警惕！美國防部發(fā)布最新投資戰(zhàn)略，這兩項(xiàng)傳感器技術(shù)被投資！

OSC《2024財(cái)年投資戰(zhàn)略》的第一項(xiàng)計(jì)劃是小企業(yè)投資公司 （SBIC） 關(guān)鍵技術(shù)計(jì)劃，該計(jì)劃通過優(yōu)先排序的方法，確定需要優(yōu)先發(fā)展、集中精力科研的關(guān)鍵行業(yè)和供應(yīng)鏈的投資，第一步將優(yōu)先引導(dǎo)資金向這些技術(shù)領(lǐng)域的公司投資，尤其值得注意的是，12項(xiàng)優(yōu)先技術(shù)中，包含了傳感器硬件、量子傳感兩大傳感器技術(shù)：

?納米材料和超材料（先進(jìn)材料）

在 1 到 100 nm 之間任何尺寸的材料，其物理和化學(xué)性質(zhì)可能與塊狀材料不同。

?生物能量學(xué)（生物技術(shù)）

利用與高效應(yīng)用的能量轉(zhuǎn)換、儲(chǔ)存和轉(zhuǎn)移相關(guān)的生物過程和原理。

?合成生物學(xué)（生物技術(shù)）

使用技術(shù)設(shè)計(jì)、修改或創(chuàng)造自然界中不存在的新型生物系統(tǒng)。

?開放式無線接入網(wǎng)絡(luò)（FutureG和5G）

開放式無線接入網(wǎng)絡(luò) （ORAN） 是移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的持續(xù)轉(zhuǎn)變，它使服務(wù)提供商能夠使用來自各種供應(yīng)商的非專有子組件。

?傳感器硬件（集成傳感和網(wǎng)絡(luò)）

捕獲和測量物理輸入（如光、溫度、濕度、運(yùn)動(dòng)等）的物理設(shè)備，可轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)以供人或機(jī)器解釋。

?組裝、測試和封裝（微電子）

通過先進(jìn)的工具、機(jī)器和技術(shù)組裝、封裝和檢查完全制造的微電子芯片的過程。

?材料（微電子）

用于微電子制造的關(guān)鍵部件、原材料和稀土元素。

?量子計(jì)算（量子科學(xué)）

量子計(jì)算利用量子力學(xué)原理，使用量子比特（可以使用原子實(shí)現(xiàn)），與經(jīng)典計(jì)算機(jī)相比，實(shí)現(xiàn)指數(shù)級(jí)的計(jì)算加速。

?量子安全（量子科學(xué)）

量子安全是指開發(fā)和實(shí)現(xiàn)抵抗量子計(jì)算機(jī)攻擊的加密方法和協(xié)議。

?量子傳感（量子科學(xué)）

量子傳感利用量子力學(xué)的原理和特性，開發(fā)出能夠進(jìn)行異常準(zhǔn)確和靈敏測量的傳感器。

?電池存儲(chǔ)（可再生能源發(fā)電和存儲(chǔ)）

利用化學(xué)反應(yīng)在電池內(nèi)轉(zhuǎn)換和儲(chǔ)存能量來儲(chǔ)存化學(xué)能的過程，如鋰離子、鉛酸和其他技術(shù)。

?太空服務(wù)和設(shè)備（太空技術(shù)）

與衛(wèi)星和其他航天器發(fā)射和運(yùn)行有關(guān)的服務(wù)，如衛(wèi)星通信、地理空間情報(bào)、全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)、空間加油和服務(wù)、通過空間發(fā)射快速全球運(yùn)送貨物，以及終端和接收器等相關(guān)地面設(shè)備。

這12項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)領(lǐng)域，主要集中在先進(jìn)材料、生物技術(shù)、傳感技術(shù)、開發(fā)式網(wǎng)絡(luò)、微電子、量子科學(xué)、新能源、太空技術(shù)等尖端科技，將是美國國防部未來重點(diǎn)投資并吸引私人資金投資的領(lǐng)域。其中，傳感器硬件（集成傳感和網(wǎng)絡(luò)）、量子傳感均屬于傳感器技術(shù)領(lǐng)域。

通過這項(xiàng)政策，再次展現(xiàn)了美國對發(fā)展尖端傳感器技術(shù)的高度重視。

世界第一大傳感器強(qiáng)國！美國有多重視傳感器技術(shù)的發(fā)展？40年來政策、資金源源不斷發(fā)展傳感器技術(shù)！

美國傳感器實(shí)力有多強(qiáng)？

目前，全球公認(rèn)的傳感器技術(shù)強(qiáng)國有美國、德國、日本等國家，其中，美國是全球傳感器技術(shù)實(shí)力、體量最大的國家，穩(wěn)居全球傳感產(chǎn)業(yè)TOP 1。

