營造傳感器產(chǎn)業(yè)化生態(tài) 為新基建提供大數(shù)據(jù)支撐

郭源生

傳感器是一切系統(tǒng)中的“數(shù)據(jù)之母”，沒有傳感器，就沒有數(shù)據(jù)采集，萬物互聯(lián)與智能化便無從談起。

改革開放以來，我國經(jīng)歷了從政策推動的短缺經(jīng)濟(jì)到資源推動的過剩經(jīng)濟(jì)，以及以中共十九大為分水嶺，進(jìn)入以信息技術(shù)和傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)深度融合、以數(shù)字經(jīng)濟(jì)為主線的創(chuàng)新型經(jīng)濟(jì)階段。當(dāng)前圍繞5G、人工智能技術(shù)展開的應(yīng)用創(chuàng)新紛沓而至，推動我國制造業(yè)從產(chǎn)業(yè)的規(guī)?；鲩L走向高質(zhì)量發(fā)展。數(shù)字經(jīng)濟(jì)的增長速度同樣令人驚喜。2017年我國數(shù)字經(jīng)濟(jì)規(guī)模是3.4萬多億美元，占GDP總量的30.3%，2018年是4.73萬多億美元，占GDP總量的34.8%。以集成電路為代表的信息技術(shù)基礎(chǔ)產(chǎn)品進(jìn)口額已經(jīng)超過了石油、礦產(chǎn)的進(jìn)口總額。這說明我國未來經(jīng)濟(jì)的核心不再是傳統(tǒng)的能源、石油、化工等自然資源，而是數(shù)字經(jīng)濟(jì)。數(shù)字經(jīng)濟(jì)的核心則是數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)將成為產(chǎn)業(yè)變革和經(jīng)濟(jì)脈絡(luò)的主流。

一、新基建與信息技術(shù)的相互關(guān)系

新基建涉足5G基站建設(shè)、特高壓、城際高鐵和城市軌道交通、新能源汽車充電樁、大數(shù)據(jù)中心、人工智能、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等7大領(lǐng)域。

新基建與信息技術(shù)之間具有密切的關(guān)系。一是滲透，新基建核心內(nèi)容會滲透到各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域。二是融合，多產(chǎn)業(yè)、多技術(shù)的相互融合，尤其是信息技術(shù)與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的深度融合。三是協(xié)同，跨部門、跨領(lǐng)域的協(xié)同，尤其是人才跨界的協(xié)同。四是轉(zhuǎn)型，從制造業(yè)大國走向強(qiáng)國時(shí)，就要把以數(shù)據(jù)為主導(dǎo)的產(chǎn)業(yè)升上臺面，轉(zhuǎn)向戰(zhàn)略型新興產(chǎn)業(yè);同時(shí)，運(yùn)用信息技術(shù)提高傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)能效比、降低環(huán)境污染和制造業(yè)成本。五是服務(wù)，在區(qū)域和行業(yè)中，通過平臺架構(gòu)設(shè)計(jì)與模式創(chuàng)新提供相應(yīng)的服務(wù)。

眾所周知，信息技術(shù)是由感知技術(shù)、傳輸技術(shù)和處理技術(shù)這三大技術(shù)構(gòu)成。如果把人看成一個(gè)完整的信息系統(tǒng)，那么五官和皮膚就是與外界交互數(shù)據(jù)或信息的感知器官，對應(yīng)到物理層面就是傳感器技術(shù);5G通信技術(shù)相當(dāng)于信息傳輸?shù)纳窠?jīng)系統(tǒng);計(jì)算機(jī)相當(dāng)于大腦，負(fù)責(zé)處理信息。信息技術(shù)其實(shí)是一個(gè)古老的技術(shù)，人類社會行為活動無外乎物流、人流和信息流，數(shù)字是人類這三種行為產(chǎn)生的結(jié)果，信息技術(shù)就是通過現(xiàn)代科學(xué)方法把這三個(gè)方面表現(xiàn)為數(shù)字化。近代信息技術(shù)經(jīng)歷了三次大的浪潮，一是上世紀(jì)80年代，個(gè)人計(jì)算機(jī)誕生，解決了數(shù)據(jù)處理問題;二是本世紀(jì)初互聯(lián)網(wǎng)到來，把人與人之間的距離無限拉近，解決了數(shù)據(jù)傳輸問題（直到今天的5G，依然是在解決數(shù)據(jù)傳輸問題）;三是物聯(lián)網(wǎng)帶來的“萬物互聯(lián)”，解決的是信息獲取與采集問題，這也是信息技術(shù)最重要的問題，即數(shù)據(jù)的來源問題。

