近日，在北京召开的“2016全球传感器与智能化发展高峰论坛”上，中国工程院院士、清华大学副校长尤政在主旨报告中指出，中国传感产业的发展要将市场竞争与政府引导相结合，对于一些共性的关键技术和公共平台，政府应该制定统一的发展规划、明确的发展目标，加大支持力度。他以欧盟的MEMS协同技术联盟为例，说明通过平台的方式，使不同微纳技术的灵活集成和融合成为可能，能够为（企业）用户提供“量身定做”的解决方案，推动产业的健康发展。

他分析了近年来中国传感产业发展存在的问题，并提出了应对挑战的可能举措。

抓住机遇期

记者：传感器作为信息产业的重要神经触角，广泛应用于各行各业。从产业发展来看，中国传感器处于什么样的阶段？

尤政：传感器尤其是核心传感元器件是工业赖以生存和发展的基础，直接决定着重大装备和主机产品的性能及质量。“十一五”以来，在高速增长的需求拉动下，一方面，我国传感器行业发展取得了长足的进步，部分传感器产品关键技术取得了突破，技术改造投入步伐加大，创新能力有较大提高，技术水平明显提高，对外依赖逐年减少；但另一方面，我国传感器研发和自主创新能力还比较薄弱，核心技术受制于人，行业共性技术研究缺位，产业集中度低，中低档产品产能过剩，高端产品对外依存度较高，在国际竞争中仍然处于弱势地位。

记者：近几年，随着物联网、智能驾驶等产业的发展，业界对于传感器的关注度再次提升。您认为这对传感器技术的发展提出了什么样要求？

尤政：我们知道，物联网的特点是通过感知与识别技术，让物品“开口说话、发布信息”，是融合物理世界与信息世界的重要一环，也是物联网区别于其他网络的最独特的部分。

作为物联网最基础应用层——感知识别层的重要元器件，传感器在物联网中的地位举足轻重，是物联网建立的重要前提。随着物联网、智慧产业的兴起，传感器技术正在朝着智能化、无线化、微型化、集成化、多样化的方向发展，同时对于节能和环保的要求也日益提高。

从国内的发展情况来看，近些年互联网应用的创新发展很快，比如支付宝、微信等，但以物联网为基础的智能产业发展还不如预期，主要原因就是底层的传感技术支撑水平还不够。我国高分辨的摄像头都是国外进口的，机器人的关键传感部件也基本不能国产化。此外，一些传感器的智能、集成综合应用还不够，比如说，对于交通信息的获取和处理，我们主要是靠摄像头，常开的摄像头耗电量大且会产生海量的图像数据，要处理这些数据也耗电且吃力复杂。如果换一种思路，比如智能交通对于车辆的监测，可以利用埋在地下的磁传感器，带有红外或振动传感器的摄像头等，只有在汽车通过的时候记录信息，一来避免过多的噪音信息，二来数据的质量也很高。换句话说，我们要从源头上设计合理的传感系统，而不是“眉毛胡子一把抓”，导致后端耗能大且处理的复杂性太高。

记者：2015年5月，中国政府颁布了建国以来制造强国战略第一个十年行动纲领《中国制造2025》。您认为该战略的提出和实施，对于国内传感器产业的发展将带来什么样的影响？

尤政：制造业是实体经济的主体，是国民经济的脊梁，是国家安全和人民幸福安康的物质基础，是我国经济实现创新驱动、转型升级的主战场。

当前，我国制造业的生产力水平跨度覆盖20世纪50年代到21世纪初，制造企业生产力水平参差不齐、差异极大，大量中小企业处于机械化阶段。因此要实现2025目标，中国制造业需要“并联式”的发展，既要补工业2.0的课，实现规模化生产的组织管理，由机械化走向自动化；还要普及工业3.0，普遍深入应用电子信息技术，普遍实现自动化生产；又要形成工业4.0示范，以数字化车间、数字化工厂为广大制造企业示范引路，掌握智能制造核心技术。

可以看到，《中国制造2025》与“两化融合”是一脉相承的，其中的重点在于制造的数字化、网络化与智能化，不管工厂还是整个产品的生命周期管理，对于智能化传感的需求都非常大。

