瞭望 | 锻造“感官神经”

　　面向未来，感知技术的前沿正从“传感”向“感知—计算一体化”范式演进，硬件架构上，“存算感联一体化”或将成为未来方向

　　文 | 周峰

　　在具身智能产品中，传感器为智能体提供了对自身状态和外部环境的实时、精确感知。例如人形机器人依赖惯性、视觉、力觉、柔性传感器等实现复杂环境的导航、精细化操作及交互；在智能网联汽车中，传感器是高级自动驾驶的“眼睛”，通过摄像头、毫米波雷达和激光雷达等感知路况、探测障碍物，确保行驶安全。

　　因此，传感器的性能与信息融合水平，直接决定了具身智能系统在真实场景中的适应性、智能程度与任务执行效果，是其从理论模型走向物理实体的发展基石。

　　当前，具身智能产品仍主要依赖惯性、力矩、温湿度等单一传感器的同步数据采样与后端算法解耦处理以实现传统感知。随着具身智能技术发展，传统传感器受限于体积和功耗，难以满足机器人对自身状态与外部环境的全面感知需求，与具备自校准、自学习与自更新能力的主动认知层级差距较大，微型化、低功耗、高集成度和低成本等是下一步发展方向。

　　我国是全球智能传感器最大消费市场之一

　　我国是全球智能传感器最大消费市场之一，2024年国内智能传感器市场规模超1600亿元，年复合增长率约15%，是全球智能传感器增速的1.5倍。

　　钢铁冶炼等传统工业制造领域“智改数转”为温湿度、压力传感器等智能传感器带来旺盛需求。此外新兴的可穿戴应用、机器人、AR/VR设备对MEMS惯性、声学、六维力传感器带来巨大销量，年复合增长率超过20%。具身智能产业快速发展促进了传感器全链条发展。

　　传感器的上游环节产品形态主要包括惯性、六维力、声学、温湿度、压力、触觉、CMOS图像传感器芯片以及应变片、电阻应变计等敏感元件；中游环节，聚集了将上游芯片封装、组合成可供机器人使用的各类传感器产品的厂商，共同构成机器人实现环境感知、动态平衡与灵巧操作的多模态传感基础；下游主要为优必选、宇树科技等人形机器人整机厂商和相关应用场景方，市场需求旺盛。

　　在智能网联汽车、人形机器人等持续带动下，传感器市场潜力巨大。由多类传感器组成的传感器网络和由微传感器、微执行器及数据处理器总装集成的系统越来越受到重视，智能传感器市场或迎来强劲增长势头。预计2035年我国人形机器人市场规模有望突破3000亿元，能为传感器带来超500亿元市场。

　　中国尚未产生全球龙头

　　具身智能产业的爆发式增长为我国布局相关传感器产业提供了较为广阔的发展空间，但也要清醒看到产业发展存在一定风险挑战。传感器产品研发与基础研究、学科交叉、理论创新、中高端制造等要素高度关联，需进行长期积累和技术迭代。

　　产品方面，传感器结构正从传统的机械式向智能化、集成化和量子化方向演进，代替感知并超越感知的特点日益显著，战略意义与日俱增，国际众多传感器龙头企业加速布局，抢占市场高地。博世、意法半导体近年来开发多款高精度、集成AI软件的MEMS传感器以满足人形机器人等需求。意法半导体通过双加速度设计来同时满足常规运动追踪和高强度冲击监测的需求，博世通过骨传导等技术来区分指令语音与环境噪音。目前国内实现量产的传感器种类相对有限，型谱化程度有待提升。

　　产业链方面，国内能实现传感器产业链全覆盖的企业较少，多数设计企业需要依赖代工厂进行流片或采购半成品进行再加工，整体研发能力有待加强；具有自主知识产权的高效实用设计工具尚显不足。

　　产业生态方面，部分关键指标参数更迭滞后，针对不同应用场景的同类型传感器缺乏细化的性能指标规范，制约了产品的标准化和规模化应用。

　　抓住机遇勇于突破

　　我国具身智能产业快速发展，传感器产业正处于关键期，产业链上下游须抓住机遇勇于突破，提供高性能、高可靠传感器产品。

　　加快前沿关键核心技术攻关。面向未来，感知技术的前沿正从“传感”向“感知—计算一体化”范式演进，硬件架构上，“存算感联一体化”或将成为未来方向。基于忆阻器阵列等神经形态硬件构建的感算一体芯片，可实现传感器内对脉冲信号的时空特征提取与初步分类，将存储器、处理器与传感器深度融合，大幅降低数据搬运的能耗与延迟。而片上光互连技术的引入，则为这些高密度集成的智能单元提供超高带宽、低延迟的通信骨架。建议依托国家重点研发计划、国家自然科学基金等项目，突破薄膜沉积、异构集成封装技术、双面光刻技术、牺牲层技术等关键共性工艺，提升传感器制造工艺良率与稳定性。推动高阻硅衬底、SOI等上游材料的研发、验证和规模量产。前瞻布局感存算一体化智能芯片技术、多模态感知技术、TinyML（微型机器学习）技术等智能传感器前沿技术。

　　强化下游应用牵引。以具身智能产业发展为契机，坚持以整机带芯片，以芯片促整机的发展原则，积极拓展传感器产品下游应用。强化市场应用对产业的需求牵引作用，举办供需对接会，梳理具身智能传感器需求目录，促进产业链上下游有效对接。依托重大项目、重大工程推广智能网联汽车、机器人等领域的传感器产品应用示范。此外，针对国产传感器的首台（套）保险补偿机制尚未全面覆盖问题，可探索增加险种，若产品未能达到合同约定的技术指标或导致下游产线损失，保险公司可进行赔付，解决终端企业试用风险较高的问题。

　　推动企业做大做强。探索以企业为主体、政府机构、高校院所等多方参与的技术创新机制和人才激励机制，建立在设计、制造和封测全产业链可实现联动的研发生产体系。支持骨干企业依托资本方和下游应用企业等，通过兼并、重组或参股等方式，整合国内企业资源，向上下游扩展和横向发展，进一步提升企业实力。鼓励重点企业上市，通过金融市场为企业的后续发展筹集资金，开辟更丰富的融资、再融资渠道，同时通过上市规范企业治理结构，完善管理制度，提高国内传感器企业的运营效率。鼓励传感器厂商与具身智能企业建立联合实验室，攻关核心技术，加速产品升级迭代，优化产品成本，强化企业竞争优势。此外，针对多数产业扶持政策以3～5年为周期，而具身智能传感器的技术研发周期长达5～8年，导致企业担心可能面临“政策断档”风险不敢投入问题，设立具身智能传感器长周期专项计划，形成长效机制。

　　（作者为中国电子信息产业发展研究院（赛迪研究院）集成电路研究所所长）■