尤政院士談中國(guó)制造與傳感器/MEMS的發(fā)展前景

作者/ 迎九 《電子產(chǎn)品世界》編輯

摘要：2016年12月2日，“全球傳感器與智能化發(fā)展高峰論壇”在北京亦莊舉行。中國(guó)工程院院士、清華大學(xué)副校長(zhǎng)、教育部科技委國(guó)防學(xué)部主任尤政院士做了“中國(guó)制造與傳感器技術(shù)”的報(bào)告，包括三部分：中國(guó)制造2025與傳感器緊密相連，傳感器/MEMS技術(shù)帶來(lái)的發(fā)展前景，對(duì)傳感器發(fā)展的思考與建議。本文根據(jù)報(bào)告整理而成。

1 我國(guó)制造業(yè)的特點(diǎn)

1.1 中國(guó)制造的新環(huán)境和新使命

　　制造業(yè)是立國(guó)之本、興國(guó)之器、強(qiáng)國(guó)之基。我國(guó)非常重視制造業(yè)的發(fā)展，從習(xí)近平總書(shū)記到李克強(qiáng)總理的很多論述中，講了工業(yè)化的重要性，推動(dòng)中國(guó)制造向中國(guó)創(chuàng)造轉(zhuǎn)變，中國(guó)速度向中國(guó)質(zhì)量轉(zhuǎn)變，以及中國(guó)產(chǎn)品向中國(guó)品牌轉(zhuǎn)變，李克強(qiáng)總理也講了打造實(shí)體經(jīng)濟(jì)的這一根本基礎(chǔ)。

1.2 我國(guó)制造業(yè)的三個(gè)歷史階段

　　我國(guó)制造業(yè)曾經(jīng)歷過(guò)三個(gè)發(fā)展階段(如圖1)，第一階段是從建國(guó)初期到1978年，即改革開(kāi)放前，我們還是取得了比較好的成績(jī)，形成了較為獨(dú)立完整的科學(xué)體系，這還是很重要的，因近年來(lái)東歐經(jīng)濟(jì)崩潰的主要原因是沒(méi)有完整的工業(yè)體系，而我國(guó)有一套獨(dú)立完整的體系，例如從材料、加工一直到裝備是齊全的，我們什么都不缺，而東歐一些國(guó)家當(dāng)時(shí)受前蘇聯(lián)影響，只能生產(chǎn)某個(gè)中間部分，因此經(jīng)濟(jì)受到制約，所以當(dāng)時(shí)老一輩革命家還是非常英明的，我們才發(fā)展到今天。

　　1978年改革開(kāi)放以后到1990年，我們告別了工業(yè)產(chǎn)品短缺時(shí)代，即買東西再不需要券了，而俄羅斯有些地方至今還是憑券供應(yīng)。

　　第三是1990年以后到2010年，此時(shí)產(chǎn)業(yè)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大。

1.3 目前制造業(yè)大而不強(qiáng)，不可持續(xù)發(fā)展

　　2010年以后，我國(guó)在世界制造業(yè)的比重占第一位，成為工業(yè)制造的第一大國(guó)。但我們還要看到，我們的制造業(yè)大而不強(qiáng)、不可持續(xù)發(fā)展這一問(wèn)題。

　　原因之一是我們自主創(chuàng)新能力不強(qiáng)，基礎(chǔ)比較薄弱。尤政院士是搞衛(wèi)星的，曾聽(tīng)總裝部長(zhǎng)介紹，我們衛(wèi)星85%實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)化，但是還有15%沒(méi)有國(guó)產(chǎn)化的部分，花費(fèi)了80%的錢。

　　第二，我們處于價(jià)值鏈的低端。去年尤政院士陪院長(zhǎng)去了鄭州富士康，鄭州富士康有30萬(wàn)人，一年生產(chǎn)1.5億部手機(jī)，但利潤(rùn)只占到整個(gè)利潤(rùn)價(jià)值的5%多一點(diǎn)，可見(jiàn)幾十萬(wàn)人創(chuàng)造的利潤(rùn)很低。

