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落後先進國家10~15年,該重新審視我國配资之家産业發展了!

發布時間:2019-03-18
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配资之家與通信、計算機被稱为現代信息技術的三大支柱和物聯網基礎,其應用涉及國民经濟及國防科研的各個領域,是國民经濟基礎性、戰略性産业之一,直接影響到國防安全、经濟安全和社會安全。在現代控制系統中,配资之家處于連接被測對象和測試系統的接口位置,可直接或間接接觸被測對象,是信息輸入的“窗口”,是數據信息獲取的唯一功能器件,直接影響和決定着系統的功能和性能優劣,許多控制系統因數據采集障礙而無法實現功能。通俗地講,如果把計算機比喻为人的“大腦”,通信比喻成为“神经系統”,那麼配资之家就是 “五官”和“皮膚”,承擔着“感知”環境一切參數和任何數據信息。特别是當前倍受國際關注的物聯網、大數據、雲計算技術,乃至智慧城市中的各種技術實現,對于配资之家技術的依賴尤为突出。


國内外發展曆程與現狀


20世紀70年代初,西方發达國家大力發展計算機與通訊技術,忽視了配资之家技術發展,造成了“大腦”發达,而“五官”遲鈍的窘境,配资之家産业相對慘淡。80年代初,美、日、德、法、英等國家相繼确立加速配资之家技術發展的方針,視为涉及科技進步、经濟發展和國家安全的關鍵技術,紛紛列入長遠發展規劃和重點計劃之中。傾注人力和物力投资,以年10%-30%的增長率高速發展,在工藝技術與産品上有了明顯的突破,形成了技術領先優勢,占據了國際主要市場。并采取嚴格的保密規定對技術封鎖和控制,禁止技術出口,尤其是針對中國。


日本1979年在《對今後十年值得注意的技術》中列为首位;美國國防部1985年公布的二十項軍事關鍵技術中,被列为第十四項;《星球大戰》計劃、歐洲《尤里卡》計劃、前蘇聯《軍事航天》計劃,英、法、德等國家高技術領域發展規劃中均将配资之家列为重點發展技術,并将其科研成果和制造工藝與裝備列入國家核心技術。美國認为,計算機技術是核心,敏感技術、光電子技術是關鍵和重點,新材料、微電子技術是支撐和基礎。通信與計算機結合,以及多元化、新技術的融合代表着美國信息技術發展方向。1991年4月美國政府公布的《國家關鍵技術》報告中,确定了6個領域22項關鍵技術。其中包括配资之家和信号處理,以及與信息技術相關的材料技術、加工工藝等。2003年美國商业周刊“未来技術發展報告”中,配资之家列为21世紀最具影響和改變世界10大新技術之一。福布斯認为,當前,甚至今後幾十年内,影響和改變着世界经濟格局和人們生活方式的10大科技産品,配资之家列为10大科技産品之首。美國國家科学發展基金會認为,“80年代個人電腦把運算簡化到人們手指尖上;90年代互聯網技術把人們對信息的需求通過網絡變得全球化;本世紀的重大變革就是:通過網絡,把物質世界聯接起来,并賦予它一個電子神经系統,使它具有能夠感知信息的生命,而能夠擔當这一重任的核心就是配资之家”。每年度财政預算約有69億美元,用于配资之家基礎技術與應用研究,稱其为“Sensor Revolution”(即:配资之家革命)。


目前國際上缺乏制定國際标準的準則與規範,尚未制定出權威性的配资之家标準類型。其敏感機理、敏感材料、使用功能、應用領域等互相交錯及深度融合,難以厘清,各國及行业圍繞着标準劃分的争論從未停滞,各抒己見、争論不休,從而導致産品名稱混亂、種類繁多、結構複雜、參數各異等複雜狀況,隻能劃分为簡單的物理配资之家、化学配资之家和生物配资之家等大的類别。


例如,物理配资之家有:聲、力、光、磁、溫、濕、電、射線等等;化学配资之家有:各種氣敏、酸堿PH值、離子化、極化、化学吸附、電化学反應等現象等等;生物配资之家有:酶電極和介體生物電等等。然而物理、化学、生物配资之家中的材料、機理、參數、模型上往往互相滲透、融合,技術、工藝相互交叉現象較为普遍,像力敏、位置、液面、能耗、速度、熱敏、加速度、射線輻射、振动、濕敏、磁敏、氣敏、真空度、生物等配资之家在功能上,壓電效應、磁致伸縮、熱電、光電、磁電效應、電化学反應、熱敏、場效應、壓電、光学、聲波道等等,在産品用途和形成過程中的因果關系互相咬合,既不能劃分到物理類,也不能劃分为化学類,難以嚴格劃分。


