相對於CPU、GPU這類明星芯片,不少網友可能對傳感器比較陌生。雖然傳感器對於普通人來說接觸相對有限,但確實是一類非常重要的器件,到2017年,全球傳感器市場規模已達到1900億美元,2018年,全球傳感器市場規模有望超過2000億美元。然而如此巨大的市場卻大多被國外巨頭壟斷,國內企業的市場份額非常有限,即便是國防軍工領域,對境外廠商依舊有一定依賴。

傳感器被外商壟斷 國產化替代之路任重道遠 科技 第1張

為了滿足工業生產的需要,中國於上世紀60年代開始傳感器的製造和研發,至90年代初,雖然在技術上與國外有一定差距,但也取得豐碩成果,傳感器技術及行業均取得顯著進步。

由於上世紀90年代的各種改革,儀器儀表工業部被連根拔起,國內的研發體系完全被破壞,精華人員大多進入外企,這導致國內在這方面實力非常薄弱。這直接導致在民用傳感器市場,GE、西門子、博世、意法半導體、霍尼韋爾、ABB、日本橫河等佔據絕對優勢,中國市場超過70%的市場被美國、德國、日本企業佔領,國產傳感器市場份額在10%左右,且大多是超低端市場。

傳感器被外商壟斷 國產化替代之路任重道遠 科技 第2張

即便是國防軍工領域,很多傳感器或多或少需要從國外進口,對外商具有一定依賴性。誠然,近年來得益於各種工程項目的牽引,軍工儀器儀表進步很大,現在已經能生產相當一部分產品,進口清單每年都在以可觀的速度縮短,但尚未完全實現國產化。可以說,就國防軍工的卡脖子問題而言,CPU、GPU、DSP等芯片國產的都能頂上去,傳感器纔是真正的短板。

近年來,隨着集成電路產業的發展,用類集成電路的方式來實現傳感器的功能成為發展的新趨勢,也就是市場上常見的MEMS傳感器,過去,一些傳感器是由分立器件或其他特種器件來組成的,現在則用類集成電路的方式來實現,有點像以前把分立器件做到集成電路里去。這樣做的好處是成本、穩定性、功耗都會控制的很好,這也是集成電路的魅力所在。

然而,就MEMS傳感器而言,國內企業與外商的差距也是非常大。由於MEMS技術會和製造工藝結合的非常緊密,代工廠沒有標準的工藝,IDM廠商會有天然優勢,而對於Fabless IC設計公司來說就比較麻煩了。

Fabless IC設計公司指的是隻從事IC設計,但沒有代工廠的半導體公司,典型的例子就是ARM,國內海思、展訊也屬於Fabless IC設計公司。IDM指的是獨立完成設計、製造、封裝測試和銷售全過程的企業,典型代表就是Intel公司。

傳感器被外商壟斷 國產化替代之路任重道遠 科技 第3張

在MEMS傳感器方面,能獨立完成設計、製造、封裝測試的IDM公司具有先天優勢,IDM廠商可以對設計和生產工藝競選調整磨合。而Fabless IC則不具備這種條件。從全球範圍內來說,在MEMS公司中比較成功的Fabless廠商只有InvenSense。但InvenSense能夠發展到今天,也和臺積電是其投資者之一有密切的聯系——由於臺積電投資了InvenSense,就專門給了一條工藝線去調整特定工藝,在這個過程中也是失敗了多次,而且當時臺積電差一點就放棄了,最後好不容易走過來。

總的來說,在傳感器上,國內企業和國外巨頭差距很大,從資金投入、技術底子、經營模式上都有很多需要學習和追趕的地方。傳感器國產化質路任重道遠。

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