　　第三是生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)效率不高。2011年我國(guó)制造業(yè)增加值率只有21.5%，而世界發(fā)達(dá)國(guó)家往往在35%以上，可見(jiàn)差距比較大。

　　第四是產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理。我們基本上是資源密集型、勞動(dòng)力密集型企業(yè)，而技術(shù)密集型和服務(wù)密集型的企業(yè)太少了。最近一項(xiàng)調(diào)查顯示，美國(guó)波音公司的產(chǎn)值中，服務(wù)型制造業(yè)的產(chǎn)值占實(shí)體型制造業(yè)的產(chǎn)值比例約為6：4，可見(jiàn)波音服務(wù)型比例很高，超過(guò)實(shí)體制造經(jīng)濟(jì)。

　　第五是產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題突出。中國(guó)制造和低質(zhì)量可能是劃等號(hào)的。所以習(xí)總書(shū)記講要從中國(guó)制造向中國(guó)質(zhì)量轉(zhuǎn)變很重要，其他國(guó)家可能不存在這個(gè)問(wèn)題。

　　另外，我們國(guó)家制造業(yè)的的戰(zhàn)線拉得比較長(zhǎng)，從20世紀(jì)的50年代到21世紀(jì)初都有。一位領(lǐng)導(dǎo)人曾說(shuō)，外國(guó)人到中國(guó)來(lái)訪問(wèn)，去看什么經(jīng)濟(jì)，看你到什么地方，到了好地方，像歐洲;差地方像非洲。這說(shuō)明我國(guó)地域差距特別大，很難用“工業(yè)4.0”還是“工業(yè)3.0”，就能把中國(guó)的經(jīng)濟(jì)全部能夠拖動(dòng)，這還是要跟中國(guó)的國(guó)情來(lái)結(jié)合。

1.4 面臨三個(gè)新的國(guó)際問(wèn)題

　　第一是發(fā)達(dá)國(guó)家的高端制造業(yè)回歸本土。去年美國(guó)公布了美國(guó)制造業(yè)振興的計(jì)劃，很多高新技術(shù)的研究機(jī)構(gòu)不再像以前公布規(guī)劃了，實(shí)際上我們很多的研究以前是跟蹤型，現(xiàn)在美國(guó)在前面走著卻把燈關(guān)了，就等于我們前面看不到美國(guó)在干什么，所以我們要花更多的時(shí)間去摸索、探索新技術(shù)。

　　第二，發(fā)展中國(guó)家低端制造業(yè)成本競(jìng)爭(zhēng)的優(yōu)勢(shì)特別明顯。所以近來(lái)在東莞的很多企業(yè)，設(shè)備剛到就封上了門，又轉(zhuǎn)移到越南和印度去了。因?yàn)橐郧斑@些高端制造業(yè)對(duì)于勞動(dòng)力的依賴性還是比較強(qiáng)的，我國(guó)是中等水平的制造業(yè)者特別多，因?yàn)槲覀兊拇髮W(xué)畢業(yè)生特別多，而之前的制造業(yè)對(duì)人的素質(zhì)要求比較高，在中國(guó)社會(huì)比較適合，而現(xiàn)在機(jī)器人的自動(dòng)化程度比較高，對(duì)人的依賴性在下降，那么更低一點(diǎn)層次的人也可以從事制造業(yè)。因此有些制造業(yè)往東南亞/越南轉(zhuǎn)移，相當(dāng)于釜底抽薪。

　　因此中國(guó)經(jīng)濟(jì)可能高端沒(méi)了，底下也沒(méi)了，只剩中間這段。

　　另外我們國(guó)家的發(fā)展最后還要受到資源和環(huán)境的雙重約束。以前發(fā)達(dá)國(guó)家的重要發(fā)展期里，也是以資源和環(huán)境作為代價(jià)的，但是在現(xiàn)在的條件下，中國(guó)要發(fā)展是不可能去走這樣的路的，這也是面臨的新問(wèn)題。