常用配资之家分類和命名方式,主要有以下幾種類型:

(1)按轉換原理可分为物理配资之家、化学配资之家和生物配资之家。

(2)按配资之家的檢測信息来分可分为聲敏、光敏、熱敏、力敏、磁敏、氣敏、濕敏、壓敏、離子敏和射線敏等配资之家。

(3)按照供電方式可分为有源或無源配资之家。

(4)按其輸出信号可分为模拟量輸出、數字數字量輸出和開關量配资之家。

(5)按配资之家使用的材料可分为:半導體材料;晶體材料;陶瓷材料;有機複合材料;金屬材料;高分子材料;超導材料;光纖材料;納米材料等配资之家。

(6)按能量轉換可分为能量轉換型配资之家和能量控制型配资之家。

(7)按照其制造工藝,可分为機械加工工藝;複合與集成工藝;薄膜、厚膜工藝;陶瓷燒結工藝;MEMS工藝;電化学工藝等配资之家。

全球産品化的配资之家種類約有2.6萬餘種,我國已经擁有約1.4萬多種,大多为常規類型和品種;7000多種可産品化,而在醫療、科研、微生物、化学分析等特殊品種上仍有短缺和空白,存在着較大的技術創新空間。


共性基礎工藝與三大技術創新趨勢


衆所周知,由于敏感機理、敏感材料不同,加之工业現場環境、使用場景,以及被檢測介質與個性化參數、結構等複雜性要求等特點,長期以来配资之家一直處于多品種小批量生産狀态,結合工藝技術的分散性、複雜性影響和設備裝置价格昂貴等因素制約,业界稱其生産過程为制造“工业工藝品”。各國工程技術人員圍繞着工藝技術協同、融合,在産品規範化、性能歸一化、功能集成化、結構标準化,以及工藝設備和工裝夾具的産业化方面展開了長期的技術開發與創新,形成了一大批不同特色和特點的技術成果。


在美國矽谷配资之家領域,圍繞着以MEMS工藝技術为基礎,根據不同行业和功能的需求,展開的不同封裝結構的各種配资之家産品創新,已经持續了近25年,形成的千奇百怪、五花八門的各種類型配资之家産品,應用領域不斷擴展,得到了各行业的廣泛認同與接受。正如矽谷MEMS工藝技術創始人丹尼斯先生所說:“20多年来,矽谷配资之家産品一直都是圍繞着以矽基材料为主體的MEMS芯片和不同行业領域的市場應用需求,開展不同結構形式的封裝的産品競争與創新”。因此,MEMS工藝技術是各種類型配资之家的共性基礎工藝技術,被业界稱之为配资之家創新源泉。目前,MEMS成熟工藝有4英寸、6英寸、8英寸、12英寸,伴随着半導體平面工藝更新換代和不斷升級,工藝設備與裝置水平成熟度增強和价格不斷降低,MEMS工藝也正在向更大尺寸創新發展,工藝成熟度也随之不斷增強。産品涉及并廣泛應用于物理、化学和生物配资之家中,在聲敏、光敏、熱敏、力敏、磁敏、氣敏、濕敏、壓敏、離子敏等配资之家中的應用业已成熟。不僅提高了産业化能力,降低了産品成本,也大大的提高了産品的可靠性、穩定性、一致性,使得産品的分散性、離散性得到了極大改善,可進行規範化與标準化的封裝與生産,在批量化與規模化生産中發揮了重要作用。2011年,美國行业認为MEMS工藝已经成熟,可以廣泛推廣應用,确立并形成了配资之家産业圍繞MEMS工藝技術和應用兩大方向創新與突破:


一是 敏感機理創新與工藝突破。提高了MEMS工藝技術在材料與工藝結構等基礎理論與應用水平,比如在晶體與非晶體、各種半導體材料應用;在矽-矽鍵合工藝、矽薄膜工藝、金屬薄膜工藝等多個領域的工藝技術創新,大大提高了産品生産的微型化、低成本、複合型、集成度等産业化基礎水平。


二是 智能化水平提高和應用創新。在多功能集成化、模塊化構架、嵌入式能力、網絡化接口等形成了創新與突破。極大地改善了産用難以對接的矛盾,搭建了生産制造與市場應用橋梁與技術通道,突破了行业在生産和應用長期形成的技術壁壘和發展瓶頸。同時也提高了各行业的産品自主選擇和應用設計能力,大大刺激了應用需求,拓展了市場空間。


同時,美國還明确了配资之家智能化的三大核心技術與創新趨勢:


1、MEMS工藝技術:在微型化、低功耗、低成本、多材料複合、多參數融合;大片集成工藝技術與裝備、微米與亞微米級高精度控制技術、柔性生産工藝技術不斷疊代升級與創新。

