本視頻來自鳳凰衛視《世紀大講堂》，演講人是中國工程院院士、中國儀器儀表學會理事長尤政院士，主題是《傳感器：亟待攻克的關鍵“卡脖子”技術》。

尤政院士是中國傳感器與微米納米技術著名專家，本視頻基于其深厚的專業素養，同時深入淺出，向我國大眾科普傳感器知識，提到中國傳感器產業一些比較尖銳的問題，向許多甚少了解我國科技發展情況的朋友，闡述了我國傳感器產業面臨的困境。強烈推薦！

專家檔案

尤政 ，中國工程院院士，華中科技大學校長，中國儀器儀表學會第九屆理事長，中國微米納米技術學會理事長，主要研究方向為微米納米技術、智能微系統技術及其應用。先后榮獲國家技術發明獎二等獎3項、國家科技進步二等獎2項與國家級獎勵不重復的省部級科技獎勵15項，授權國家發明專利90余項，發表SCI/EI論文400余篇，出版專著2部，譯著2部。

鳳凰衛視

《世紀大講堂》

尤政《傳感器：亟待攻克的關鍵“卡脖子”技術》

視頻文稿： 大家好，非常高興能和大家一起聊一聊。傳感器這個名詞可能太學術了一點。我首先從傳感器在我們生活中的作用來進行談起，剛才主持人也講了這些傳感器會在我們的生活中有什么作用。 第一個就是我剛才講的，我們經常用到的交通工具汽車，一個普通的汽車大概用了 100 多個傳感器，從我們發動機的燃燒過程到我們動力的驅動的過程，以及到我們安全駕駛等方方面面。 大家關心的我們未來的智能汽車，所謂的智能汽車就是我們要有一個駕駛儀替代人來進行駕駛，而替代人實際上需要我們的傳感器，比如我們的視覺系統，我們對周圍的環境要進行識別，我們還有主動的激光雷達，能夠主動的發現目標，使我們的車能夠做出相應的判斷。 同時我們也希望我們的車速，我們的這些控制能夠趕上我們交通的節拍，能夠不受到紅綠燈的限制，能夠順利的通行。這些都需要很多的高端的傳感器來支撐我們的汽車的運營，這些都是出行所需要的。

實際上我們居家，實際上也對我們的傳感器提出了很多的要求。大家也知道醫療儀器，實際上通過醫療儀器中間的傳感器能夠感知我們人體的一些參數，通過這些參數來進行判斷，你得了什么病，再去開什么藥，或者做什么樣的一個手術。 傳統的這些傳感器和儀器都比較大，所以如果我們生了病以后，我們可能需要自己拖著已經得病的身體去找這些儀器，比如我們的 x 光，我們的 b 超或者核磁共振儀器，所以確實非常的困難。 在國外一些已經有了便攜式的儀器，我們很多醫療儀器、傳感器都已經小型化了，集成化了。所以如果你得了病以后，人可以不動，儀器一個一個來找你，這樣子就減少了我們病者的很多的痛苦。

當然這也是一個階段，下一個階段是什么？下個階段我們不光要有病了治病，而且要防病，所以我們就通過穿戴式的這些設備，把很多的傳感器能夠和你平常生活的腰帶、手套這些手腕能相結合。當你身體出現異常的時候，它這些傳感器就可以發出信號。有醫院的醫生根據這些信息來判斷你是否健康，需要做什么樣的一個手術，或者需要什么樣的藥物。當然這也是一個階段。 我們最終是想我們的傳感器能夠替代人的部分的功能。比如你的耳朵失聰了，聽的不太清楚了，我們可以用助聽器傳感器來恢復你耳朵的功能。如果我們的眼睛不是很好了，我們可以用圖像傳感器和你的腦機機口能夠連上，可以替代你眼睛的功能。 當然你鼻子說嗅覺不好了，我們可以用嗅覺的傳感器，當然比如我們有些病了，譬如大家常見的糖尿病，主要是血糖這個問題。我們可以做一個血糖傳感器，只落在你的皮下，當你的血糖高的時候，我們可以把胰島素自動的微量的去釋放到你身體里面，去改善你自己血糖的平衡。糖尿病就不是一個可怕的病。這些叫植入式的我們傳感器和治療儀器。我想隨著傳感技術的發展，我們的人的生活質量還會得到很大的提高。

