中國傳感器之殤：本是國之重器，卻陷入六大怪相

　　智能少不了傳感器

　　傳感器是數據采集的源頭，它無處不在。智能最前端所需要的態勢感知，基本都是要從傳感器開始。無論是智能制造、智慧城市、智慧醫療等，還是智能設備和大數據分析，再龐大的智能系統，都要從傳感器的針尖上開始。

　　醫療器械界的奇兵——達芬奇手術機器人有四百多個傳感器；鼎鼎有名的波士頓機器人大狗，能夠自如地翻跳騰躍，則需要1300個傳感器。

　　日本著名的馬桶品牌驪住Lixil，推出的智能馬桶，馬桶蓋背面安裝了圖像傳感器，可以自動識別糞便形狀，整個馬桶通過70多個傳感器，自動檢測并與云端相連，可以實現慢病大健康管理。而博世公司推出的工廠協作機器人助手APAS，內置了上百個傳感器，以便可以迅速感知人的狀態。這個世界的數字化步伐，半步都不能離開小小的傳感器。

傳感器的數量

　　然而在中國戰略性、支撐性的產業版圖上，卻幾乎找不到傳感器的位置。當新基建如火如荼建設的時候，傳感器——這一至關重要的支撐，卻幾乎被人忘在腦后。這個畫面大概如此，當所有光鮮的客人要步入大廳的時候，腳后跟卻都被夾在門外。這種尷尬的局面，遲早是要痛得大聲喊出來的。

　　傳感器棲息國內的六大怪相

　　廣泛使用的傳感器，它屬于以小搏大的工業門類，是通向其他產業的基礎。但傳感器也是一個很獨特的行業。很多傳感器都具有兩棲屬性：一方面，傳感器的核心是芯片，會追隨摩爾定律，有著快速進化的大腦；另一方面，它同時也與敏感材料、機械器件在一起，受到機械定理的許多制約。這是個獨具特色的產業，使得傳感器必須經過細心呵護，才能發展得很好。然而在中國，傳感器卻成為一個令人驚訝的“六大怪”行業。

　　傳感器的第一怪：容量不小，而國內頭部玩家卻很小

　　中商產業研究院預計2022年中國傳感器市場規模將增至3150億元。目前，國內除了歌爾、瑞聲靠著蘋果手機強大的出貨量，體量達到百億級，在聲學傳感器領域已經占住地盤。而其他領域，如手機、汽車、工控、可穿戴、物聯網等，基本上都是國外品牌的市場。在消費電子、安防之外的領域，產值超過1個億的企業并不多，只有鄭州漢威、寶雞麥克、南京高華等跑在前面，其他國內傳感器企業，基本都屬于土豆俱樂部。

　　傳感器的第二怪：種類繁多，但這個市場很隱蔽　　

　　國外成型產品及在研種類有3萬多種，我國有2萬多種。這些數量未必精確，但傳感器無疑是一個龐大類別的產品。而這種產品，卻很少為業界之外的人所知曉。其實手機、汽車、工業測量、智能裝備等都是應用傳感器的大戶。而這幾年風生水起的智能制造、工業互聯網，都離不開小小的傳感器。當然人工智能也不例外。可以說人工智能跑得再快，腳上穿著還是傳感器的鞋。

　　傳感器的第三怪：民品最怕斷供，軍工不怕價高

　　軍用傳感器已經高度自主化，主要是由于軍品采購可以不計成本。而如果要到民用市場來競爭，那是既要拼規模，也要有高性價比。如果功耗小一點，成本小一點，那就可贏者通吃。因此民用市場的突破還很艱難，也無法從軍工市場獲得支撐。兩條隧道，各通一邊，沒有打通。而民用儀表傳感器高度依賴國外。日本橫河跟重慶川儀有一家合資公司，生產橫河川儀的儀表。日本橫河提供的諧振式壓力傳感器，這是最高精度的壓力傳感器。國內攻關一直未能攻克。這家合資廠也只能依賴日本的傳感器。

　　傳感器的第四怪：中國制造雖以成本著稱，但傳感器的成本優勢還沒有國外明顯

　　中商產業研究院預計2022年中國傳感器市場規模將增至3150億元。目前，國內除了歌爾、瑞聲靠著蘋果手機強大的出貨量，體量達到百億級，在聲學傳感器領域已經占住地盤。而其他領域，如手機、汽車、工控、可穿戴、物聯網等，基本上都是國外品牌的市場。在消費電子、安防之外的領域，產值超過1個億的企業并不多，只有鄭州漢威、寶雞麥克、南京高華等跑在前面，其他國內傳感器企業，基本都屬于土豆俱樂部。

　　而且，美德日品牌企業對中國傳感器市場虎視眈眈，對市場份額看得很緊。中國一有進步，就會被國外品牌降價擠壓。2010年日本歐姆龍一個開關要接近400元，而現在隨著中國品牌的逐漸崛起，現在只需要60元。靈活降價，堅決保衛市場份額，是國外廠商常見的營銷手段。這種方法，一直將國產品牌壓制在面黃肌瘦線附近，很難翻身。

