近年來(lái),國(guó)產(chǎn)化傳感器在工業(yè)自動(dòng)化、汽車電子、消費(fèi)電子等領(lǐng)域取得了顯著進(jìn)展,政府政策扶持與企業(yè)研發(fā)投入不斷加大,部分中低端傳感器已實(shí)現(xiàn)規(guī)模化替代進(jìn)口。然而在高端傳感器領(lǐng)域,核心材料如單晶硅片、特種陶瓷、MEMS工藝所需的光刻膠和化合物半導(dǎo)體等,仍高度依賴日本、德國(guó)和美國(guó)等國(guó)家的進(jìn)口供應(yīng)鏈。
以MEMS壓力傳感器為例,其核心的硅微加工材料國(guó)產(chǎn)化率僅約30%,高純度硅片和精密濺射靶材幾乎全部進(jìn)口。盡管國(guó)內(nèi)企業(yè)如敏芯微電子、士蘭微等在封裝測(cè)試環(huán)節(jié)取得突破,但基底材料和生產(chǎn)設(shè)備仍受制于國(guó)際供應(yīng)商。材料科學(xué)基礎(chǔ)薄弱、工藝積累不足是主要瓶頸,例如傳感器敏感元件所需的納米級(jí)功能材料,國(guó)內(nèi)實(shí)驗(yàn)室雖能小批量制備,卻難以滿足商業(yè)化生產(chǎn)的穩(wěn)定性和成本要求。
另一方面,在傳感器芯片設(shè)計(jì)環(huán)節(jié),國(guó)產(chǎn)EDA工具和IP核逐漸成熟,但制造環(huán)節(jié)的國(guó)產(chǎn)化材料應(yīng)用仍面臨性能一致性挑戰(zhàn)。例如航天級(jí)傳感器使用的耐輻射復(fù)合材料,國(guó)內(nèi)產(chǎn)品在極端環(huán)境下的壽命指標(biāo)較進(jìn)口材料仍有差距。產(chǎn)業(yè)鏈上下游協(xié)同不足也導(dǎo)致材料研發(fā)與應(yīng)用脫節(jié),許多國(guó)產(chǎn)新材料因缺乏量產(chǎn)驗(yàn)證機(jī)會(huì)而難以迭代優(yōu)化。
值得注意的是,在部分細(xì)分領(lǐng)域已出現(xiàn)突破性進(jìn)展。如漢威科技的氣體傳感器采用自主研發(fā)的金屬氧化物半導(dǎo)體材料,實(shí)現(xiàn)了95%國(guó)產(chǎn)化率;寧波希磁科技的磁阻傳感器材料成功替代日立金屬。這些案例證明,通過(guò)產(chǎn)學(xué)研用一體化攻關(guān),材料瓶頸是可以逐步破解的。
總體而言,國(guó)產(chǎn)化傳感器在材料領(lǐng)域已從完全依賴進(jìn)口轉(zhuǎn)向部分替代,但高端核心材料仍存在“卡脖子”風(fēng)險(xiǎn)。真正解決依賴?yán)Ь承铇?gòu)建材料-設(shè)計(jì)-制造-應(yīng)用的全產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài),持續(xù)投入基礎(chǔ)科學(xué)研究并加強(qiáng)國(guó)際合作。未來(lái)5-10年,隨著第三代半導(dǎo)體材料、智能傳感材料等新賽道的發(fā)展,中國(guó)傳感器產(chǎn)業(yè)有望在材料自主可控方面實(shí)現(xiàn)質(zhì)的飛躍。