尤政院士談中國制造與傳感器/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。中國工程院院士、清華大學(xué)副校長、教育部科技委國防學(xué)部主任尤政院士做了“中國制造與傳感器技術(shù)”的報告，包括三部分：中國制造2025與傳感器緊密相連，傳感器/MEMS技術(shù)帶來的發(fā)展前景，對傳感器發(fā)展的思考與建議。本文根據(jù)報告整理而成。

1 我國制造業(yè)的特點

1.1 中國制造的新環(huán)境和新使命

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

1.2 我國制造業(yè)的三個歷史階段

　　我國制造業(yè)曾經(jīng)歷過三個發(fā)展階段(如圖1)，第一階段是從建國初期到1978年，即改革開放前，我們還是取得了比較好的成績，形成了較為獨立完整的科學(xué)體系，這還是很重要的，因近年來東歐經(jīng)濟(jì)崩潰的主要原因是沒有完整的工業(yè)體系，而我國有一套獨立完整的體系，例如從材料、加工一直到裝備是齊全的，我們什么都不缺，而東歐一些國家當(dāng)時受前蘇聯(lián)影響，只能生產(chǎn)某個中間部分，因此經(jīng)濟(jì)受到制約，所以當(dāng)時老一輩革命家還是非常英明的，我們才發(fā)展到今天。

　　1978年改革開放以后到1990年，我們告別了工業(yè)產(chǎn)品短缺時代，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。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，曾聽總裝部長介紹，我們衛(wèi)星85%實現(xiàn)了國產(chǎn)化，但是還有15%沒有國產(chǎn)化的部分，花費了80%的錢。

　　第二，我們處于價值鏈的低端。去年尤政院士陪院長去了鄭州富士康，鄭州富士康有30萬人，一年生產(chǎn)1.5億部手機(jī)，但利潤只占到整個利潤價值的5%多一點，可見幾十萬人創(chuàng)造的利潤很低。

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

　　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。最近一項調(diào)查顯示，美國波音公司的產(chǎn)值中，服務(wù)型制造業(yè)的產(chǎn)值占實體型制造業(yè)的產(chǎn)值比例約為6：4，可見波音服務(wù)型比例很高，超過實體制造經(jīng)濟(jì)。

　　第五是產(chǎn)品質(zhì)量問題突出。中國制造和低質(zhì)量可能是劃等號的。所以習(xí)總書記講要從中國制造向中國質(zhì)量轉(zhuǎn)變很重要，其他國家可能不存在這個問題。

　　另外，我們國家制造業(yè)的的戰(zhàn)線拉得比較長，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，外國人到中國來訪問，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。這說明我國地域差距特別大，很難用“工業(yè)4.0”還是“工業(yè)3.0”，就能把中國的經(jīng)濟(jì)全部能夠拖動，這還是要跟中國的國情來結(jié)合。

1.4 面臨三個新的國際問題

　　第一是發(fā)達(dá)國家的高端制造業(yè)回歸本土。去年美國公布了美國制造業(yè)振興的計劃，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，實際上我們很多的研究以前是跟蹤型，現(xiàn)在美國在前面走著卻把燈關(guān)了，就等于我們前面看不到美國在干什么，所以我們要花更多的時間去摸索、探索新技術(shù)。

　　第二，發(fā)展中國家低端制造業(yè)成本競爭的優(yōu)勢特別明顯。所以近來在東莞的很多企業(yè)，設(shè)備剛到就封上了門，又轉(zhuǎn)移到越南和印度去了。因為以前這些高端制造業(yè)對于勞動力的依賴性還是比較強(qiáng)的，我國是中等水平的制造業(yè)者特別多，因為我們的大學(xué)畢業(yè)生特別多，而之前的制造業(yè)對人的素質(zhì)要求比較高，在中國社會比較適合，而現(xiàn)在機(jī)器人的自動化程度比較高，對人的依賴性在下降，那么更低一點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。

　　因此中國經(jīng)濟(jì)可能高端沒了，底下也沒了，只剩中間這段。

　　另外我們國家的發(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)國家的重要發(fā)展期里，也是以資源和環(huán)境作為代價的，但是在現(xiàn)在的條件下，中國要發(fā)展是不可能去走這樣的路的，這也是面臨的新問題。

