鄭州高新區(qū)已集聚傳感器相關(guān)企業(yè)3011家,現(xiàn)有高新技術(shù)企業(yè)中有600余家與傳感器產(chǎn)業(yè)相關(guān),占全區(qū)高企總量的 51%。
11月7日,2023世界傳感器大會(huì)在鄭州落下帷幕,連續(xù)五屆舉辦國(guó)內(nèi)最高規(guī)格的傳感器大會(huì),鄭州發(fā)展智能傳感器產(chǎn)業(yè)的決心,引發(fā)了業(yè)界關(guān)注。年300億的傳感器產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ),出現(xiàn)了漢威科技等傳感器細(xì)分領(lǐng)域龍頭企業(yè),面對(duì)MEMS步入蓬勃發(fā)展的產(chǎn)業(yè)快車道,這座中部城市如何從人才、資金、政策層面突破瓶頸,實(shí)現(xiàn)領(lǐng)跑?如何憑借下游儀器儀表制造和智慧物聯(lián)解決方案的優(yōu)勢(shì),向上抓住智能傳感器爆發(fā)的風(fēng)口?鄭州從政府到產(chǎn)業(yè)端,都積極參與了解題人的角色。
MEMS的戰(zhàn)國(guó)時(shí)代
說到智能傳感器,就不得不提MEMS。
MEMS是微機(jī)電系統(tǒng)Micro Electro Mechanical System的簡(jiǎn)稱。在賽迪顧問副總裁李珂看來(lái),傳感器是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的分支,傳感器的發(fā)展迭代與集成電路幾乎同步。在業(yè)界,MEMS被認(rèn)為是使用類似于用于集成電路制造的微型器件,與經(jīng)典的集成電路相比,MEMS傳感器是機(jī)電系統(tǒng)直接與現(xiàn)實(shí)世界的互動(dòng),常見的應(yīng)用包括加速度計(jì)、陀螺儀、麥克風(fēng)、壓力傳感器、振蕩器、能源收集器和射頻濾波器等。
根據(jù)摩爾定律,集成電路上可以容納的晶體管數(shù)目大約每經(jīng)過18~24個(gè)月便會(huì)增加一倍。MEMS傳感器的典型特征就是微型化、集成化、智能化,其集成化發(fā)展有如摩爾定律。隨著各類設(shè)備智能化程度不斷提升,搭載的傳感器數(shù)量也逐漸增加,在單一芯片上集成多個(gè)不同類型、不同功能的傳感器,以及濾波器、控制器、執(zhí)行器、通信單元等,通過多傳感器的融合與協(xié)同,可以實(shí)現(xiàn)多參數(shù)的同時(shí)監(jiān)測(cè),提升信號(hào)識(shí)別與收集效果,提高設(shè)備集成化程度,節(jié)約內(nèi)部空間。
根據(jù)賽迪顧問在2023世界傳感器大會(huì)上發(fā)布的全球傳感器產(chǎn)業(yè)趨勢(shì)白皮書,2022年全球傳感器市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到1792.4億美元,其中智能傳感器市場(chǎng)規(guī)模達(dá)472.6億美元,占傳感器總市場(chǎng)規(guī)模的26.4%,到2025年,全球智能傳感器的份額會(huì)達(dá)到整個(gè)傳感器產(chǎn)業(yè)的1/3,行業(yè)進(jìn)入蓬勃發(fā)展的快車道。有專家評(píng)價(jià),現(xiàn)在正處于MEMS的戰(zhàn)國(guó)時(shí)代。
資本知識(shí)密集的阻礙