此前的相關(guān)報(bào)告顯示，美國約占到了全球傳感器產(chǎn)業(yè)份額的30%左右。

并且，在越高端的傳感器領(lǐng)域，美國企業(yè)所占比例越多，以航空傳感器為例，據(jù)航空產(chǎn)業(yè)網(wǎng)2023年發(fā)布《航空傳感器市場專題報(bào)告》顯示，全球航空傳感器企業(yè)約150家，從地理分布看，美國的航空傳感器企業(yè)數(shù)量最多，全球占比達(dá)到7成以上；其次是英國法國、德國等國家。

▲全球航空傳感器企業(yè)分布(按國別)，來源：航空產(chǎn)業(yè)網(wǎng)

毫無疑問，美國是全球傳感器第一強(qiáng)國！為什么美國傳感器實(shí)力這么強(qiáng)？

從美國國防部公布的《2024財(cái)年投資戰(zhàn)略》最新戰(zhàn)略中，我們可以窺視一二，里面12個(gè)優(yōu)先發(fā)展技術(shù)方向就有兩個(gè)涉及傳感領(lǐng)域——傳感器硬件、量子傳感，美國傳感器技術(shù)實(shí)力的強(qiáng)來自于美國政府及產(chǎn)業(yè)界對傳感技術(shù)的重視。

現(xiàn)代信息產(chǎn)業(yè)的三大支柱是傳感器技術(shù)、通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)，美國認(rèn)為，計(jì)算機(jī)技術(shù)是核心，敏感技術(shù)、光電子技術(shù)是關(guān)鍵和重點(diǎn)，新材料、微電子技術(shù)是支撐和基礎(chǔ)。通信與計(jì)算機(jī)結(jié)合，以及多元化、新技術(shù)的融合代表著美國信息技術(shù)發(fā)展方向。

美國著名商業(yè)雜志《福布斯》認(rèn)為，當(dāng)前，甚至今后幾十年內(nèi)，影響和改變著世界經(jīng)濟(jì)格局和人們生活方式的10大科技產(chǎn)品，傳感器列為10大科技產(chǎn)品之首。

早在20世紀(jì)80年代，美國早就聲稱世界已進(jìn)入傳感器時(shí)代，并在80年代初成立了國家技術(shù)小組（BGT），幫助政府組織和領(lǐng)導(dǎo)各大公司與國家企事業(yè)部門的傳感器技術(shù)開發(fā)工作。

美國國家長期安全和經(jīng)濟(jì)繁榮至關(guān)重要的22項(xiàng)技術(shù)中有6項(xiàng)與傳感器信息處理技術(shù)直接相關(guān)。關(guān)于保護(hù)美國武器系統(tǒng)質(zhì)量優(yōu)勢至關(guān)重要的多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)之中，8項(xiàng)為傳感器技術(shù)。美國空軍2000年舉出15項(xiàng)有助于提高21世紀(jì)空軍能力關(guān)鍵技術(shù)，傳感器技術(shù)名列第二。

2004年，美國國家科學(xué)基金會(huì)（簡稱NSF）發(fā)布特別報(bào)告《傳感器革命》（The Sensor Revolution），指出發(fā)展傳感器技術(shù)的重要性，NSF是美國獨(dú)立的聯(lián)邦機(jī)構(gòu)，相當(dāng)于中國國家自然科學(xué)基金委員會(huì)，擔(dān)負(fù)著促進(jìn)國家科學(xué)進(jìn)步的責(zé)任。同時(shí)，NSF是美國大學(xué)、機(jī)構(gòu)和智庫基礎(chǔ)研究的最大資金來源之一，因此NSF影響著美國基礎(chǔ)科學(xué)的研究動(dòng)向。

據(jù)中國傳感器與物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟副理事長郭源生教授此前介紹，美國國家科學(xué)基金會(huì)NSF自2010年起，每年有69億美元的財(cái)政預(yù)算用于發(fā)展高技術(shù)產(chǎn)業(yè)，其中為聯(lián)邦政府所批準(zhǔn)的物聯(lián)網(wǎng)傳感器基礎(chǔ)研究項(xiàng)目提供大約20%的資金。

隨著量子科技的發(fā)展，使用量子技術(shù)的量子傳感器逐漸走向落地，2022年3月，美國國家科學(xué)和技術(shù)委員會(huì)(NSTC)量子信息科學(xué)小組委員會(huì)(SCQIS)率先發(fā)布了名為《將量子傳感器付諸實(shí)踐》的報(bào)告，宣布量子傳感成為美國國家發(fā)展戰(zhàn)略。