當然大家也會聽到一些傳統的經典故事，譬如我們的上甘嶺戰役，我們的王成英雄，最后講的“向我開炮”，實際上他就是用無線電來指示我們的這些炮火，能夠到陣地上去消滅敵人。我們很多的制導的武器也是需要精確的打擊。目前我告訴大家，實際上我們都可以用傳感器，用我們的目標指示器來進行替代。 我們可以做所謂的智能灰塵，很小，幾毫克，體積也是幾個立方毫米，平?？梢园阉龀鋈?，撒到我們需要攻擊的地方，打仗的時候我們把它喚醒。 這些智能的灰塵就可以發出特定的一些目標的信號，我們的導彈上的傳感器可以跟蹤我們這些的目標指示器，對他實行精確的外科的手術。所以如果是現在的王成，我們只要放一個小小的傳感器就可以解決。不要“向我開炮”，我們自己的犧牲來換得我們戰爭勝利的這么一個情況了。

這個更為震驚的，我們的新聞里面經常播的法國的國慶，著名的滑雪運動員駕駛了一個空中的飛行器，號稱空中飛人，能夠在空中自由的飛行。 大家也想到一個東西能夠在天上自由的飛行，所以它的控制是非常難的。它控制的輸入是什么？實際上就是我們的傳感器。這么一個東西在天上能夠漂浮著，能夠根據人的動作的行駛，能夠自動的實現自己的一些目標。我想這些都是傳感器發揮了決定性的作用。

當然在不久的未來，我們還可以展望我們的傳感器和我們的系統能夠做一些什么工作。所謂的“AI殺人蜂”，也是傳感器的一個典型的應用。 這么小的一個殺人蜂，可以自由的飛行。當你人去捕獲它的時候，它可以躲避你的人的捕獲。根據預先輸入的圖像，他可以找到被攻擊的人，最后停在你的腦門上，用 3 克的***把你擊斃了。所以這樣一個東西完全改變了我們未來的戰爭的形態。根本沒有槍了，也不用去瞄準了。只要把你的圖像輸進去，它就能把你置于死地。 當然，這也會帶來一些科學的倫理的問題。這是后一個問題。但是從傳感器本身的技術來講，它能夠自由的飛行，通過人工智能能夠進行躲避，還能尋找自己所需要的目標。這些都是傳感器支撐了我們未來智能技術的重要的一個發展。

我們到了物聯網的時代，我們要進入智能的時代。我想傳感器是一個最基礎的基礎，比如物聯網的技術，實際上有三大核心技術。第一大技術實際上就是傳感器技術，第二大技術實際上是網絡技術。第三個技術是應用層面的開發。 當然了，我們可能到目前為止，我們更關注的是網絡和我們的應用層面的一些工作。但是最基礎的傳感器實際上往往被人獲略了，實際上它也是最核心的、最關鍵的部分。那么什么叫傳感器？實際上到目到現在為止，我們可以下一個定義，所謂的傳感器采用先進的技術，微電子、光電子，還有我們的材料等等。這些技術完成什么信息的采集，我們和物理事件、物理世界之間的信息的獲取處理，怎么樣去獲得我們所需要的信息，把它存起來，同時還有傳輸給我們所需要的地方，應該它是一個系統的東西。傳感器也向著信息化、微型化和智能化的方向在不斷的在進步。