MEMS產(chǎn)業(yè)分為研發(fā)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造(中試、量產(chǎn)和封裝、測(cè)試)、系統(tǒng)集成應(yīng)用三個(gè)層面,就全產(chǎn)業(yè)鏈概念來(lái)說,還包括材料和設(shè)備。上游研發(fā)設(shè)計(jì)主要集中在北京、上海等地的高校、科研院所和研發(fā)中試平臺(tái),多數(shù)企業(yè)都是和這些機(jī)構(gòu)合作研發(fā)設(shè)計(jì)MEMS產(chǎn)品。據(jù)賽迪早先關(guān)于MEMS制造的白皮書,中國(guó)MEMS產(chǎn)業(yè)規(guī)模和資源主要集中在東部沿海地區(qū),華東地區(qū)IC基礎(chǔ)較好,MEMS產(chǎn)業(yè)資源集聚,產(chǎn)業(yè)環(huán)境優(yōu)越,區(qū)位優(yōu)勢(shì)明顯,整體實(shí)力較強(qiáng)。
MEMS技術(shù)是一種典型的多學(xué)科交叉的前沿性研究領(lǐng)域,幾乎涉及到自然及工程科學(xué)的所有領(lǐng)域。學(xué)科深度交叉融合的特點(diǎn)決定了 MEMS 技術(shù)的人才門檻、資金門檻、技術(shù)門檻均較高,很多企業(yè)依然會(huì)對(duì)此望而卻步,權(quán)衡投入產(chǎn)出是否值得。
廣州奧松電子股份有限公司副總裁陳新準(zhǔn)在2023世界傳感器大會(huì)上說,“奧松電子有一半是技術(shù)研發(fā)工程師,研發(fā)投入占比非常高?!彼硎荆琈EMS是一個(gè)知識(shí)密集型、跨學(xué)科的產(chǎn)業(yè),開發(fā)一款新的MEMS智能傳感器,研發(fā)難度較大,從研發(fā)到推向市場(chǎng),量產(chǎn)周期長(zhǎng),成本很高,能沉得住氣承擔(dān)起如此重任的民營(yíng)企業(yè)較少,這就是為什么國(guó)內(nèi)大多數(shù)MEMS 生產(chǎn)線是國(guó)企或央企建設(shè)的。
鄭州高新產(chǎn)業(yè)投資集團(tuán)副總經(jīng)理羅永嘉告訴36氪河南,國(guó)內(nèi)較為成熟的傳感園區(qū)都十分依賴于園區(qū)的中試線,如上海嘉定傳感器產(chǎn)業(yè)園,“超越摩爾”的MEMS中試線的建立,為上海智能傳感器產(chǎn)業(yè)打好了基礎(chǔ),從中試線孵化的上市公司已經(jīng)有2家。蘇州納米城借助于MEMSRIGHT中試線,孵化了如敏芯微、中微等上市公司,聚集了大量的傳感器上下游企業(yè),極大促進(jìn)了產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計(jì),近年來(lái)國(guó)內(nèi)已建成11家 MEMS 中試平臺(tái),正在建設(shè)的有4 家,其中蘇州納米所是目前國(guó)內(nèi)最成功的 MEMS運(yùn)營(yíng)平臺(tái),技術(shù)成熟、運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)豐富,具有成熟案例供借鑒。
三級(jí)國(guó)資聯(lián)手建MEMS中試線
電子信息產(chǎn)業(yè)是河南的戰(zhàn)略支撐產(chǎn)業(yè),智能傳感器更是重點(diǎn)培育的新興產(chǎn)業(yè)和重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)鏈。
論產(chǎn)業(yè)實(shí)力,鄭州在智能傳感器及終端的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化方面已處于全國(guó)上游水平,形成了氣體、氣象、農(nóng)業(yè)、電力(網(wǎng))、環(huán)境檢測(cè)等多門類傳感器產(chǎn)業(yè)鏈及批量生產(chǎn)能力,但是,整體呈現(xiàn)出大而不強(qiáng)的態(tài)勢(shì)。究其原因,是因?yàn)槭?nèi)企業(yè)技術(shù)更新落后于長(zhǎng)三角同行,人才和資金投入成為短板。