二、傳感器技術(shù)是支撐新基建基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的關(guān)鍵所在

據(jù)美國研究報(bào)告顯示，目前全球傳感器共有約3.1萬種，其中，中國約有2.2萬種;產(chǎn)業(yè)分布方面，全球約有6500多家，其中中國約有1200家;共性基礎(chǔ)技術(shù)15項(xiàng)。在傳感器的基礎(chǔ)技術(shù)產(chǎn)業(yè)方面，中國與美國還存在10到15年的差距。

1.技術(shù)創(chuàng)新與發(fā)展趨勢

2011年，美國提出未來傳感器重點(diǎn)發(fā)展的三大技術(shù)。一是MEMS工藝技術(shù)。美國硅谷近20多年來，都是以MEMS工藝技術(shù)為基礎(chǔ)，根據(jù)行業(yè)需求和功能不同，展開不同封裝結(jié)構(gòu)的各種產(chǎn)品創(chuàng)新。MEMS工藝技術(shù)不但解決了傳感器被稱為“工業(yè)工藝品”的制造難題，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化與規(guī)?；a(chǎn)，還能夠使傳感器微型化，變成肉眼觀察不到的電子灰塵，懸浮和飄散甚至滯留在空中，不間斷采集數(shù)據(jù)。二是智能化和網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了傳感器無線化、節(jié)點(diǎn)化，打通了產(chǎn)、用之間的瓶頸與障礙。三是微能量獲取技術(shù)。通過收集環(huán)境和自然界的風(fēng)、光、電磁輻射等能量，解決了傳感器節(jié)點(diǎn)化后的長期供電問題。

2.市場應(yīng)用前景

傳感器可應(yīng)用于所有行業(yè)領(lǐng)域。在此次新冠肺炎疫情防控中就大量使用了傳感器技術(shù)和產(chǎn)品。除了我們熟知的無接觸測溫儀，還有130多種產(chǎn)品類型，用于測量血壓、血脂、血氧、脈象以及二氧化碳?xì)怏w等，它們都在這次疫情防控中發(fā)揮著無可替代的作用?；臃倍嗟目纱┐髟O(shè)備本質(zhì)上就是一個(gè)智能傳感器節(jié)點(diǎn)，或是多功能、多參數(shù)復(fù)合的智能節(jié)點(diǎn)，比如有些設(shè)備既可以測血壓，心跳，還可以測脈搏等等。

家庭智能終端是未來發(fā)展的一個(gè)趨勢，因此也成為傳感器創(chuàng)新應(yīng)用的平臺。包括私有云技術(shù)的融合、虛擬技術(shù)的融合，即可自成系統(tǒng)，也可對外鏈接交互。比如，智能床可實(shí)現(xiàn)自動翻身、按摩、緊急呼叫等功能;智能馬桶內(nèi)置了76只傳感器，可檢測人體13種生理參數(shù)指標(biāo)，生成健康報(bào)告并上傳，甚至直接與私人醫(yī)生連接。未來家庭服務(wù)機(jī)器人要實(shí)現(xiàn)家用設(shè)備與設(shè)施管理（包括做飯等家務(wù)）、慢病監(jiān)測與醫(yī)護(hù)、情感陪護(hù)這三大功能，無疑需要大量采用各種不同類型的傳感器。

新基建在內(nèi)的智能化裝置與設(shè)備更是離不開各種傳感器，比如手術(shù)機(jī)器人要用到400多只傳感器;智能手機(jī)中現(xiàn)在已有20多種傳感器，再向前發(fā)展，當(dāng)這個(gè)數(shù)量達(dá)到100多種的時(shí)候，手機(jī)就會變成移動智能節(jié)點(diǎn)，與家庭智能終端融合，通話功能只是手機(jī)中一個(gè)很小的功能模塊;電子圍欄中用到近2萬只傳感器，完全實(shí)現(xiàn)隱形和無接觸管控，場地與道路無需停車?yán)U費(fèi)，直接開走、定期結(jié)算即可;數(shù)字車間中的自動化無人值守、智能化生產(chǎn)所用傳感器更是數(shù)不勝數(shù)。