從1980年代開始，近40多年來，美國的資金、政策源源不斷支持本國傳感器產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

最偉大的傳感器制造技術(shù)——MEMS技術(shù)的誕生地，美國引領(lǐng)全球先進(jìn)傳感技術(shù)發(fā)展！

美國擁有龐大、成熟的工業(yè)基礎(chǔ)，在源源不斷的政策、資金支持體系的支持下，美國引領(lǐng)全球先進(jìn)傳感技術(shù)的發(fā)展！

MEMS即微機(jī)電系統(tǒng)（Microelectro Mechanical Systems），利用集成電路制造技術(shù)和微機(jī)械加工技術(shù)，把微傳感器、微執(zhí)行器制造在一塊芯片上的微型集成系統(tǒng)，使現(xiàn)代傳感器實(shí)現(xiàn)了智能化、小型化、低功耗，從而讓傳感器在智能時(shí)代應(yīng)用廣泛，是當(dāng)今傳感器最重要的制造技術(shù)。

早在20世紀(jì)60年代，美國斯坦福等大學(xué)就從事MEMS領(lǐng)域的研究開發(fā)，佐治亞理工學(xué)院和美國加利福尼亞大學(xué)洛杉磯分校等眾多美國大學(xué)幾乎都建立有自己的MEMS晶圓生產(chǎn)線。美國麻省理工學(xué)院、斯坦福大學(xué)、加利福尼亞大學(xué)伯克利分校、凱斯西儲(chǔ)大學(xué)等還開發(fā)用于MEMS研究的設(shè)備、儀器等，支撐其技術(shù)研究。

1987年，美國伯克利加州大學(xué)發(fā)明了MEMS微馬達(dá)，被認(rèn)為是MEMS技術(shù)的開端。

六年后，1993年美國ADI公司的微加速度計(jì)產(chǎn)品大批量應(yīng)用于汽車防撞氣囊，MEMS正式走入產(chǎn)業(yè)化階段。

在美國硅谷，圍繞MEMS工藝技術(shù)為基礎(chǔ)，根據(jù)不同行業(yè)和功能的需求，展開的不同封裝結(jié)構(gòu)的各種傳感器產(chǎn)品創(chuàng)新，已經(jīng)持續(xù)了近25年，形成的千奇百怪、五花八門的各種類型傳感器產(chǎn)品，應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)展，得到了各行業(yè)的廣泛認(rèn)同與接受。

除MEMS技術(shù)外，美國亦引領(lǐng)全球先進(jìn)傳感器隨機(jī)數(shù)的發(fā)展。據(jù)資料顯示，美國約有1,300家生產(chǎn)和開發(fā)傳感器的廠家，100多個(gè)研究院所和院校。

此外，美國科技公司也非常重視傳感技術(shù)的開發(fā)，以及設(shè)備投入。

例如美國霍尼韋爾公司的固態(tài)傳感器發(fā)展中心，每年用于設(shè)備投資就有5000萬美元，擁有包括計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、單晶生長、加工、圖形發(fā)生器，對步重復(fù)照像、自動(dòng)涂膠和光刻、等離子刻蝕、濺射、擴(kuò)散、外延、蒸鍍、離子注入化學(xué)氣相沉積、掃描電鏡、封裝和屏蔽動(dòng)態(tài)測試等最先進(jìn)的成套設(shè)備和生產(chǎn)線，而且是大約每三年左右就要更新其中大部分儀器設(shè)備，聲稱只有這樣，才能保證其技術(shù)領(lǐng)先水平。

結(jié)語

美國國防部戰(zhàn)略資本辦公室 （OSC）的《2024財(cái)年投資戰(zhàn)略》，再次讓我們認(rèn)識(shí)到，世界第一大強(qiáng)國對傳感器技術(shù)的重視。

傳感器作為高研發(fā)門檻、產(chǎn)出回報(bào)慢的高科技產(chǎn)業(yè)，從上世紀(jì)80年代以來，40多年來，在持續(xù)不斷的政策、資金支持下，美國才逐漸成長為全球傳感技術(shù)強(qiáng)國，這對我們發(fā)展傳感器產(chǎn)業(yè)具有啟示作用。

而不止傳感器技術(shù)，在當(dāng)前競爭激烈的國際環(huán)境下，提前預(yù)研、緊跟甚至領(lǐng)先世界先進(jìn)水平進(jìn)行科研對于保持競爭優(yōu)勢至關(guān)重要。過去被動(dòng)跟隨、臨時(shí)抱佛腳的做法已經(jīng)不能滿足發(fā)展的需要，需要更加注重前瞻性的戰(zhàn)略規(guī)劃和創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)的科研機(jī)制。

審核編輯 黃宇