　　傳感器的第五怪：市場巨大，融資最難

　　本來以為智能制造、人工智能大熱，傳感器或許能咸魚翻身。但是事實卻大相徑庭，這是一個投資人不待見的市場。由于國內對這個產業的重要性的認識不足，導致投資界一直處于冷淡期。這跟產品隱蔽，做大做強比較難，是有關系的。而國家對這個產業的“冷處理”的態度，自然也影響了投資基金的判斷。

　　傳感器的第六怪：本是國之重器，奈何落地淪為小蘿卜頭

　　傳感器作為感知的第一道防線，是人類社會走向智能的關鍵源頭。然而這個行業一直得不到重視。上世紀80年代初，國家科委主持的課題研究中，在討論信息技術包括哪些技術的過程中，“傳感器技術”引起了巨大的分歧。但因為體量太小，最終還是被切掉。這一晃，四十多年都過去了，情況幾乎沒有變化。雖然最近兩三年有些鼓勵發展傳感器的政策陸續出臺，但一無力度二無資金，基本也就是草草地走了過場。

　　傳感器是互聯萬物的五官，是眼睛，是耳朵，是各種觸覺。盡管如此重要，卻得不到重視。

　　驚人的利潤

　　在國內，傳感器并不容易掙錢。由于芯片不能自主，工藝研發投入巨大，再加上紅海競爭激烈，中國傳感器的利潤一直被壓得很低。國外政治環境嚴峻，美國的各種制裁更是雪上加霜。

　　都說制造業利潤低，傳感器也難逃此命運。不過，不掙錢，并不是這個行業的真實情況。

　　日本基恩士傳感器公司，可以說是日本最掙錢的公司。2021年營業額接近444億人民幣，而利潤，則達到了驚人的246億。利潤率居然超過50%，而且常年如此。傳感器這種在中國幾乎無法建樹的行業，被日本做成了真正的搖錢樹。

　　這家以純設計（Fabless）起家的傳感器公司，主要是設計和銷售傳感器、測量系統、激光刻印機等。從產品開發策略來看，它從來不定制產品，堅持完全“以我為主”的標準化產品研發。這種策略，維持了產品研發的規律性，而定制產品則會有很大的周期不確定性，經常導致企業失去靈活性。為了不斷開發新品，基恩士采用了廣泛的研發信息源，促使產品的多樣化。而從產品系列而言，則采用了深度嵌套的產品組合。既有傳感器產品，更有在傳感器基礎上做好的測量系統，成為測量領域的領頭羊。

　　國內像海康威視、大華等領頭羊，都是走大型工程。雖然也掙錢不少，但其實跟傳感器也沒有太大關系。即使是以氣體傳感器起家的鄭州漢威，這幾年也是重點聚焦在水務、環保等總包工程。傳感器事業板塊，不過只是這家上市公司的高科技之名而已，從體量而言則基本就是無足輕重。

　　傳感器主要用在電子產品、工控與測量、設備等幾個板塊。而傳感器的發展，最早是來自工業自動化的推動。但在中國最黯淡的，也就是工控與測量這個分支了。最典型的可以算是上海威爾泰儀表公司了。這家企業以核電為入手點，進入到傳感與儀表領域的，屬于純正的工業自動化產品。從上市公司財務報表來看，這家公司上市已經16年，但最近一年收入大約在2億元。要知道，另外一家巨頭公司霍尼韋爾公司在全球的營收約343.92億元。

　　設計軟件沒人管

　　工業軟件是中國制造的軟肋，傳感器更是如此。而傳感器的設計軟件，也是非常隱蔽的匕首。這幾年MEMS傳感器非常火爆，每個手機中都有幾個，如感知加速度的。而一般的汽車至少也有十多個。德國博世、美國博通、荷蘭恩智浦等都是業界巨頭。中國只在麥克風的MEMS傳感器扳回一個角。

　　然而MEMS傳感器的設計，需要兩款很專業的CAD軟件。一個是 IntelliSuite，這是美國1991年創立的，這也是最早的MEMS專用CAD設計畫圖軟件。

　　另外一家ConventorWare也是美國公司。中國很多傳感器企業幾乎都在用這個公司的軟件，能占據中國80%的市場。當年在國內承擔863計劃MEMS研究項目的30個研究小組，全部都使用這種軟件。它在MEMS傳感器的位置，跟之前哈工大被斷供的Matlab軟件在科學計算中的地位，基本一樣。而在中國，幾乎沒有這種軟件。不幸的是，這款軟件在2017年被泛林LAM收購；而LAM是美國第二大半導體設備制造商。這些都是美國政府最容易動刀子的斷供之地。

　　工業軟件屬于細分領域了，如果不深入到行業中去，很多軟件都是隱藏而不可見。這種處境，倒是跟傳感器一模一樣。傳感器和工業軟件，似乎都穿著隱身衣。而正是這些看不見的工業軟件，其實暗地封鎖著中國制造的諸多命脈。傳感器設計軟件，就是其中一個令人緊張的暗穴。沒有軟件，這些傳感器很難被設計出來。

