打破西方感知信息技术垄断 抢占智能时代制高点

2015-09-06 20:27:24来源: 科技日报
    当前,以移动互联网、物联网、云计算、大数据、人工智能等为代表的信息技术加速创新、融合和普及应用,一个万物互联智能化时代正在到来。感知信息技术以传感器为核心,结合射频、功率、微处理器、微能源等技术,是未来实现万物互联的基础性、决定性核心技术之一。尤其是,感知信息技术不同于传统的计算和通信技术,无需遵循投资巨大、风险极高、已接近物理极限的传统半导体的“摩尔定律”,而是在成熟半导体工艺上的多元微技术融合创新,即“More than Moore”/“超越摩尔”。

  PC时期Wintel联盟垄断了整整20年,移动互联网时期ARM+安卓又形成了新一轮垄断。在如今的感知时代,“超越摩尔”是我国一个打破垄断束缚的难得历史机遇,如果加大在此领域的扶持力度,充分发挥已有的半导体产业基础和市场优势,有很大可能在未来智能时代实现赶超发展,抢占产业竞争制高点。

  高度重视感知信息技术的必要性和紧迫性

  信息技术从计算时代、通讯时代发展到今天的感知时代经历了三个浪潮:PC的普及产生了互联网,智能手机的普及形成了移动互联网,今天传感器的普及将促成物联网。Gartner2014技术趋势报告显示,未来5—10年,物联网技术将达到实质生产高峰期,截至2020年,将有260亿台设备被装入物联网,这将引领信息技术迈向智能时代——计算、通讯、感知等信息技术的深度融合万物互联的时代。一个感知无所不在、联接无所不在、数据无所不在、计算无所不在的万联网生态系统,将全面覆盖可穿戴、机器人、工业4.0、智能家居、智能医疗、智慧城市、智慧农业、智慧交通等。如果把整个智能社会比作人体,感知信息技术则扮演着五官和神经的角色。

  感知信息技术是未来智能时代的重要基础。智能时代,物联网、传感器会遍布在生活、生产的各个角落。据《经济学人》预测,到2025年城市地区每4平方米就会有一个智能设备。智能城市、智能医院、智能高速公路等将依靠传感器实现万物互连并自动做出决策;智能制造通过在传统工厂管理环节和生产制造设备之间部署以传感器为代表的一系列感知信息技术以实现自动化、信息化和智能化。一直以来,美国、德国、日本等国都非常重视感知信息技术的发展。美国早在1991年就将传感器与信号处理、传感器材料和制作工艺上升为国家关键技术予以扶持,近年来更是每年投入数十亿美元用于传感器基础项目研究。

  感知信息技术领域将催生万亿级的市场。感知信息技术领域涉及材料、传感器设备、控制系统以及其上承载的数据增值开发和信息服务。智能手机和可穿戴设备的广泛普及应用,使传感器设备需求增势迅猛,而无所不在的传感器也将引发未来大规模数据爆炸,到2020年,来自传感器的数据将占全部数据的一半以上。大数据的充分利用和挖掘,还将不断催生新应用和新服务。预计到2020年相关的物联网产品与服务供应商将实现超过3000亿美元的增值营收,并且主要集中在服务领域。

  发展安全可控的感知信息技术有利于保障国家经济社会安全。我国是网络大国,却不是网络强国,无论是芯片、操作系统,还是应用系统,受制于人的局面依然严峻。未来,在万物互联生态系统中,从联网复杂程度和产生的数据量来预计,这个网络将比现在移动互联网大10倍,安全隐患也会更多更复杂,涉及经济社会的方方面面。因此,发展自主可控的感知信息技术,实现数据感知、收集和处理等最为基础处理层面的可靠性,对保障国家经济社会安全至关重要。

  我国发展感知信息技术具备有利条件

  我国在感知信息技术领域具备一定基础和实力。近年来,我国在感知信息技术方面取得了一定的进展,在技术研发、产品设计、生产制造、封装测试和市场应用等领域均展开布局,并初步打通了整体产业链。目前,我国从事传感器研制、生产和应用的企事业单位共有2000多家,其中从事微机电系统MEMS研制、生产的企业有50多家,产品种类有6000多种,年产量40多亿只,市场销售额突破1000亿元。

