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中國傳感技術專利申請量上升至全球第三!這七個問題仍需解決

中國傳感技術專利申請量上升至全球第三!這七個問題仍需解決

2022/3/28 16:49:39

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我們一直說中國傳感器產業與國外先進水平,主要以歐美日國家為代表,有著巨大的差距,本次就口中的差距進行分析,總體上來說,傳感器產業主要有芯片設計、晶圓制造、封裝測試、軟件與芯片解決方案、應用等流程,技術壁壘高,細分環節多且分散等方面,中國傳感器產業的差距主要在以下幾個方面,本文由KODENSHI來做詳細的介紹。

芯片研發能力較弱

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根據《中國傳感器發展藍皮書》披露,中國傳感器芯片進口率高達90%以上,這也是我國傳感器產業與國外先進水平差距最大的地方,中國做傳感器的企業很多,但做傳感器芯片設計的企業寥寥無幾。

國內企業基本集中在產業鏈中下游,具有自主芯片設計能力的企業較少,智能傳感器芯片的國產化率不足 10%,核心技術嚴重滯后于發達國家。

此外,本土智能傳感器在設計、生產、測試等環節的標準缺失嚴重,產業鏈上下游缺乏有效的對接。

制造工藝裝備落后

近幾年國產傳感器得到了較大的發展,不少傳感器新品發布,部分傳感器產品在關鍵性能參數上并不弱于國外大品牌相關產品。然而,國產傳感器的問題不在參數,而是出在產品的可靠性、一致性、穩定性上,這才是許多大項目畏懼使用國產傳感器的原因。

據了解電力部門采用國外傳感器產品三年不需檢修,采用國內產品每季度檢修一次,石化部門重要生產線幾乎全部采用國外傳感器。

另一方面,涉及國家安全和重大工程所需的高端產品也存在禁運風險,外資企業產品持續把持高端市場,并且在短期內難以得到根本轉變。

產品嚴重依賴進口

我國傳感器依賴進口問題嚴重,國內傳感器企業以跟仿國外同類產品居多,很多企業直接引進國外傳感芯片進行封裝加工,產品同質化嚴重,缺乏自主研發產品。

在應用上,國內下游應用廣泛,市場需求拉動作用大。但目前國內智能傳感器廠商多為新興的 Fabless 初創公司,技術上以仿制跟隨為主,自身技術和產品性能還難以獲得手機、汽車等大型應用商的信任,產品進入中高端行列依然存在一定困難。

這其中,價格也是一個關鍵影響因素,由于國際市場較為成熟,國外主流廠商價格已經壓的很低,國內廠商又沒有技術優勢,在市場上難有競爭力。

市場對接能力較弱

國內傳感器生產企業與下游應用缺乏有效的銜接,國外先進企業已在市場上占據主導地位,很多系統集成商對國產器件沒有信心。

從近年來全球主要國家的MEMS專利數量來看,中國以15%的申請量位列第三,僅次于美國和日本??梢钥闯?,國內高校和科研院所對高技術的跟蹤和對高技術附加值產品的研發能力尚可,在關系國計民生的重大項目上,國產傳感器并未缺席。

雖然傳感器專利的申請量較大,但其成果以樣品居多, 距產業化較遠,缺少科技成果向市場轉化的能力和機制。大量傳感器成果只以樣品或專利文檔的形式,封存與各高校和研究院所,沒有到企業進行落地,轉化成實際生產力。

難以形成規模應用

我國傳感器企業規??傮w偏小,絕大多數屬于中小型企業。根據《中國傳感器發展藍皮書》披露的數據,我國現有 1600 余家傳感器企業中,產值過億元的不足 200 家,約占 總數的13%。而相關傳感器概念上市企業中,大部分公司純傳感器業務占比較低,以傳感器業務為主營業務的上市企業少。

傳感器IDM廠商稀少

中國國內半導體產業相對較弱,一定程度上也制約了國產傳感器廠商的發展。傳感器產業鏈包括芯片設計、晶圓制造、封裝測試、軟件與芯片解決方案、應用等方面,最為核心的當屬晶圓制造環節,需要材料體系、工藝、設備和廠房 等的支撐。

因為晶圓制造對工藝及設備要求非常高,投入資金巨大, 國內絕大部分傳感器廠商以無晶圓廠(fabless)模式居多,IDM廠商稀少且體量較小。

在全球17家主流MEMS芯片代工廠,除了寶島臺灣的臺積電、世界先進、聯電等傳統代工廠,中國本土只有賽微電子收購的位于海外瑞典的Silex入榜,再無其他本土MEMS代工廠入圍,可見中國大陸本土傳感器芯片產業對全球供應鏈影響力幾乎為0。

傳感器算法不成熟

傳感器設計軟件價格昂貴,設計過程復雜、需要考慮的因素眾多,目前國內尚無一套一套具有自主知識產權的成熟好用的傳感器設計軟件,IntelliSuite、ConventorWare、L-Edit等國外傳感器EDA設計軟件幾乎占領了整個中國市場。同時,這也是中國目前工業軟件產業羸弱的一個縮影,不僅傳感器行業如此,工業設計、芯片設計等領域也大都使用國外的EDA軟件。

本土企業在傳感器配套的軟件環節中滲透率較低,被歐美如博世、 應美盛等自帶軟件算法的 IDM 企業壟斷,技術與國際水準仍有差距。但是在傳感器芯片及解決方案環節中,中小規模技術型企業在新興應 用場景中滲透加速。

雖然從傳感器的整個產業鏈上看,中國傳感器產業在不同方面均存在不少差距,但在某些方面差距已經拉近,這其中傳感器封裝測試是差距較小的領域,特別是近幾年中國傳感器的發展,可謂是驚人的速度在發展。

我國在傳感器技術研究方面,正在逐漸縮小與國外的差距,一批基于MEMS技術的新型傳感器正在進入市場,在各領域中不斷拓寬應用范圍,設計技術、材料控制技術、生產技術、可靠性技術和測試技術不斷發展成熟,量產能力逐步提高。在市場競爭日趨激烈的條件下,我國生產的傳統傳感器,如力學量傳感器、氣體傳感器、溫度傳感器、光學傳感器、電壓敏傳感器,產銷形勢穩中有升,不僅在國內市場的份額逐步增長,還同時滿足了部分國外市場的需求。通過世強硬創這個電子行業的互聯網平臺,我們可以看到大量國產品牌的溫度傳感器、濕度傳感器、溫濕度傳感器、壓力傳感器等。同時,可以申請相關免費樣品,尋求專業傳感器FAE的研發測試幫助。

當前,我國傳感器產業正處于由傳統型向新型傳感器發展的關鍵階段,它體現了新型傳感器向微型化、多功能化、數字化、智能化、系統化和網絡化發展的總趨勢,相信在不久的將來,我國傳感器技術定能脫穎而出,處于世界領先水平。

審核編輯(
黃莉
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