　　所以我國(guó)制造面臨著內(nèi)憂外患。

1.5 中國(guó)經(jīng)濟(jì)的利好因素

　　但是我們也非常有信心中國(guó)的經(jīng)濟(jì)能夠發(fā)展好，主要也有三條理由。

　　第一，第三次工業(yè)革命給中國(guó)制造業(yè)帶來(lái)了“機(jī)會(huì)窗口期”。第一次工業(yè)革命是動(dòng)力革命，第二次革命是電子革命，這兩次革命中國(guó)都處在很貧困的時(shí)期，是一個(gè)看客，我們?cè)诼?。那么第三次工業(yè)革命，中國(guó)是一個(gè)重要的參與者，而且盡管中國(guó)的機(jī)械制造業(yè)還是比較落后的，但是我們的信息業(yè)比較發(fā)達(dá)，所以信息化和工業(yè)化進(jìn)行融合的過(guò)程中，中國(guó)客觀上還是完全有成為強(qiáng)國(guó)的機(jī)遇。

　　第二，我們的城鎮(zhèn)化為消費(fèi)升級(jí)提供了巨大的市場(chǎng)空間。我們現(xiàn)在有2億城市人口與2億城鎮(zhèn)之間的人口，其他就是農(nóng)民了，城鎮(zhèn)人/城市人和農(nóng)民最大的區(qū)別在于消費(fèi)結(jié)構(gòu)，農(nóng)民主要是消費(fèi)自留地，稍微有一點(diǎn)點(diǎn)消費(fèi)就夠了;而城鎮(zhèn)/城市人要消費(fèi)工業(yè)品。預(yù)計(jì)到2020年，我們的城鎮(zhèn)人口可能會(huì)翻一倍，將來(lái)達(dá)到8億，因此比現(xiàn)在的市場(chǎng)要翻一倍。這么巨大的市場(chǎng)為我們工業(yè)的發(fā)展會(huì)帶來(lái)重要機(jī)遇。例如，在上一次經(jīng)濟(jì)危機(jī)時(shí)，德國(guó)之所以能挺過(guò)去，主要是通過(guò)汽車工業(yè)救了德國(guó)經(jīng)濟(jì)，所以很多國(guó)家和中國(guó)形成戰(zhàn)略合作，看中的是中國(guó)巨大的市場(chǎng)，如果我國(guó)巨大的市場(chǎng)對(duì)我國(guó)的經(jīng)濟(jì)沒(méi)有推動(dòng)，我們就失敗了。所以內(nèi)在發(fā)展是我們把握機(jī)會(huì)的一個(gè)重要砝碼，馬凱副總理聽(tīng)取尤政院士的“中國(guó)制造2025”匯報(bào)時(shí)指出，你們有那么多指標(biāo)，我最關(guān)心的一個(gè)指標(biāo)是到2025年時(shí)，中國(guó)的汽車制造業(yè)能不能用上中國(guó)60%的機(jī)床?因我們現(xiàn)在的機(jī)床對(duì)我國(guó)的最大制造業(yè)——汽車業(yè)貢獻(xiàn)率不到5%。為什么?就是我們的車床無(wú)故障工作時(shí)間是700~800小時(shí)，國(guó)外是9000小時(shí)，所以別人的車床一年修一次，我們的每個(gè)月都得修。假設(shè)一分鐘一輛車的過(guò)程是不太可能的，從經(jīng)濟(jì)角度不可能用你的。那么，為什么中國(guó)的機(jī)床只有800小時(shí)?因?yàn)殛P(guān)鍵的核心基礎(chǔ)件——電機(jī)、軸承等是別人的，別人的技術(shù)數(shù)據(jù)我們沒(méi)有，你怎么有信任呢?所以這是我們的問(wèn)題，我們必須從市場(chǎng)的角度來(lái)帶動(dòng)我們的實(shí)體經(jīng)濟(jì)，包括物聯(lián)網(wǎng)等。所以在傳感器行業(yè)，傳感器的同仁要團(tuán)結(jié)起來(lái)，把中國(guó)制造的傳感器搞上去，才能真正借助于物聯(lián)網(wǎng)的成功，使我們的市場(chǎng)走到世界的前列。