舉一個典型的例子——陀螺儀。陀螺儀是干什么的？實際上是測我們的角運動，大家在一個運行的物體上，比如說汽車開出去以后，我們要想知道汽車準確的位置。當然我們大家知道現在用GPS，但是 GPS 也可能是被可以被遮擋住的，也可能是會受干擾的。 本身運動的位置的測量實際上是靠兩個東西，一個陀螺儀，一個加速度計。陀螺儀測的角度，加速度計是測的位移，有了角度，有了位移，我們就可以實時測出運動物體的一個位置。但是傳統我們的陀螺儀是個什么樣？是有幾公斤重，價格非常高，幾萬塊錢。所以一個汽車里面如果要裝幾個陀螺儀，重量也上來了，價錢將近接近 10 萬，所以他根本就不可能在汽車行業得到應用。 但是現在的傳感器多大呢？僅僅是幾克重，精度一樣，價格變成了幾百塊錢或者幾十塊錢。我們的汽車就可以裝上我們新型的傳感器，就可以實時地測出我們的位置，哪怕我們在地下，在車庫里面，我們就可以準確的定位。不像現在我們只有在空曠的地方，接收到衛星信號的地方，我們才能夠定位。這就是一個典型的例子。

所以我們經常也在講傳感技術的進步，實際上是一個顛覆性的技術，一項新技術出現了以后，對于我們傳統的理念來說，像我剛才講的，幾萬塊錢、幾公斤重的東西，被幾十克東西、幾百塊的東西一下子就完全替代掉了。 傳感器的市場實際上也是一個千億級的一個市場，有這么大的市場的容量，為什么沒有提到傳感器，就想到哪一家公司，或者想到哪一個企業，會對我們的傳感器的行業起到決定性的作用。 實際上這和我們傳感器的行業的特點也有關系。剛才我講了，生活的方方面面都用傳感器，其實有幾千種傳感器，甚至上萬種。如果細分上萬種的傳感器，每個傳感器都有自己的特點，不像一個芯片一樣，只要把線寬或者工藝做好了，所有的芯片都能做。你能做這個傳感器，就不一定能做另外一個傳感器，所以傳感器的廠家分布的非常的寬。

應該來說，我自己講的，傳感器是一個潤物細無聲的產業，每個人都要用傳感器，但是大家都沒感覺到傳感器，會像汽車，像飛機這么一個行業也能有這么大的震撼，但是確確實實它是不可或缺的這么一個產業。 剛才我也講了，我們中低端的傳感器在國內通過我們技術的引進合資，應該來說是世界產量最大，應該說分布最廣的一個產業了。但是在高端傳感器核心的方面，我們還有很多的差距，譬如大家所用的手機里面的我們的照相機，最終核心的圖像的芯片還不能實現完全的國產，還需要進口，包括今天攝像的，我們攝像機的這些圖像傳感器還是需要進口的，我們還不能完全的生產。所以這就是成為我們未來發展的一個瓶頸。

實際上我想我們國家傳感器的發展，和國際上的差距主要在這么幾個方面。 第一個，我想中低端的傳感器還是以引進消化吸收為主的，在高端的傳感器的方面主要是集中在高等院校和科研院所來做研究。所以我們還沒有像國外一些大的有實力的公司和企業能代表我們國家傳感器的產業。 第二個，在投入方面也是受到投資者心態的影響，大家都愿意投一些主機或者顯示度高的產業，對我們這種很重要，但是分布很廣，產業的重視度不夠，所以在投入方面也還比較少。第三個，和我們的工業基礎也相關，我們在集成電路，在一些工藝設備上面的一些差距，也阻礙了我們傳感器的發展。 當然最后一個，我也在想，在產業方面，我們實際上還沒有完全的能夠建立起產學研的渠道。我們特別是高端傳感器方面，我們總體上還處于一個初級的階段，還沒有一些大量的高端的傳感器能夠引領世界的這么一個發展。