　　幾乎全是卡脖子

　　在中國，消費類電子的傳感器，由于市場的拉動，近十年已經有了很大的進步。然而在工業級的傳感器，卡脖子情況比芯片還厲害。圍繞著控制與測量，尤其是儀器儀表傳感器，幾乎100%進口。

　　中國儀表的變送器兩大巨頭，都是“國外芯”。重慶橫河川儀年產歸諧振變送器30萬臺，傳感器用的是日本橫河的；北京遠東羅斯蒙特，每年30萬臺金屬電容變送器，用的是美國羅斯蒙特的傳感器。可以說，這兩家占據中國70%以上市場的龍頭企業，基本就是給日本和美國打工。其他企業情況也一樣，蘇州恩德斯豪斯E+H一年大約5萬臺，用的是德國E+H；而國內品牌的龍頭企業 ，用的基本都是德國FirstSensor。而這家公司，早在2020年3月被美國傳感器巨頭泰克連接公司所收購 。這對于中國的儀表，實際上非常的兇險。今后是否還能買到德國傳感器芯片，存在著極大的不確定性。

　　這意味著，石化、醫藥等流程行業廣泛使用的變送器，其中的傳感器除了用日本橫河和美國羅斯蒙特的芯片，原本用德國的公司的現在也要依賴美國公司了。

　　其他行業也基本是類似的狀況。根據傳感器國家工程研究中心《中國傳感器發展藍皮書》的統計，汽車傳感器、高端化學類氣體傳感器、光纖傳感器、環境檢測傳感器，對國外進口依賴度都是在95%以上。至于海洋傳感器，用于移動觀測平臺的自動浮標、水下滑翔機，以及海上浮標等，則是100%進口。

　　國人非常關心的PM2.5值，其測量儀基本都是采用儀表巨頭美國熱電公司的產品。它內部所使用的微量振蕩天平，通過測量濾膜上微小顆粒的質量而引起振蕩管的頻率變化，來測試空氣顆粒物的濃度。以精密測量的傳感器作為基礎，熱電公司的一臺PM2.5測量儀，動輒幾十萬元，甚至上百萬元。也只有國家級測量站，才能真正用得起這種儀表。而直到2020年，這種技術才被天津大學精儀學院畢業博士所創立的天津同陽公司基本攻克。這是一種很幸運的進展了。

　　傳感器的卡脖子方式，與絕大部分其他工業產品都不一樣。它就像一個漫山遍野的地雷陣，分散而隱蔽。要逐項對這一類卡脖子短板進行突破，必將是一個漫長的過程。而且要逐個突破，也基本不現實。

　　歷史上的動搖

　　傳感器與通信、計算機被稱為現代信息技術的三大支柱。但本來處于戰略要沖的傳感器，在中國的產業位置，基本一直被邊緣化。

　　這在中國歷史上是有過動搖的。據國內信息化老前輩介紹，上世紀80年代初，一些專家參與了國家科委主持的“信息技術發展政策”課題的研究與起草相關政策。當時第一個要解決的問題是: 信息技術包括哪些技術？計算機、集成電路、通信技術和軟件四大技術得到專家們一致的同意。問題出在“傳感器技術”，大家意見不一致。

中國信息技術的構成

　　從理論上說，大家都同意，傳感器技術是信息技術的一個重要組成部分。如果缺少傳感器，信息技術就不完整了，體系上無法自洽。但是，從行業營業額來看，當時的傳感器產業太小了，不要說與通信產業這樣的大產業比，就是和當時的軟件這樣的“小產業”比，也不在一個量級上。如果并列在文件中，非常難以落筆。討論了很長一段時間，最后還是“忍痛割愛”了。

　　可以說，信息技術剛剛起步，作為支點之一的傳感器，從一開始就被邊緣化。這種偏差，意味著中國的信息化，一直就是瘸腿的信息化。而進入數字化時代，工業互聯網成為國家戰略，這種瘸腿現象就更加明顯。然而，這種歷史上的動搖所形成的隱形偏差，歷經四十年，越發畸形，而且直到至今，也未能得到糾正。現在，應該是回到原點，重塑根基的時候了。

　　總結

　　芯片卡脖子，舉國上下群情激憤，到處都是大投資。但中國的卡脖子，其實是一個系統性工程，不是只出現在某一個節點上。要說卡脖子，中國制造幾乎就是長頸鹿的脖子，到處都是卡點。許多不同的卡脖子技術，底層有著更為隱蔽的交錯關系。傳感器的芯片，并不需要太高的納米制程，像當前最熱的傳感器的微機電系統MEMS，它需要的制程甚至可以用微米級完成。以舉國之力，狂熱的投資，都要去解決華為手機芯片，或者中芯國際的先進制程問題，忽視了其他同樣重要的產業市場。

　　跟芯片卡脖子是卡在明處完全不同，傳感器在中國的產業地位，基本就是一個黑戶口，無人關注。這才是傳感器產業最令人擔心的地方。

　　中國數字經濟已經是龐然大物，規模達到39.2萬億元，占國內生產總值比重達38.6%。傳感器正是數字經濟的最基本的支點。然而在這座龐大宮殿的入口處，守門的哨兵，卻依然在昏睡中。這是隨時都可能化作一根刺，狠狠地刺向我們。