智慧農(nóng)業(yè)從種子培育、土壤酸堿度測量，施肥狀態(tài)、生長狀態(tài)測量再到餐桌，都會用到大量傳感器。目前一般的大棚要用20多只傳感器，最好的植物工廠要用700—800只。日本、荷蘭的花卉、蔬菜等植物工廠都是依靠大量的傳感器來采集數(shù)據(jù)的。

總之，傳感器技術(shù)決定著系統(tǒng)的功能。判斷一個(gè)設(shè)備或系統(tǒng)性能優(yōu)劣，不僅僅要看裝了多少微處理器，更重要的是要看有多少只、多少類型的傳感器。傳感器堪稱為“電子五官”，若五官遲鈍，大腦再發(fā)達(dá)，也難以發(fā)揮更大的效能。傳感器是一切系統(tǒng)中的“數(shù)據(jù)之母”，沒有傳感器，就沒有數(shù)據(jù)采集，萬物互聯(lián)與智能化便無從談起。

三、產(chǎn)業(yè)化相關(guān)建議

我們應(yīng)該清醒地認(rèn)識到，中美博弈和今后的爭端，表面上看是貿(mào)易和科技的爭斗，實(shí)質(zhì)上是高技術(shù)產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化競爭。不能清楚地認(rèn)識到高科技產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化問題，是很難抓住要害、形成競爭優(yōu)勢的。針對傳感器產(chǎn)業(yè)化問題，結(jié)合我國結(jié)構(gòu)調(diào)整與轉(zhuǎn)型升級及“十四五”規(guī)劃要求，充分認(rèn)清疫情、國際摩擦升級與環(huán)境變化產(chǎn)生的具體影響，做好戰(zhàn)略定位和頂層設(shè)計(jì)，做好相應(yīng)的資源配置，建立健全良好的機(jī)制，形成規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化并非難事。具體建議如下：

1.明確戰(zhàn)略定位，做好頂層設(shè)計(jì)。把傳感器產(chǎn)業(yè)化作為數(shù)字經(jīng)濟(jì)的核心和基礎(chǔ)，提升到國家戰(zhàn)略高度來認(rèn)識，分層次、分階段持續(xù)培育和支持。

2.挖掘產(chǎn)業(yè)中的問題，彌補(bǔ)短板與瓶頸。從產(chǎn)業(yè)體系和鏈條中的具體問題入手，解決工藝技術(shù)、產(chǎn)業(yè)化瓶頸、市場供需矛盾、人才引領(lǐng)作用、資源優(yōu)化配置等問題。

3.政策精準(zhǔn)配套，資源持續(xù)配置。結(jié)合地方產(chǎn)業(yè)配套政策資源，設(shè)立國家產(chǎn)業(yè)化專項(xiàng)政策，并在稅收等方面給予優(yōu)惠，針對產(chǎn)業(yè)化進(jìn)行持續(xù)引領(lǐng)與指導(dǎo)。

4.持續(xù)評估效果，及時(shí)調(diào)整實(shí)施方式。按照產(chǎn)業(yè)化層次、階段、步驟進(jìn)行分段評價(jià)與考核，根據(jù)實(shí)時(shí)狀態(tài)及時(shí)修正和調(diào)整實(shí)施步驟，避免造成經(jīng)濟(jì)損失和更大的機(jī)會成本。

根據(jù)以上建議，結(jié)合區(qū)域產(chǎn)業(yè)文化特征，要在條件具備地區(qū)建立中國“傳感谷”，培育我國產(chǎn)業(yè)鏈完整，具備“政、產(chǎn)、學(xué)、研、用、服”六位一體協(xié)同化、專業(yè)化和精準(zhǔn)化的“雙生態(tài)”體系，從而實(shí)現(xiàn)傳感器基礎(chǔ)產(chǎn)品500億產(chǎn)值，系統(tǒng)集成與應(yīng)用產(chǎn)品千億級以上的目標(biāo)，形成具有明顯產(chǎn)業(yè)化特色的國際傳感器產(chǎn)業(yè)集群。

責(zé)任編輯：馬莉莎