　　第三，我們經(jīng)濟(jì)體制的改革也加速了我們制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)。例如清華在一些政策出臺(tái)后的2016年1月到8月間，技術(shù)轉(zhuǎn)移的收入大概有6億元，而以前高校的技術(shù)和工業(yè)界沒(méi)法合作，因?yàn)椴荒苜u，不能有產(chǎn)權(quán)，因此互相都是提防著，現(xiàn)在已經(jīng)可以技術(shù)出售和競(jìng)價(jià)了，老師可以拿70%(筆者注：最近一些政策是高校科研成果轉(zhuǎn)化收益的70%可劃歸個(gè)人)，所以大家的積極性也提高了，以前偷偷出去辦公司的老師發(fā)現(xiàn)自己的公司上不了市，現(xiàn)在又回來(lái)拿錢把專利買回來(lái)了。因此有序的機(jī)制轉(zhuǎn)移促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)發(fā)展。諸多國(guó)家的改革政策都會(huì)為我們的經(jīng)濟(jì)護(hù)駕保航，所以現(xiàn)在中國(guó)制造業(yè)擔(dān)負(fù)著最新的使命，也是我們偉大中華復(fù)興夢(mèng)一個(gè)具體的體現(xiàn)，我們要成為制造業(yè)大國(guó)，要成為世界制造業(yè)的中心，我們的強(qiáng)國(guó)夢(mèng)才能真正得到實(shí)現(xiàn)。

1.6 各國(guó)制造業(yè)的發(fā)展動(dòng)態(tài)

　　當(dāng)然不光是中國(guó)，美國(guó)也在強(qiáng)調(diào)制造業(yè)回歸，德國(guó)、日本也有計(jì)劃(如表1)。美國(guó)人已經(jīng)明確表態(tài)，2017年要奪回制造大國(guó)和強(qiáng)國(guó)的地位。所以我們面臨的環(huán)境還是很惡劣的。2015年3月25日，我們頒布了《中國(guó)制造2025》行動(dòng)綱領(lǐng)，實(shí)際上中國(guó)的整個(gè)工業(yè)從“工業(yè)2.0”補(bǔ)課，“工業(yè)3.0”普及，到“工業(yè)4.0”的示范已經(jīng)全面地鋪開(kāi)(如表2)。

2 傳感器內(nèi)涵及特點(diǎn)

　　中國(guó)制造是和傳感器緊密相關(guān)。例如智能制造里有傳感器九條龍，諸如軌道交通傳感器一條龍，新能源汽車傳感器一條龍等。

　　傳感器屬于基礎(chǔ)零部件的一部分，傳感器非常重要，王大珩先生有個(gè)著名的論斷：傳感器是工業(yè)的基石、性能的關(guān)鍵和發(fā)展的瓶頸。我們由大變強(qiáng)的主要瓶頸實(shí)際上是傳感器，它本身也有些特點(diǎn)，例如量大面廣，我們產(chǎn)值很高，但是面很寬，具體到每家企業(yè)來(lái)說(shuō)并不是特別大。第二起到了承上啟下的作用，對(duì)下游產(chǎn)業(yè)起著重要的推動(dòng)作用。第三是三化程度高，適于專業(yè)化大批量生產(chǎn)，這給通用化、標(biāo)準(zhǔn)化、系列化生產(chǎn)提供了前提。傳感器也兼有材料密集型、勞動(dòng)密集型和技術(shù)密集型的特點(diǎn)，但低端基礎(chǔ)件耗材、耗能、技術(shù)含量較低，競(jìng)爭(zhēng)激烈;而高端基礎(chǔ)件則是技術(shù)密集型。例如普通的水表電表可能更多的時(shí)候是勞動(dòng)密集型產(chǎn)品。另外，在世界上也有個(gè)趨勢(shì)，發(fā)達(dá)國(guó)家的低附加值零部件產(chǎn)業(yè)逐漸往外轉(zhuǎn)移，實(shí)行全球采購(gòu)，例如我國(guó)的水表電表是世界第一大國(guó)，約占世界產(chǎn)量70%~80%以上。