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發(fā)布時間:2022-09-16作者來源:薩科微瀏覽:1365
大而不強的指示計
傳感器,是中國制造大而不強的一種溫度計。它以近3萬種的類別,覆蓋所有產(chǎn)業(yè)和國民經(jīng)濟的每個角落。它可以精確地衡量出壓力、溫度、濃度,也同樣可以精確地記載中國制造的軟肋。在手機射頻傳感器領(lǐng)域,幾乎都是美國博通、Qorvo的天下;在工業(yè)測量領(lǐng)域,則是博世、霍尼韋爾的地盤。在智能手機和智能網(wǎng)聯(lián)汽車現(xiàn)在越來越火爆的MEMS傳感器,博世獨占天下20%。中國僅僅在少量的傳感器領(lǐng)域,如消費者傳感器的耳機用MEMS傳感器,有歌爾、瑞聲等廠家搶回來一部分地盤。在絕大部分工業(yè)領(lǐng)域的高端場合,基本都是淪陷。在化工廠應(yīng)用廣泛的差壓變送器,中國有兩家儀表廠商的出貨量超過30萬臺,但它們所使用的傳感器,分別來自日本橫河和美國艾默生。而[敏感詞]能夠提供第三方的傳感器,則在2019年被美國一家公司收購。如果一旦斷供,化工廠將面臨停產(chǎn)的風(fēng)險。
這種類似的風(fēng)險,潛藏在儀表、工業(yè)母機、大型裝備等各個角落。
作為材料、芯片、電路、工藝等各種弱項的乘積,傳感器的劣勢或許并不意外。作為集機械、光、電于一體的傳感器,可能是基礎(chǔ)零部件領(lǐng)域最弱勢的一個行業(yè)。
傳感器,彰顯了中國基礎(chǔ)零部件發(fā)展的軟肋。
前不著村后不著店的困境
傳感器是一個非常特殊的行業(yè)。它的產(chǎn)值低,中國市場有2100億人民幣的產(chǎn)值,但卻有3萬種產(chǎn)品,以形形色色的方式塞滿每個角落。中國大約有1800多家傳感器企業(yè),很多都是小企業(yè)。到處都是小火苗,很難扶持,抵御風(fēng)險的能力也很弱。即使大企業(yè),利潤率也很低。全球MEMS[敏感詞]的公司美國博通每年收入200多億美元,利潤率可以達到55%;而全球第6大MEMS公司,也就是中國耳機制造商歌爾旗下的歌爾微,年收入在30多億,但利潤率只有10-15%。這種巨大的利潤差距,使得企業(yè)的研發(fā)投入很難加強。更不用提眾多收入徘徊在幾千萬和數(shù)億人民幣的中小企業(yè)。
傳感器的原理透明,但工藝非常復(fù)雜,是制造業(yè)中少見的帶有“手藝”氣息的工業(yè)品,技術(shù)訣竅都是深藏在工藝之中。它很難有爆發(fā)性的突破,這也使得傳感器融資困難,投資者很容易望而卻步。
傳感器是一個“前不著村、后不著店”的小產(chǎn)業(yè)。它的前面高度依靠芯片、材料、電子信號板的突破,而后面則需要依靠儀表制造商、工程集成商,才能最終到達用戶。因此,傳感器要靠這個行業(yè)自己的力量來發(fā)展其實是孤單無助的。全球海洋運輸?shù)牡退俅冒l(fā)動機完全被兩家壟斷:德國的MAN和芬蘭的瓦錫蘭。調(diào)速器是船舶發(fā)動機的心臟,而這兩家往往指定美國的WOODWARD電子調(diào)速器,而后者則往往只采用挪威[敏感詞]的軍火商與海工設(shè)備制造商——康士伯的傳感器。MAN是船用低速發(fā)動機的壟斷者,對專利授權(quán)制造都有嚴格的要求,不允許輕易更換零部件;而美國Woodward的電子調(diào)速器,幾乎壟斷了船用低速機;康士伯的轉(zhuǎn)速傳感器,則是在皇冠上的珍珠。
這意味著,要想打破船用核心傳感器的技術(shù)壟斷,外圍至少還有兩層壟斷局面需要突破。
那么,國外的傳感器是如何發(fā)展的?
