMS 传感器进行封装,把 MEMS(微机电系统)、IC(集成电路)和无线通信(wireless)完美封装成 SOC 芯片,并且严格符合 “低功耗、低成本、体积小” 等严苛要求,这需要产学研各界携手共进,合力突破技术难关。
四、新机遇崭露头角
MEMS 传感器崛起
在一份备受瞩目的 “决定未来经济的十二大颠覆技术” 清单中,物联网、先进机器人、自动汽车等前沿技术赫然在列,而这些技术得以蓬勃发展的核心与基石无一不是传感器。慈星股份执行副总裁、董事长李立军一语中的:“在机器人中,最主要的就是传感器了。”
通过创新性地将 MEMS(微机电系统)与集成电路深度融合为一体,MEMS 传感器正华丽转身,成为传感器发展的全新机遇窗口。据孙玉望援引的研究机构数据,BCC Research 乐观预测到 2019 年全球传感器市场规模将一举突破 1500 亿美元。其中,MEMS 市场规模将飙升至 140 亿美元,尤为值得骄傲的是,中国有望占据这个市场的半壁江山,展现出巨大的发展潜力。
5G 时代机遇
刘泽文前瞻性地指出,MEMS 传感器将在物联网和信息时代大放异彩,成为关键支撑技术。面对即将汹涌而来的 5G 通信浪潮,RF MEMS 传感器更是脱颖而出,成为满足 5G 通信需求的优选解决方案,也是一种不可或缺的重要集成技术,有望在未来通信领域书写华章。
然而,刘泽文也适时发出警示,概念的模糊不清极有可能导致中国 MEMS 传感器重蹈 “起个大早、赶个晚集” 的覆辙,再次陷入落后被动的尴尬境地。“目前业界存在一个误区,大家谈及 MEMS 传感器往往单纯指向传感器本身,但这实则有失偏颇,MEMS 传感器是微机电系统和传感器的集成,是一种远比单一传感器更为复杂、集成度更高的技术。” 倘若不能精准把握这一本质特征,很可能在研发与产业化进程中偏离主流方向和实际需求,错失发展良机。
五、平台建设助力发展
值得高度关注的是,平台建设已然成为业界瞩目的焦点与付诸实践的重点方向。在本次高峰论坛上,上海微技术国际合作中心(简称 “SIMTAC”)总裁高腾详细介绍道,SIMTAC 将对标国际知名的 IMEC,匠心打造特色融技平台,凭借创新的商业模式与一站式的技术支持服务,为行业内的中小初创公司排忧解难,有效降低 “三高”(高投入成本、高技术门槛、高风险)难题。作为 IC 设计公司及一站式服务提供商,灿芯半导体通过与全球知名的 IP/EDA 领导厂商 Synopsys、Cadence、Mentor 建立深度合作,为中小设计公司慷慨提供一站式 IP 平台资源,助力其茁壮成长。
此外,上海微技术工业研究院正紧锣密鼓地构建全国首条 8 英寸的 “超越摩尔” 研发中试线,精心部署 MEMS、RF、硅基 III-V 族、3D 集成、MR 磁传感、功率及生物等相关工艺和量测设备,并全力开发完整、可靠的工艺。据悉,该研发线已进入内部装修冲刺阶段,计划明年初正式进行设备调试,届时将为我国传感器产业研发创新提供强大的硬件支撑,助推产业迈向新高度。