　　所以我國制造面臨著內(nèi)憂外患。

1.5 中國經(jīng)濟(jì)的利好因素

　　但是我們也非常有信心中國的經(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)革命給中國制造業(yè)帶來了“機(jī)會窗口期”。第一次工業(yè)革命是動力革命，第二次革命是電子革命，這兩次革命中國都處在很貧困的時期，是一個看客，我們在慢慢跟。那么第三次工業(yè)革命，中國是一個重要的參與者，而且盡管中國的機(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)行融合的過程中，中國客觀上還是完全有成為強(qiáng)國的機(jī)遇。

　　第二，我們的城鎮(zhèn)化為消費升級提供了巨大的市場空間。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)別在于消費結(jié)構(gòu)，農(nóng)民主要是消費自留地，稍微有一點點消費就夠了;而城鎮(zhèn)/城市人要消費工業(yè)品。預(yù)計到2020年，我們的城鎮(zhèn)人口可能會翻一倍，將來達(dá)到8億，因此比現(xiàn)在的市場要翻一倍。這么巨大的市場為我們工業(yè)的發(fā)展會帶來重要機(jī)遇。例如，在上一次經(jīng)濟(jì)危機(jī)時，德國之所以能挺過去，主要是通過汽車工業(yè)救了德國經(jīng)濟(jì)，所以很多國家和中國形成戰(zhàn)略合作，看中的是中國巨大的市場，如果我國巨大的市場對我國的經(jīng)濟(jì)沒有推動，我們就失敗了。所以內(nèi)在發(fā)展是我們把握機(jī)會的一個重要砝碼，馬凱副總理聽取尤政院士的“中國制造2025”匯報時指出，你們有那么多指標(biāo)，我最關(guān)心的一個指標(biāo)是到2025年時，中國的汽車制造業(yè)能不能用上中國60%的機(jī)床?因我們現(xiàn)在的機(jī)床對我國的最大制造業(yè)——汽車業(yè)貢獻(xiàn)率不到5%。為什么?就是我們的車床無故障工作時間是700~800小時，國外是9000小時，所以別人的車床一年修一次，我們的每個月都得修。假設(shè)一分鐘一輛車的過程是不太可能的，從經(jīng)濟(jì)角度不可能用你的。那么，為什么中國的機(jī)床只有800小時?因為關(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)我們沒有，你怎么有信任呢?所以這是我們的問題，我們必須從市場的角度來帶動我們的實體經(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，把中國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。例如清華在一些政策出臺后的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)界沒法合作，因為不能賣，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)出售和競價了，老師可以拿70%(筆者注：最近一些政策是高?？蒲谐晒D(zhuǎn)化收益的70%可劃歸個人)，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)在又回來拿錢把專利買回來了。因此有序的機(jī)制轉(zhuǎn)移促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)發(fā)展。諸多國家的改革政策都會為我們的經(jīng)濟(jì)護(hù)駕保航，所以現(xiàn)在中國制造業(yè)擔(dān)負(fù)著最新的使命，也是我們偉大中華復(fù)興夢一個具體的體現(xiàn)，我們要成為制造業(yè)大國，要成為世界制造業(yè)的中心，我們的強(qiáng)國夢才能真正得到實現(xiàn)。

1.6 各國制造業(yè)的發(fā)展動態(tài)

　　當(dāng)然不光是中國，美國也在強(qiáng)調(diào)制造業(yè)回歸，德國、日本也有計劃(如表1)。美國人已經(jīng)明確表態(tài)，2017年要奪回制造大國和強(qiáng)國的地位。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《中國制造2025》行動綱領(lǐng)，實際上中國的整個工業(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(如表2)。

2 傳感器內(nèi)涵及特點

　　中國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)的主要瓶頸實際上是傳感器，它本身也有些特點，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)來說并不是特別大。第二起到了承上啟下的作用，對下游產(chǎn)業(yè)起著重要的推動作用。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、勞動密集型和技術(shù)密集型的特點，但低端基礎(chǔ)件耗材、耗能、技術(shù)含量較低，競爭激烈;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候是勞動密集型產(chǎn)品。另外，在世界上也有個趨勢，發(fā)達(dá)國家的低附加值零部件產(chǎn)業(yè)逐漸往外轉(zhuǎn)移，實行全球采購，例如我國的水表電表是世界第一大國，約占世界產(chǎn)量70%~80%以上。