海洋传感器技术 -海洋传感器技术

榄 · 发表于海洋技术专业 2023-10-31 21:20:33

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不久前组织了一篇文章，“8类行业相关科学仪器受美国出口管制”，其中包括海洋仪器中的海洋声学系统､海洋测绘设备､水下声呐､水下无人机及其检测设备。尽管在管制清单中，海洋仪器受限的主要针对水面军舰、潜水艇、水下无人机等，海洋探测属于第8大类，对于一般的科学研究，目前限制较少。但从美西方对我国半导体领域的极限施压来看，未雨绸缪就非常有必要。

壹

传感器技术是海洋仪器设备的基础，其各方面性能是衡量仪器设备好坏的关键，同时也是调查数据质量的保证，各种数据订正方案应运而生。但在长期的观测中，传感器的稳定性、漂移、准确度等指标依然是最重要的部分。海洋传感器的特点包括微型化、数字化、智能化、多功能化、系统化、网络化，不仅促进了传统产业的改造与更新换代，还可能建立新型工业，成为未来新的增长点。

在海洋监测、观测领域的应用十分广泛，可测量并提供各种海洋环境要素，如温度、电导率/盐度和压力/深度等基本物理海洋学要素的原始数据，不仅用于海洋科学研究，还是海洋资源开发领域应用不可或缺的重要数据源。

海洋仪器设备的一个最大特点是，生产批量小、应用范围窄、使用寿命短，而稳定、可靠性和一致性，以及测量分辨率和精度等要求又特别高，需要在不断应用中改进制造工艺和提高技术性能。由于海洋传感器多数缺少规模效应，所以业界许多人对此望而却步。

其实海洋传感器在海洋监测、观测领域的应用十分广泛，可测量并提供各种海洋环境要素，如温度、电导率/盐度和压力/深度等基本物理海洋学要素的原始数据，不仅用于海洋科学研究，还是海洋资源开发领域应用不可或缺的重要数据源。因此，开发、研制海洋传感器，意义深远。面对海洋传感器市场规模较小，加上回报周期较长，就更需要资本的扶植，因此各方多做雪中送炭的事，才能使海洋传感器企业在发展中不断壮大。

在海洋仪器设备研发领域，不光要有重金投入，更要有技术积累，还要有多场景应用，用户越多，累积的场景越多，就可能对产品进行优化。像美国著名的海鸟（SBE）公司，是全球最大的海洋监测设备和方案供应商，在研制和生产海洋传感器及其各类CTD仪器领域已有45年历史，也会不断遇到新的技术问题，从而不断对产品进行改进、迭代。

从市场来看，中国90%的传感器依赖进口，只有通过国产化来降低成本，国内海工装备才用得起传感器。其实国外的海洋传感器有些也已近二十年没有更新换代了，但是在过去二十年，材料技术、信息技术、集成电路技术等都取得了很大的进步，当这些新技术渗透到海洋传感器领域的时候，就会有大的突破，也是国内海洋传感器领域的机遇所在。

在海洋传感器领域，美国占据了世界物理海洋传感器技术的领导地位，技术最为全面领先，挪威、日本、英国、德国等国家则在某些领域有自己特长。物理海洋传感器除应用于船舶、岸基、浮标和潜标等传统平台外，已有应用于水下滑翔器、AUV、无人船和无人机等无人移动观测平台的产品，涉及场景非常广泛。

先进的科学技术只有转化为高技术产品，才能真正成为生产力，发挥作用，因此产品化、市场化是海洋高新传感器技术研发的终极归宿，也将填补国内物理海洋传感器产品的空白，摆脱长期依赖进口的困境，为我国常规、业务化海洋观测提供产品和技术支持，因此急需推动其产品转化，尽早实现产业化与规模效应。

贰

在我国半导体行业，随着美国加大对我国半导体行业的制裁力度，先是2022年一年间5700余芯片国企倒于集火之下，今年开年荷兰ASML、韩国三星又协议加入美方阵营。这形势不管怎么看，中国在这场芯片竞争中都是被孤立的一方。

G7峰会将于5月19-21日在日本东京召开，20日拟磋商强化半导体供应链等经济安全，然后与受邀国一同举行“粮食、公共卫生、开发援助、性别”和“气候变化”2个部分的讨论。目前看来，在打压中国半导体产业上的道路上，美国的招数只有更狠、没有最狠。尤其年初以来ChatGPT掀起全球人工智慧（AI）热潮，老美更对英伟达、AMD等美半导体业标杆企业下了“禁足令”，不许它们向中国提供自家的旗舰芯片，生怕技术流入中国。

与此同时，2023年5月21日，中国发布公告，美国美光公司在华销售产品未通过网络安全审查，影响我国的国家安全，其产品存在较严重网络安全问题隐患，对我国关键信息基础设施供应链造成重大安全风险。2018年美国发动对华制裁，美光作为华为的合作方，在美国商务部下达禁令之前就宣布停止对华为供货，压根就不等美国商务部禁令，更不要什么禁售缓冲期。全球这么积极对中国断供禁售的公司只有两家，美光和陶氏化学。而2018这一年，美光在中国市场的营收达到了创纪录的173.57亿美元，占全公司总营收的58%。一边享受着中国市场的红利，一边疯狂试探的我们的底线，好事占尽，坏事做绝。