MEMS的春天

记者：近些年，微机电系统（MEMS）技术也被广泛应用于传感器及其相关系统，它有什么特别的优势？

尤政：MEMS技术是特征尺度跨越微米和纳米两个邻接微小领域的高新技术，也是信息化智能化的关键核心技术。MEMS和集成电路的最大区别在于，MEMS具有可动结构，利用微纳技工技术可以同时加工出机械结构和电路系统。MEMS传感器技术具有微型化、低成本、低功耗、高可靠、高性能等诸多优势，同时它能够在恶劣环境下工作，是传统传感器难以企及的。

MEMS的这些优势使得它在众多领域“大显身手”。在军事领域，MEMS传感器被用于数字单兵信息化装备、智能引信等。借助MEMS技术，美国制造出世界上最小的导弹——“长矛”导弹，这种导弹只有771克，能够精准打击目标，可以安装在无人机、无人地面车、无人水面艇上，成为无人战争中的打击利器。2015年的数据显示，MEMS器件覆盖美军未来90％的制导武器信息化改造；在消费电子领域，汽车传感器中已经有80%采用MEMS传感器，在包括手机在内的移动终端，可穿戴设备等方面，MEMS传感器的应用也非常普遍。

记者：国内在MEMS方面的研发整体情况如何？

尤政：在研发方面，国内的研发力量大部分集中在高校，占到58%。目前，国内成立了数十个微纳米或微系统研究院、所或中心，或者组建了省部级重点实验室；东北地区、西南地区和西北地区建立了MEMS研发联合体，研究内容也不断扩展，涵盖了从设计到制造、从器件到系统的全链条，同时研发也正在走向应用和产业化初期。

记者：作为国内MEMS研究的先行者，您对于MEMS技术研发转化有什么样的体会？

尤政：我从1995年开始MEMS的研究工作，到现在已经20多年了，感受比较深刻的一点是，领域的基础积累很重要。当初我们进入这一领域时，工业界并不看好，认为MEMS是玩具类的东西，将来不会有大的用途，但随着时间推移，MEMS技术及传感器逐渐显示出其优异的性能和广泛的应用领域，工业界开始大举投资，推动了产业化的进程。据相关数据，现在国内已经有400余家MEMS的初创公司。

在MEMS的产业化过程中，国内工业界是看到曙光以后才开始行动的，而且现在产业还比较分散，大部分都还是中小企业，行业的共性技术支撑平台还比较欠缺。

和美国等相比，我国民间的风险投资基金对于创新性的技术研发也不够敏感，大部分投资人更热衷于投资已经发展不错的公司，以期包装上市后能够快速获利，在MEMS领域也存在这样的问题。

记者：如何解决这些问题？

尤政：当前我国正处在产业转型升级的关键期，要切实依赖科技创新来解决产业结构低端、高能耗、污染大等方面的问题。我们政府在这方面也做了很多努力，像我刚才提到我们实验室的MEMS技术就是山东省淄博市政府在清华大学考察时发现并促成产品化、产业化的。现在，淄博高新区出资3亿元，建设了MEMS/NEMS代工线及国家高新区MEMS研究院，计划建成能够制造多种MEMS传感器的生产线，这样就能够为MEMS的中小企业提供公共服务。反之，如果一条生产线是封闭的，只有一个产品或者一个公司使用，别的公司可能因为担心技术被偷走而不会使用现有资源，造成重复建设。而公共的技术平台只提供代工服务，不会窃取技术，所以是行得通的。

不过MEMS和微电子不同之处在于，集成电路的共性比较多，MEMS的异质性比较突出，所以在建生产线的时候，MEMS的工艺线是树状的，主干是标准的基础工艺，枝条是每一个产品线自身特殊的工艺。由于中国地域辽阔，不同区域产业发展水平有差异，可以建多条MEMS公共服务生产线。

此外，对于技术早期的孵化投资，我国政府也在积极设立引导基金，通过政府资金和风险基金合作的形式来对实验室的潜力技术进行转化支持。

人才是关键

记者：对传感器发展来说，不管是技术的源头创新还是成果转化，人都是最关键的因素。

尤政：对。从近些年传感器的发展情况来看，每一种MEMS传感器经过发现到社会应用时间都很长，基本上是15~35年，主要的原因是以前技术比较单一，现在技术越来越复杂，要涉及到不同学科、专业科研人员的合作，需要长期的磨合。

研究性的工作是允许失败的，作为高校的研究者，我们做错了无非是探索的一个过程，调头也快，一个老师的团队无非就是十几个人，但一个企业方向错了就是好几千人的问题，对于失败的风险是要谨慎考虑的，所以源头创新的工作理应高校和科研院所来做。

来源：高科技与产业化杂志