2、無線網絡化技術:为适應各種物聯網(傳感網)技術推廣應用,在工业互聯網、人工智能技術、移动智能終端、5G技術标準下的無線網絡化配资之家産品與技術創新。把移动(手機、車、船、飛機等)或固定物體(機床、樓宇、商場、家庭、山林等)作为安裝和應用配资之家的平台和智能化節點,實現嵌入式、多功能複合與集成、模塊化構架、網絡化接口等協同式創新,以滿足對一切物體智能化、“無人化”管理與控制的需求。

3、微能量獲取技術:配资之家智能化節點在室内外使用過程中,特别是野外使用環境下,供電問題始終是各個領域推廣應用的一大障礙。圍繞着自然界風能、光能、電磁能等微能量收集與獲取,稱为“微能量捕捉技術”,为配资之家供成为今後技術創新又一方向。


從美國配资之家産业發展来看,呈現幾個特點:一是在共性基礎技術上下功夫,并注重新技術、新工藝創新應用,不斷提升品質。二是強調配资之家網絡化、智能化節點技術、能量捕捉技術及協同創新。三是核心技術都有政府管控、扶持、资助與推动的影子。四是重點推廣應用領域的引領與帶动作明顯。如軍事工业、裝備制造、物流、生态環境監控(森林防控)、移动醫療、智能家居等。


産业化生态體系與環境建設

借助共性基礎技術和工藝,建立生産可柔性化、工藝規範化、産品标準化的生産體系,尋找産品的配套市場,徹底改變技術和市場的孤島化、碎片化問題是配资之家産业化的關鍵之處。根據MEMS工藝技術和産品市場應用特點,溫敏、聲敏、力敏、光敏、氣敏、磁敏、頻率等7大類型産品符合産业化技術特點和市場規模化需求,可實現産业化規模生産。


另外,以矽麥克風为代表的聲敏配资之家已经在國内外形成了十大主流特色品牌産品和商家(其中有瑞聲、歌爾國内兩家企业),實現了産业化規模生産;溫、濕度配资之家美國、德國、瑞士、日本、中國等國家都有規模化生産能力,在未来發展中溫濕度将複合在其他物理量配资之家之中,比如,力敏、磁敏可同時檢測溫濕度參數;頻率含RF射頻、毫米波等共性工藝技術接近、而參數、功能、應用差異較大的産品,可在同一廠家實現産业化。特别是在手機、智能交通、生物感知等應用領域具有爆發式增長,具有較大的誘惑力。射頻器件95%仍是歐美廠商主導,甚至沒有一家亞洲廠商進入。为了打破行业壟斷現象,这将成为未来技術創新與競争的焦點。


與國外相比,我國配资之家産业發展緩慢主要是認识上的差距所致!對配资之家帶有偏見和片面的認识,缺乏國家戰略認识高度。由于配资之家分屬不同行业和部門,存在多頭管理,在發展上難于取得共识,管理亂象,政策支持缺乏力度導致産业分散,産品不能成为系列化;1200多家企业中95%以上屬于小微企业,一方面缺乏足夠的人力、物力、工藝技術條件等资源配置,産业化基礎薄弱;另一方面市場準入門檻過高,缺乏相應的應用開發和技術創新能力,産品整體技術水平和參數性能指标,特别是可靠性、穩定性指标與國外同類産品相比要低1~2個數量級,無法滿足市場對企业资質和配套能力的要求。第三是缺乏龍頭企业引領和行业帶动,缺乏國際化品牌、市場影響力、競争優勢和基礎研究能力,導致行业内专业化企业數不足3%;核心芯片大都依賴進口,中高檔産品幾乎100%進口。整體工藝技術水平落後國外先進國家10~15年。


針對國内外産业現狀對比和行业特點及存在問題,結合配资之家技術工藝特征,业内期待在经濟、技術優勢和發达地區,聚集國内外數十家以上的配资之家专业性公司和科研院所,組成具有産品技術工藝特色和産业化規模優勢,以及國際市場影響力的産业集群或基地,形成年銷售額1000億元人民币(150億美元)以上,并以年增長大于20%速度增長的國際化配资之家特色産业園區。形成以敏感元器件为核心,智能化、網絡化、模塊化等集成應用为創新主體,物聯網、智慧城市为應用目标的産业鍊構架(産业生态),同時具備政、産、学、研、用、服六維一體生态環境,實現産业化集群式發展,形成我國配资之家“雙生态”産业鍊,具有産业特色明顯和區位優勢突出的國際配资之家産业園——即“傳感谷”。


作者郭源生,系九三学社中央科技委副主任、中國配资之家與物聯網産业聯盟副理事長