伴随着中国综合国力的提升，遏制中国科技发展的“技术民族主义”思想在美国甚嚣尘上。美国对华科技遏制政策旨在对中国技术进行限制，美国不断加强对华科技封锁。中国优秀的高科技企业不断被列入黑名单，甚至对一些顶尖高校也被制裁。美国打压遏制的不仅是中国，而是要将中国永远压制在产业链底端，这是我们不能答应的。

对此，美国芯片制造商英伟达首席执行官黄仁勋近日发出警告称，美国挑起的芯片“争夺战”可能会让美国科技业“蒙受重大损失”。据英国《金融时报》24日报道，黄仁勋日前接受该报采访时抱怨称，拜登政府为抑制中国半导体制造业发展而实施的出口管制“捆住了（英伟达的）手脚”，让公司无法在其最大的市场销售先进芯片。

黄仁勋警告美国官员：“如果我们被剥夺了中国市场，我们是没有应急措施的，（世界上）没有另一个中国，只有一个中国。”黄仁勋说，中国市场不可代替；若无法与后者进行贸易，将对美国企业造成“巨大的损害”。

在黄仁勋看来，对华半导体出口限制反而会让拜登政府企图用于扶持美国芯片业的《芯片与科学法》“彻底失败”，因为一旦失去中国市场，美国科技行业所需要的产能也会随之减少，届时不会有人再需要美国工厂。黄仁勋还表示，中国企业正开始自己研制芯片，同英伟达在游戏、图形和人工智能等领域竞争。“如果（中国）不能从美国购买，他们就会自己制造。美国必须小心，中国是非常重要的技术产业市场。”

叁

5月23日，国家互联网信息办公室发布《数字中国发展报告（2022年）》。报告指出：2022年我国数字经济规模达50.2万亿元，总量稳居世界第二，同比名义增长10.3%，占国内生产总值比重提升至41.5%。

数字产业规模稳步增长，电子信息制造业实现营业收入15.4万亿元，同比增长5.5%；软件业务收入达10.81万亿元，同比增长11.2%；工业互联网核心产业规模超1.2万亿元，同比增长15.5%。数字技术和实体经济融合深入推进。数字经济中的“数字”，核心就是各种数据，数据已经成为数字经济时代的基础性资源、重要生产力和关键生产要素。

数据的来源主要有两种，一种“人的数据”——人类制造的数字信息，譬如文字、视频、程序等等。而另一种是“物的数据”——譬如工业互联网中，生产线里的电流、液位、压力等信影响产线的正常流转。而要把数据链接到互联网上，就需要传感器。

传感器就如同我们人类的”五官”和”皮肤”，眼睛就是图像传感器，鼻子就是气体传感器，耳朵就是声学传感器，舌头就是味觉传感器，皮肤就是柔性传感器（含温度、压力等感知）。依赖于高层在传感器的广泛部署，2022年，我国在工业互联网、农业数字化、智慧城市以及绿色低碳等方面取得了许多值得令人瞩目的成果。

工业互联网也将是2023年我国数字经济建设的重点之一，工业互联网的概念由GE董事长伊斯梅尔首次提出，是全球工业系统与高级计算、分析、传感技术以及互联网的高度融合，它通过智能机器间的连接并最终将人机连接，结合软件和大数据分析，重构全球工业、激发生产率。可见，随着数字中国的建设和发展，我国对各类传感器需求巨大。

我国的传感器产业，面临着国内传感器需求日益旺盛，而国产传感器供应不上的尴尬局面。一个传感器业内人士比较认可的数据是，中国中高端传感器80%以上进口，而中国传感器芯片进口比例更是高达90%以上。据《中国传感器发展蓝皮书》数据披露，我国流程工业高端传感器，国产占比仅8%，其余92%完全进口。

海洋传感器——用于获取海洋温湿度等各种关键数据，这个领域的传感器100%都是国外进口，最近我国相关企业取得了一定突破，但仍有待大规模应用验证。而当前我国研制的所有海面浮标、潜标、海床基等使用的温度、压力传感器，都是从国外进口的。

与半导体产业被卡脖子一样，尽管目前海洋传感器受限制较少，但相信一旦我们与西方先进海洋传感器企业并跑之后，打压就会尾随而来，因为我们会在先进装备上蚕食了他们的市场份额。现在多数高端海洋装备100%都是国外进口，他们赚的盆满钵满，差距大到他们俯视我们的程度，当然暂时没有必要限制我们。

所以，一定要提前布局、未雨绸缪，不能等到真正危机来临的时候再发力，那就亡羊补牢、未为晚也。海洋强国战略，需要几代人的不断进取，好在我们有足够的人才基础，也有后发优势。要解决海洋领域核心关键技术受制于人的问题，关键是增强自己的科技攻关能力，强化自主创新意识。

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END

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■参考资料：传感器专家网、《海洋技术学报》、《高科技与产业化》、环球网、华山穹剑等

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