傳感器的企業(yè)主要有美國、日本、德國、英國、瑞士,也有散落在歐洲的一些國家。細究起來,這些企業(yè)主要是三種戰(zhàn)術(shù),將一個不起眼、不入眼、不聲張的行業(yè),整得風(fēng)生水起。這正是我們可以借鑒的方式。
策略1:八爪魚
很多傳感器廠家,采用了集團跟隨的戰(zhàn)略,與更大體量的儀表或者電子公司相結(jié)合。反過來說,一些工業(yè)巨頭的集團發(fā)展策略,對傳感器采用了明顯的品牌矩陣布局。它通過多品牌、多產(chǎn)品在不同領(lǐng)域交叉組合,從而形成了一種八爪魚術(shù)。
作為制造強國,美國盡管有很多低端制造已經(jīng)[敏感詞]性地流離本土,很多[敏感詞]制造商工廠都在中國,例如霍尼韋爾在中國大陸2020年就有21家生產(chǎn)工廠。但是,這只是一個表象。美國在工業(yè)高端制造業(yè)依然處于制造食物鏈的訂單支配地位。一層控制一層,多個觸角伸展在不同的行業(yè)。亦軍亦民,亦橫亦縱,亦整機亦零部件,美國制造業(yè)呈現(xiàn)了一種獨特的形態(tài),來控制工業(yè)食物鏈。通過集團化優(yōu)勢和多元化觸角,就像是一只八爪魚,確保即使是在細分市場上只有幾千萬收入的子品牌依然能夠生存。美國儀表廠商與傳感器廠商之間,往往采用手心、手背的合體關(guān)系,傳感器既可以為其他品牌供貨,也可以同時確保自己在儀器儀表的核心競爭力。
八爪魚采用了兩層供應(yīng)鏈的防控方式。既有[敏感詞]控鏈,如儀表:它能控制測量的入口,而且產(chǎn)值容易做大;又有第二控鏈,如傳感器作為防守鏈。量大面廣但體量甚小的傳感器,在美國八爪魚的護衛(wèi)方式下,獲得了穩(wěn)定的增長。一個中心,八面玲瓏。八爪魚戰(zhàn)術(shù)撐起了金字塔尖相對狹小的市場。
全球儀表收入排名[敏感詞]0以內(nèi)的美國阿美泰克,2021財年收入52億美元(比2020年大漲20%,很拉風(fēng)的一年),下面有十多個儀表與傳感器品牌。其中的溫度、壓力、燃油、液位等傳感器,可以用在商業(yè)航空、[敏感詞]、工業(yè)領(lǐng)域。幾乎所有的飛機發(fā)動機都會使用它的傳感器。它專門有一個傳感器、測試與校準部門STC。從這個部門的名字可以看出來,傳感器首當其沖,但是,它還是跟測試等其它業(yè)務(wù)纏繞在一起。而這個部門,不過是阿美特克電子儀器集團的一部分。同樣,它還有一個部門是測量與動力部門MPS,同樣有傳感器業(yè)務(wù)與之相匹配。它在2021年底收購的英國Alphasense,則是面向空氣質(zhì)量的傳感器。這個公司年銷售額只有2億人民幣。然而,這可是全球第二大電化學(xué)傳感器。德國人喜歡“隱形冠軍”的說法,其實很多傳感器公司就是“微型冠軍”,年收入在5億元人民幣之下。它們像是石頭縫隙里面尖銳的牙齒,在確定的應(yīng)用場景之下,它們[敏感詞]。這就是傳感器令人驚嘆的生態(tài)。當然,它現(xiàn)在需要賣身給大的儀表廠家,這就是傳感器的生存之道吧。全球[敏感詞]的英國電化學(xué)傳感器City,也委身于工業(yè)巨頭霍尼韋爾。從而造就了傳感器領(lǐng)域的八角章魚術(shù)。這四個來自美國、加拿大、德國和英國的公司,分別被并入到機電一體化集團和和電子工業(yè)集團。可以看出,儀表集團也都是在世界版圖里面找獵物,全球視野的收購。實際上,對于傳感器眾多偏門的小企業(yè),全球化布局是最值得推薦的商業(yè)邏輯。
策略2:糖葫蘆串
由于傳感器體量太小,而且深藏在儀表或者設(shè)備的內(nèi)部,它很難了解工廠用戶的需求,它自身的影響力也是微不足道。在這種情況下,面向終端用戶的設(shè)備集成商或者工程商,就起到了串聯(lián)的作用。既做儀表,又做傳感器,就是一條路徑。
儀表跟傳感器的關(guān)系最為明顯,因為糖葫蘆串最容易串起來。通過儀表作為采購方的優(yōu)勢,扶持傳感器的發(fā)展。HP、佳能的MEMS傳感器為什么二十年來一直處于全球Top20的位置?盡管并非是炙手可熱的手機傳感器的提供商,但是它們的噴墨打印機,采用了自家的MEMS傳感器。這種一體化發(fā)展的需要,也確保了這些品牌在MEMS傳感器的全球市場位置。
