感測器將成為未來資訊安全又一主戰場

無論是德國推崇的工業4.0、美國力主的工業互聯網，還是中國製造業的主攻方向智慧製造，始終是第三次工業革命的資訊技術變革，始終有一個離不開的核心關鍵感測器。
近年來，全球感測器行業取得了一系列重大突破，已經廣泛應用到社會生產生活、國防建設等各個領域，引領了新一輪科技產業革命，其未來的產業增速有望達到30%。
我國感測器行業由於缺乏頂層設計，資源分散，基礎研究蒼白乏力，新材料研究滯後，高端人才匱乏，產業化率偏低，大多屬於克隆產品，中高檔感測器產品幾乎100%進口。
感測器是未來資訊安全和國際製造業競爭的又一個主戰場，如果我國忽視該領域，將會使國防社會經濟安全再次面臨嚴峻挑戰。可以說，誰掌握了感測器，誰就掌握了資料，誰就把握了一國的命脈。
下一個國際競爭主戰場
感測器是中國製造2025的內核。美國資訊物理空間(CPS)的建設離不開感測器的支撐，德國工業4.0的核心在於通過物聯網將產品、資源、機械、人都聯繫在一起，實現端對端集成的智慧製造技術和智慧生產模式，這種聯合和互動也必須要通過感測器實現資訊採集和自動控制。
中國製造2025的核心就是兩化融合，主攻方向就是智慧製造，是新形勢下資訊技術在工業中的應用，也是通過感測器將產品的全生命週期資料進行收集、管理和交互，大幅提高工業生產品質、效率和產品精度。如汽車生產線搭載感測器作為定位和檢測手段，即時監控著全線運行狀態，自動化水準大幅提升，明顯提高了裝配精度和生產效率，並有效控制產品品質。
感測器是德國工業4.0的核心組件。製造業的未來在於資料，資料來源於感測器。2013年德國弗勞恩霍夫協會、西門子集團、德國工程院推動德國工業4.0戰略，引入了工業軟體和生產控制系統的概念，其最底層的基礎應用層，具有感知識別的大量感測器嵌入其中，這些感知元器件承載著智慧工廠和智慧生產運轉所需要的一切必要資訊，收集了來自於生產環境的溫度、濕度，生產線的物料配比、工序，智慧物流的配送等各類資訊，為產品設計、反覆運算研發提供了必要回饋，是整個生產價值鏈的集成。進入工業4.0以後，西門子等企業將掌握製造業的重要基礎資料，合理判斷各類產品實際生產情況和生產需求，掌握其他企業未來產品戰略，引領未來製造業的發展。
感測器國內需求規模龐大。全世界已有約35億個感測器，2013年全球消費電子用感測器的市場價值為152.7億美元，我國感測器市場規模近年來維持在15%的增速持續快速增長，感測器門類基本齊全，國內感測器企業約1700家左右，2013年我國感測器市場規模突破1300億元。《物聯網十二五發展規劃》提出十二五期間要重點突破感知製造業發展瓶頸，提升感知技術和傳輸技術，推動感測器高端化發展，
《中國電子元件十二五規劃》也提出將投資5000億元，為感測器的發展提供了廣闊的空間。未來五年，感測器行業將繼續保持高速增長態勢，到2015年需求量將達到近200億隻，銷售額有望突破1500億元，將全面帶動相關產業發展。
感測器逐漸滲透到國防社會經濟各個領域。隨著新一輪科技和產業革命的深入，感測器應用範圍越來越廣，從傳統的工業及汽車電子產品、通信電子產品、消費電子產品專用設備等領域逐步向軍事工程、航太技術、醫療、環保、氣象等電子設備領域迅速蔓延，其應用滲透到國民經濟各行各業，新領域所用感測器已經佔據市場15%左右的份額。同時，傳感器具有品種多、批量少的特點，據不完全統計有12大類、42小類、6000多品種，2萬多種規格，產品規格多，應用分散，如一輛普通家用轎車上大約需要安裝幾十到近百隻感測器。