為什么說他卡脖子？我想舉兩個例子。第一個，大家知道我們國家有個兩機專項，就是航空發動機和燃氣輪機，那么航空發動機和燃氣輪機工作。實際上它是在一個非常惡劣的狀況，大概溫度在 1000 多度，壓力是在幾個大氣壓的情況下工作，而且受了沖擊是幾萬個g，所以我們要去測量傳感的發動機內部的工作的狀況。 現在目前傳感器都做不到，一般的做法都是在發動機的外面裝一個傳感器，通過外面的傳感器來估計里面的工況。 但是隨著技術的發展，在美國已經出現了所謂的智能葉片，把傳感器埋在了葉片里面，它可以測溫度、壓力、流量。如果有這些準確的參數，溫度能夠測到 1000 多度，壓力能夠測到幾個大氣壓，沖擊可以測到上萬個g。所有這些發動機和內燃機的工作的狀態就能夠準確的知道，我們就可以調整我們的這些工況，使它的效率得到提高。 據美國講，它的燃氣能機或者發動機的效率通過準確的測量，可以提高到 5%- 8%。舉一個簡單的例子，燒同樣的煤，可以多發 5%- 8% 的電。這就是一個典型的傳感器所帶來的好處。而我剛才講的智能葉片上所需要的這么高端的傳感器，我們現在國內還不能做，包括我們的研究到目前還不能達到水平，我想這也是一個很重要的卡脖子的地方。

第二個方面，大家講的智能汽車里面最重要的一個叫激光雷達，通過激光器來掃描外面的場景。激光雷達目前主要依賴進口，而且價格很貴，基本上在 10 萬塊錢左右。 所以根據現在科技的發展，我們不能說花 10 萬塊錢放在車上，使我的車變智能的，我想不會有人買車，如果我們那樣的所有的傳感性能不變，能夠把它變成幾百塊錢，幾千塊錢。我想大家花幾千塊錢換來舒服的享受，大家肯定還是愿意的。所以這也是一個非常的掐我們脖子的地方。 所以我們不能想象出未來的生活有多么美好，但是我們也想到我們怎么樣去實現我們的美好生活。我想這也是和我們日常生活中經?？ú弊拥倪@么一個問題。

當然最后的我也想講講我個人的一些建議。未來的傳感器這么重要，前景這么好，市場這么大，我們為什么到現在還沒有這么不盡人意？ 我想主要是三個方面的原因。第一個，我想我們重視傳感器，首先要去挖它的源泉，我們要重視人才的培養和原創性技術的開發，我們在這方面確確實實還不夠。我們前面的國家的科技發展一樣，我們更多的是關注于怎么樣縮小和世界的差距，一直處于跟蹤的這么一個狀態。 包括我們最典型的 863 的計劃，也是跟蹤高技術。我想到了現在這個年代，傳感器的發展會改變人的生活，顛覆人的想象，肯定需要創新型的傳感器，所以我們應該更多的關注于創新的技術，以及創新技術中間能起到的作用。所以我也特別的想，本身我也是高校的，我也是想在我們的高校的課程體系、知識機構方面怎么培養一批人，能夠適合我們傳感器技術領域發展的需求。第二個，我剛才也講了，傳感器分布特別的廣，一個公司不可能把傳感器所有的事情都做完，怎么辦？需要政府的介入。政府的介入我想是兩個方面，第一個要建設一些公共的平臺，第二個要提供一些共性的服務。 為什么這么說？譬如我剛才講的，我們要把傳感器做得更小、更先進，我們就需要一個加工的平臺，這個平臺還是投資非常大的，可能有好幾個億。如果每一個公司都有這么一個幾個億的生產線，我想它的投入產出比可能不一定是很好。如果我們政府層面建一個公共的平臺，我們所有的這些傳感器公司都可以利用公共平臺來做事。我想相當于你種了一個梧桐樹，引來了很多的金鳳凰，創造了一個產業的生機。

第三個，大家也知道高端的傳感器，它的實驗和認證的過程非常之長，也不可能每家公司都創造一個試驗的環境和認證的一些條件。所以政府能不能提供一些公共的條件和認證的手段，使我們這些傳感器能夠和我們的國外的傳感器以同等的條件，第三方的認證能夠進入到我們用戶的市場，而不是我們達到了自己說達到了別人的水平，應該也是應該由政府來進行提供這些方面的服務和一些支撐。 當然我也是想，傳感器剛才講了多少萬種的這么一個傳感器，作為國家來說，我覺得一定是圍繞國家的目標，進行示范的應用。比如我們的未來的智能汽車，如果是我們汽車產業的發展的重要的方向，圍繞智能汽車里面所需要的核心的傳感器，比如我剛才講的我們的激光雷達，我們的陀螺儀，我們加速計，這些久久為功，能夠有所突破，同時在我們市場培育的基礎上來引領世界的發展。 當然我也在講傳感器產業分布非常廣，我們也希望國家的政策能夠推動產業的積聚在某一個區域里面，形成這個區域的優勢，形成一個很好的區域品牌和產品的品牌，能夠進入到世界的主流的產業，引領我們傳感器的發展。謝謝大家。

