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被边缘化的传感器

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被边缘化的传感器

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【摘要】:

被边缘化的传感器

 

据了解,我国中高端传感器进口占比达80%,传感器芯片进口更是达90%以上。事实上,与芯片“卡脖子”卡在明处不同,传感器在中国的产业地位,基本上就是一个“黑户口”,无人关注,更遑论举全国之力来建设了。

 

前段时间,科技日报发布了系列中国制造卡脖子技术文章,其中传感器居然”“榜上有名。当时,就引发了不少圈外人士的热烈讨论,一个个小小的又无处不在的传感器,怎么还成了高端卡脖子技术了呢?

如果各位还对国内抗疫期间,红外传感器缺货事件稍有记忆的话,大概也能理解一些。当时由于核心芯片依赖进口,厂商备货不足,红外传感器彻底被点爆,完全跟不上市场需求。

据了解,我国中高端传感器进口占比达80%,传感器芯片进口更是达90%以上。事实上,与芯片卡脖子卡在明处不同,传感器在中国的产业地位,基本上就是一个黑户口,无人关注,更遑论举全国之力来建设了。

当人们真正正视并走进产业中,不难发现传感器在中国是一个极其矛盾体的存在。

千亿级规模却难见国产头部厂商

医疗器械界的奇兵——达芬奇手术机器人有400多个传感器;名声大噪的波士顿动力狗,要实现自如地翻转跳跃,则需要1300多个传感器;博士公司推出的工厂协作机器人助手APAS,也内置了上百个传感器。

这个世界的智能制造步伐,半步都不能离开小小的传感器。

据公开数据显示,2019年全球传感器市场规模已经达到1521.1亿美元(约合10646.2亿元人民币),增长率为9.2%;其中,中国传感器市场规模为2188.8亿元人民币,约占全球市场的20.56%,预计到2021年,该数值将提升至2951.8亿元。

两千多亿的市场容量,放到哪都是一个重磅的存在。

诡异的是,在这么大的市场空间下,竟然鲜有国产巨头冒出。排除消费电子、安防等领域,国产产值超过1个亿的企业屈指可数。不仅头部厂商少,其市场也长期游离在资本的视野外。在国家积极推进新基建的背景下,人工智能、工业物联网、边缘计算等产业上下游成为爆点,不少实力厂商动辄上亿的融资拿到手软。

而作为无论是要实现人工智能还是万物物联的基石,传感器一直门庭冷落,真正关注这一赛道的资本极其少,获得融资的企业更是凤毛麟角。仅「高工机器人」了解到的,2020年专注工业级精密传感器厂商中也只是志奋领、海伯森等寥寥数家企业而已。

其融资规模也与火热的人工智能企业相去甚远。这与传感器长期被忽略、市场对其缺乏正确认知有着莫大关系。

精密制造下的低附加值

传感器是多学科、多技术、多领域的融合体,涉及物理、化学、生物基础学科,涉及敏感机理、工艺技术、结构设计、产成品测试、市场应用等全产业链过程,几乎与材料、机械、电子、数学、计算机软硬件、测量、半导体等所有二级学科紧密相关。与此同时,传感器生产工艺复杂、技术要点繁多、流程复杂,被成为工业艺术品

清华大学精密仪器系教授董永贵曾公开表示,传感器技术的研究需要比较长时间的投入,一款传感器的研发,需要6-8年才能走向成熟,中国的企业一般不能承受这么长的周期。

尽管传感器本身技术含量高,但单只传感器的价格一般不高。以疫情期间火热的红外测温传感器为例,其平时市场价格基本都在几十块的水平。

国内外企业巨大的利润反差

由于长期从事中低端产品,核心零部件不自主,导致国产传感器厂商长期给人一种挣扎在低利润甚至负利润的印象。事实上,不挣钱并不是这个行业的真实情况。

日本基恩士传感器公司,可以说是日本最挣钱的公司。其2019年营业额接近360亿人民币,利润方面则达到了惊人的180亿,利润率超过50%,并且常年保持这一水平。

反观国内,36家传感器上市公司,2019年其中40%的企业利润率低于5%,共有12家企业出现利润下滑情况,利润为负的企业有4家。传感器这种在中国几乎没有建树的行业,却被日本做成了真正的摇钱树。

看到这一利润上的巨大反差,我们不仅要问国产传感器盈利为什么这么难?

以小博大,关键要有用量

对于国产,盈利的第一重困境首先应该是来自供应链。传感器与其它普通元器件不一样,它的芯片、陶瓷基板都严重依赖上游配套,而这些企业大部分分布在国外,国产传感器尚未形成自己的闭环供应链,原材料采购成本变得不可控。

传感器是典型的以小博大的产品,需要足够的出货量才能保证企业的合理利润。以机器人常用的六维力传感器而言,海伯森总经理王国安表示,目前市场一个六维力传感器由于生产工艺、标定校准流程复杂,基本售价都在3-6万之间。

而目前的工业机器人平均造价是12万左右,这意味着如果新增一个六维力传感器,客户应用成本要增加25%-50%,这将成为其在机器人应用中真正落地的一个巨大障碍。

只有客户用得起,并且用得多,传感器厂商才能真正有钱赚。王国安认为,只有当批量应用形成规模效益后,才能把六维力传感器的成本降到可接受的程度;而这个量是以万台为单位,目前国产尚未有达到这一出货量的企业。

抛开六维力传感器这一类高端市场应用,有业内人士表示,在中低端领域,国产价格太便宜了,由于货值低,撑不起大的产值让企业做研发和市场,产品迭代-市场升级之间的闭环被割裂,企业陷入低价-低利润的死循环。

明治传感器总经理唐可信表示,目前从事传感器生产研发的大部分是小厂商,产品稳定性保持差、研发底子薄决定了其生存空间非常有限。明治传感器本身也有标准传感器产品,但也一直在发力高端,基于多年的技术积累和人才队伍建设,公司产能及销售量处于稳步攀升的阶段中。

如果回归到低利最核心的因素,技术无疑是根本。据了解,一个巴掌大小的日本阵列式传感器能够做到在10cm*10cm大小的基质中分布100个敏感元件,并且能保持严格的均一、稳定性,其售价达到10万元,而国内产品多为一点式的,一般100元一个。

鑫精诚总经理吴浩表示,基础材料和生产工艺是国产和国外传感器厂商中的主要差距,而基础材料事关整个制造业。

长期躲在幕后的传感器,看起无处不在,却从未走入制造业的中心。如果失去了底层传感器,何来数字工厂乃至智能制造。这个产业需要更多关注,需要更多的呵护,需要更多的同行者,才能改变这一现状。正如王国安所呼吁的,希望更多优秀的、敢为人先的机器人本体企业、系统集成商等客户能够给与国产高端传感器更多的机会和支持,形成全产业链的合力,实现中国智能制造。

传感器与其它制造业产品一样,必须在批量中检验自身、而后完善自身,才能为产业下游客户提供优质优价的产品。(来源:高工机器人)

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