感測器為資訊收集大開方便之門。感測器在促進工業智慧化數位化的同時，也有可能成為打開潘朵拉魔盒的鑰匙，通過感測器收集資料資訊十分便捷，且由於量大面廣，很難被我國有效控制，資訊安全面臨新的挑戰，岌岌可危。如，國外一家工程機械裝備企業出口我國，設備內置大量感測器用以記錄設備運行過程中的坡度、環境溫度和濕度、挖掘重量、次數等各種資訊，通過上傳至伺服器進行簡單運算就能夠掌握我國地理測繪資料，嚴重危害國防經濟安全。國外多家研究機構正在研究使用光學多種類型的傳感從你的身體和神經系統中提取的情感，能夠通過表情識別瞭解使用者的心情。未來可穿戴設備(如：穀歌眼睛)，通過感測器置入，能夠記錄使用者的位置資訊和周圍聲波、圖像資訊，國外機構通過該設備能夠快捷掌握我國社會經濟資料。
感測器國際寡頭壟斷，我國嚴重依賴進口。全球感測器資源出現像寡頭壟斷聚集的趨勢，國外大型企業主導感測器市場，近年來，以霍尼韋爾、西門子、ABB等為代表的國際感測器巨頭通過兼併重組和國際協作，抱團搶佔感測器高低，並加速從高端市場擴展至中低端市場，壟斷態勢日益顯現。我國感測器企業雖然眾多，但大部分屬於小微企業，核心技術少，創新能力弱，如國內一般將國外樣品(樣機)進行分析測繪，充其量有點集成創新，基本屬於克隆，新原理開發和新器件研發屬於鳳毛麟角。國內感測器產品系列不全，高端、高精度產品大量進口，在測量精度、溫度特性、回應時間、穩定性、可靠性等指標與國外差距較大。目前感測器進口占比80%，感測器晶片進口占比達90%。如高精度、高穩定的低微差壓感測器(量程 1KPa)，高差壓、高靜壓感測器(量程 3MPa、靜壓 60MPa)，國內尚不具備供貨能力，基本依靠國外進口。
推進感測器一條龍計畫
我國應力促智慧製造工程和工業強基工程聯動。2015年以來，工業和資訊化部啟動了智慧製造專項行動，將智慧製造工程作為中國製造2025的主攻方向進行突破，涉及到標準、工程、試點示範等多個方向。實施智慧製造工程，普及數位化工廠，建立試點示範車間都不可能離開感測器的應用，而我國感測器自身技術水準和產業化應用能力明顯不足，導致智慧製造的推廣不得不大量採購國外感測器。
我國應在工業強基工程中設立感測器專項，重點解決我國智慧製造實施過程中的核心問題；在智慧製造工程實施過程中，要求企業必須應用50%以上的工業強基工程支援的感測器產品，並納入到聯合體中；同時，支援已經開展感測器工業強基突破的企業，牽頭制定相應的智慧製造行業標準，以標準帶動各領域發展。通過這兩大主要工程的聯動，打通產品從突破到應用的壁壘，發揮財政專項資金的最大效用。
此外，應加快實施工業強基工程，實施鏈式突破。2013年，我國啟動實施工業強基工程，四年來中央經費投入僅約41億元，占總投資的10%左右，涉及《中國製造2025》新一代資訊技術產業、高檔數控機床和機器人、航空航太裝備等十大重點領域，以及文化用品等民生關切的若干領域，能夠投入到感測器行業的資金更是九牛一毛，對於突破感測器安全瓶頸助力不大。
感測器技術密集，產業難度大，在研發、工程化以及實現規模化生產時，要求高強度、連續性投資。建議國家加強頂層設計，增加工業強基專項資金投入，實施滾動式投資，圍繞敏感材料、光學玻璃、MEMS工藝、檢驗檢測、人才培養等實施鏈式突破，以主機整機帶動感測器發展，爭取5~10年內全面突破感測器制約因素，保障我國國防和社會經濟安全。
與此同時，我國應該探索建立國家感測器創新中心，彌補共性技術體系缺位。由工信部、財政部、科技部共同出資，採用產業基金模式引入社會資本，彙集製造企業、高校、科研院所、國家實驗室和非營利性組織資源，建立一個研究人員、企業、仲介人員共同進行技術開發和產業化的國家感測器創新中心，形成有效銜接鏈條，解決行業共性技術難題。按照微型化、系統化、無源化發展趨勢，關注材料與技術研發、工藝設計、職業技能培訓、產業化和規模生產，逐步培育具有國際競爭力的大型企業集團，提高國產化水準，擺脫我國資訊安全可能再次受制於人的不利局面。