觀眾提問：聽到您介紹之后，感覺我們離一個萬物互聯的社會越來越近了。但是如果無時無刻有這么多的傳感器、攝像頭不停的在收集分析這么多的數據，會不會造成有我們很多個人的一些信息，可能是我們不愿意分享的，譬如我們的生活、作息，我們的位置，甚至是我們的健康狀況，這樣子一個問題您有什么解決方法？ 尤政：這個問題實際上從兩個層面，第一個要從科學的倫理和社會的治理的問題，就是我們在信息化的時代獲得了這么多的數據，那些數據的本身的隱私性和管理需要有法律制度來進行保障。 第二個，我也想更多的從搞技術的角度來說，其實技術上也有解決的方案。比如我們現在的傳感器大部分都是攝像頭，攝像頭獲取的信息太多，其實有的時候是不需要獲得的信息你也獲取了。 譬如我們交通的控制，實際上交通的控制，我們無非是對什么樣的車輛行駛在什么軌道上，對它的速度感興趣，其實并不需要對人的信息感興趣，但是一個攝像頭會看到車里的所有的狀況。如果你把攝像頭的信息存儲起來以后，可能會涉及到人的隱私。 但是如果我們有其他的傳感器，比如我們有電子的標牌，我們有電子的這些讀入器，我們地底下有傳感器。當你車過去以后，你的速度，這些信息都能夠跟蹤的情況下，我們就不需要攝像頭了。就不需要用一種通用的費時費人的方法去獲得了一些不需要的個人隱私的信息，而更多的關心于你所需要的信息。 我想這也是隨著傳感技術的進步，會有一些改善我們信息獲取的方法，來提高私密信息的保密的。 這些問題，其實在很多的國家，所有的公開場合，他信息大家都是應該遵守一些原則的，但是到了非公開的一些場合，實際上個人的信息是很保密的。比如你在室內你就不能裝攝像頭，你最多裝一個紅外傳感器，有沒有人進入這室內就行了。你不能說通過攝像頭把所有人在室內的活動都記錄下來，可能就會出現一些隱私的問題。所以我想從技術的角度和管理角度都有很多的工作可以去做。謝謝。

觀眾提問：尤院士您好，剛才聽了您的講述，了解到傳感技術其實是融合了多學科的一個交叉性技術，特別想請教您這種高端的復合型人才如何進行培養，謝謝。 尤政：好，剛才問的問題非常的到位，傳感技術為什么面臨這么大的困難，發展起來這么艱難，我想和傳感器的特點是有關系的。 比如我們搞機械的，我們只懂機械就夠了，我們搞微電子的，可能我們懂半導體和懂電路，我們也夠了。但是傳感器行業設計的技術領域非常之多，我們經常講的光機、電算、材料、光學、電子、機械、計算機，還有一個是材料，是一批人要共同的一起來做，才能夠做出一個我們所需要的目標。所以我想就面臨著幾個難題。 第一個，我們人才培養需要更多的學科的交叉，而不是單一學科的一個知識，否則你很難去均衡這些學科中間的一個。比如我們機械做不到的，我們電子能不能來補，對吧？如果我們只懂機械，或者只懂電子，這個中間的權衡，你可能就做不到。我想這是第一個。 第二個。大家也知道，單一學科的組織工作還是有比較好的衡量的標準，也很好組織的。但是像傳感器這樣把不同的知識及格人組織在一起，在我們中國的傳統的觀念里面，實際上本身的團隊的工作。和怎么樣去組織團隊，為了一個目標去努力，這個事情本身就很困難。 所以我也是一直講的，我們的現在的教育，除了知識機構的互相的交叉，更大的綜合，更寬的基礎來做以外，實際上還要培養我們人才的團隊的工作的精神。我想這一點來也是不可或缺的。所以很多的，我們有很好的單項技術，但是沒有和人團隊共同工作的一個基礎，實際上最后事情還做不成了。 所以我覺得傳感我們傳感器面臨的最大的問題，就是我們的涉及的面太寬，同時傳感器從我們的技術的鏈上來說也比較長，所以太寬太長，我們講的哪個環節出了問題以后都不能達到預期的這么一個效果。所以這也是傳感器比較難做，比較具有挑戰性的一個重要的方面。 所以也是我們未來人才培養的一個重點，怎么樣適合我們傳感器產業和技術的特點，來培養我們傳感器所需要的人才。