  同时,在物联网迅速发展的带动下,感知信息技术下游应用领域如可穿戴、机器人、工业4.0、智能家居、智能医疗、智慧城市、智慧农业、智慧交通等的崛起,为感知信息技术的进一步发展提供了新的机遇和动力。如今我国在新型电声传感器、指纹传感器等方面已经取得产业化技术突破,开始大量用于智能手机、智能汽车等领域,开拓了巨大的应用市场。

  “超越摩尔”对我国是一个难得的赶超发展机遇。与计算和通讯技术不同,感知信息技术是基于成熟的半导体工艺的“超越摩尔”技术。目前低噪声、低成本,与MEMS和其他微技术集成度高的8寸晶圆工艺是制造“超越摩尔”产品的最佳选择。而我国拥有丰富的8寸半导体资源,如中芯国际、华虹宏力、上海先进半导体等晶圆厂;此外,上海微技术工业研究院也在组建先进的“超越摩尔”8寸研发中试线和世界级产品开发团队。因此,我国有能力做出“中国设计、中国创造、中国制造”具有全球竞争力的“超越摩尔”产品。

  随着手机、汽车、工业和正在兴起的物联网对“超越摩尔”产品的需求日益增长,我国将成为全球最大的市场。因此,如果在关键技术上进一步加以扶持,补齐产业发展的薄弱环节,我国可以实现由跟随者到领跑者的超越。如果错过这一机遇,我国又将面临被发达国家在技术和市场上低端锁定的窘境。

    从三方面入手提升我国感知信息技术自主创新水平

  目前,我国在发展感知信息技术方面仍存在一些问题,概括起来说主要是:对感知行业的认识不足;企业规模小,自主创新困难;产业化效率低,产业配套不足;市场跨度大、信息不灵,导致供需对接渠道不畅。

  基于我国在感知信息技术领域的发展现状以及面临的主要问题,建议从以下三个方面采取措施,提升感知信息技术自主创新水平,从而为未来智能时代的到来打下坚实基础。

  第一,加强顶层设计。一是大力提升感知信息技术在国家集成电路发展战略中的地位,将其列入“十三五”、“十四五”规划中的发展重点,加大投入,在国家集成电路产业发展领导小组领导下,成立专门工作组,整合调动各方面资源,负责感知信息技术产业发展的战略设计和统筹协调。二是成立中国传感器产业推进联盟,制定行业标准,促进产业生态链逐步完善。三是针对产业发展重点和实际市场需求,成立若干跨行业跨部门的工作小组,遴选一些领域开展应用示范,如面向智能制造,重点发展机器人;面向医疗卫生,重点发展可穿戴设备和医疗及辅助设备;面向环境保护和农业,重点发展土壤、水、空气、重金属等感知产品,用于环境监控及农作物生产管控等。

  第二,建立产业基金。建议国家集成电路产业投资基金出资5—10亿元投入即将成立的“感知信息产业基金”,吸引企业、金融机构及社会资金加入,实施市场化运作、专业化管理。一是用于重点支持传感器、微处理器、模拟芯片及功率器件等核心技术与产品开发。二是投资骨干企业和成长性中小企业,支持企业提升技术水平和产业化能力。三是带动各类风险投资和私募基金进行战略投资和产业整合,支持企业开展国内外兼并重组。

  第三,支持协同创新体系建设。一是围绕感知信息技术发展的重大共性需求,采取政府与社会资本合作等新机制,借鉴台湾工研院集研发、工程、资讯、孵化于一体的成功产业化模式,构建以企业为主体的产学研用协同创新平台,如支持以上海微技术工业研究院为基础的产业加速体系的建设。二是在应用市场成熟和产业集中的地区,建立若干个产业加速体系,优化全国布局,避免恶性竞争和重复建设。三是在《中国制造2025》制造业创新中心建设中设立感知信息技术创新中心。

  (曲维枝:原国务院参事;王曦:中国科学院院士、中科院上海微系统所所长;杨潇:上海微技术工业研究院院长;陈阳:赛迪智库互联网研究所副所长。)

  名词解释

  什么是摩尔定律

  摩尔定律是由英特尔(Intel)创始人之一戈登·摩尔(Gordon Moore)提出来的。其内容为:当价格不变时,集成电路上可容纳的元器件的数目,约每隔18—24个月便会增加一倍,性能也将提升一倍。换言之,每一美元所能买到的电脑性能,将每隔18—24个月翻一倍以上。这一定律揭示了信息技术进步的速度。

关键字:打破  西方  感知  时代

编辑:鲁迪 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/medical_electronics/2015/0906/article_6016.html
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