觀眾提問：我聽說有個說法，就是美國的一些教授、學者和研究人員比較具有坐冷板凳的精神，對他們所相信的研究方向始終堅持，即使他可能當時不是主流的研究方向，甚至即使他還沒有具備很重要的商業價值，但是很多原創和突破性創新往往就在其中產生了。但是我們中國的一些研究人員好像比較缺乏這種坐廊板凳的精神。對于這種現象，尤校長您有什么看法？謝謝。 尤政：剛才提的問題非常的尖銳，我想從兩個方面來回答。第一個就是美國的高校和中國的高校實際上所處的時代不一樣，或者地位不一樣。 因為在美國來說，美國的大學和研究院所更多的是從事基礎和應用基礎的研究，所以他們對怎么樣變成一個產品，或者怎么樣去把這個技術能夠變成一個大家能接受的東西，實際上并不是像中國的高校這么多的介入，這么多的關心，所以他追求的就是科學上的探索，追求的是一種我覺得個人的興趣或者是一種科學的一種追求多一些。 所以他就能夠做我想的，能夠比較心安理得的在他的學?；蛘哐芯克L期的從事自己所想做的事情，也能夠幾十年如一日去做一件事情，把它做到極致。 我們國家實際上我講的就是我們國家的高校，實際上承擔了三部分的任務，當然第一個任務是培養人才，第二個跟美國高校一樣，從事一些基礎性的研究，但是很大一部分的精力還在做一些技術的開發。所謂的技術的開發就是要人用，要變成一個產品。 所以我也很多的美國教授也在溝通，美國教授說我們 20 年前跟你們狀態一樣，我們的這些企業還沒有發展到一定高度的時候，企業還沒有把創新的思想變成產品的能力的時候，他不高校也在做這個事兒，所以當時也顯得比較浮躁，什么都干，什么都想干。最好是從原理的發現，一直做到產品的銷售，都一個教授自己干完了。 但是隨著社會的進步，我想分工越來越細，可能專注創新的人會更創新，專注產業化的人會更偏重于產品的開發，讓市場能做得更好。 我想第一個問題是講的階段的不一樣，可能會造成我們這些高?；蛘咂髽I所分攤的社會責任的不一樣，我想這是一個方面。 第二個，我也在想，美國的這些研究，實際上大部分的經費是來自于政府的，比如自然基金會或者 NIH 美國的健康的總署，這種公益性的、基礎性的這些研究。這些研究和我們所有同事之間都是可比性的，所以大家都在安安心心的做這些基礎的研究，所以他就很能夠以很好的心態做這個事兒。 但在我們的這些研究所里面，有搞技術研究的，有搞開發的，有搞產品的，所以相互的在一起以后，我覺得它的價值觀和它的評價的標準，驅使了它好像還不能安心的去做一件事情。 因為你做技術研究，比如你做的沒用，為什么不變成產品，做產品人說你為什么不寫一個高水平的文章去發表。所以這些評價只是促使了我們可能每個人什么事都做了，做的都不錯，但是不是最基礎的，原創性的，也不是能夠直接服務于我們工業的。 我想是我們國家的科學的研究，我覺得還是存在一些體制機制上需要更多的去解決的問題，真正的做到產學應用的集合。我想我們還是非常的期待。 對本文有什么看法？歡迎在傳感器專家網公眾號本內容底下留言討論，或在中國最大的傳感社區：傳感交流圈中進行交流。

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審核編輯黃宇