糖葫蘆串的要義,就是上下騰挪,尋找產(chǎn)業(yè)鏈上的鄰居。美國基因測序儀器巨頭因美納Illumina,占領(lǐng)了全球市場70%的份額。然而它最早的業(yè)務(wù),卻只是做一種微流控芯片,這被稱之為“芯片上的實驗室”,這種微流控的技術(shù),就是在一片很小的玻璃流道上進行生物化學(xué)反應(yīng),用芯片進行計算,用傳感器傳遞信號,可以用于檢測DNA或者RNA特定部位的變化。它從美國一家大學(xué)孵化出來技術(shù)之后,迅速就完成了上市。但這種生意一方面是躲在幕后, 一方面則是生意太小。于是2007年它向下游大大邁出一步,收購了測序儀器公司Solexa,正式進軍基因測序市場。然后就是一系列凌厲的并購和擴張,這正是儀表巨頭一貫的做法。用了十年時間,基本壟斷了全球基因測序的上游(測序儀)。
思百吉Spectris是英國工業(yè)革命所留下的少數(shù)回聲之一,這家百年老店保持了精密制造的領(lǐng)先位置。多年來一直通過并購和剝離的方式,聚焦在測量領(lǐng)域。2021年的收入超過了100億人民幣。體量不大,但卻高度聚焦。旗下十多個品牌的儀表,也保留了很多傳感器的制造,加強對這些儀表的支撐。就在今年五月份,它以5.4億美元收購了位于美國的壓電加速度計和傳感器制造商Dytran,廣泛用于航天航空和汽車領(lǐng)域。這對于它原有的儀器測量的核心能力,是一個非常大的補充。
這種現(xiàn)象,現(xiàn)在也在被國內(nèi)廠商采用。重慶川儀是國家三大三小[敏感詞]幸存的一家還能打的國營儀表公司。在化工壓力儀表方面是國內(nèi)的領(lǐng)跑者,它正在建立自己的傳感器和芯片基地,就是向前端開拓。有了后端的應(yīng)用,如果能夠攻克傳感器的技術(shù)難題,對于一家企業(yè)保持核心競爭力非常重要,這也是國內(nèi)突破的[敏感詞]種方式。天津宜科的光電傳感器正在向日本歐姆龍?zhí)魬?zhàn),就是借助于它的產(chǎn)線集成的工程化能力,嫁接在日漸崛起的國產(chǎn)動力電池產(chǎn)業(yè)。中國汽車行業(yè)的工廠建造,多年來一直壟斷在外資企業(yè)手中,圖紙、機器、零部件,都是國外直接指定,中方?jīng)]有話語權(quán)。而現(xiàn)在,寧德時代、比亞迪等擁有自己的設(shè)計權(quán)和決定權(quán),工程集成商也開始嘗試國內(nèi)傳感器。于是像天津宜科的傳感器布線系統(tǒng),就可以進入產(chǎn)線,從而得到快速的發(fā)展。而在以前,根本沒有進場的機會。
在產(chǎn)業(yè)鏈條上,串來串去,傳感器這棵樹就活了。這就是糖葫蘆串的價值吧。有了更大的體量和傳感器能力,打通技術(shù)、產(chǎn)品到市場,下一步才能將傳感器帶入正常發(fā)展的軌道。
策略3:車輻條
要是沒有了大集團在背后的依托,獨立的傳感器廠家該如何生存呢?這就需要一種協(xié)同效應(yīng)。
這意味著,一個傳感器公司,一定需要覆蓋多個行業(yè),才能分攤基礎(chǔ)研發(fā)成本。這要求對各個行業(yè)都有認識,這其實也是最難的。但這正是很多小的傳感器公司。瑞士奇石樂公司,也是獨門心思只做傳感器,2021年收入達到28億元人民幣。在汽車行業(yè)的動力性測試臺、動力總成、輪胎測試等都離不開它的精確測量。它有70%的收入來自汽車行業(yè)。與此同時,在航天、工業(yè)領(lǐng)域,都有它的[敏感詞]傳感器。它在機床領(lǐng)域的高端傳感器,幾乎無人可以替代。六維力度的壓電式傳感器,用于機床切削力測試,一套需要六十萬元。通過在不同領(lǐng)域,找到了似非而是的多種應(yīng)用場景,奇石樂才能單單以傳感器的業(yè)務(wù)而滋潤地活下來。
傳感器這種向極限求生存的產(chǎn)業(yè)形態(tài),呈現(xiàn)了一種與眾不同的“微批量不經(jīng)濟”的產(chǎn)品現(xiàn)象。許多產(chǎn)品只能用在很特殊的場合,用量很少,投入研發(fā)肯定不劃算。那么奇石樂等公司的收入,如何能夠補償研發(fā)投入?
這是一種向底層技術(shù)縱深的技術(shù)向心力現(xiàn)象。對于奇石樂而言,無論是槍管爆炸壓力、還是發(fā)動機缸體燃燒壓力、或者是機床切削力,這些都是基于壓電技術(shù)的延展應(yīng)用。奇石樂傳感器,正是通過“一根軸心多根輻條”的方式,突破底層技術(shù),向周邊進行扇形輻射,從而解決“微批量不經(jīng)濟”的現(xiàn)象。它可以從很小批量的傳感器,稍加改動,切換到量大的傳感器。
這是一種橫穿賽道的能力,它需要底層技術(shù)的突破,而不能僅僅做應(yīng)用與集成。這就需要深挖基礎(chǔ)技術(shù),而這些技術(shù)往往依靠高校院所。這需要建立一種強有力的成果轉(zhuǎn)化機制,讓傳感器廠家,能跟高校建立緊密合作的方式;與此同時,還需要用戶工藝知識的倒灌給傳感器廠家。只有建立一種聯(lián)合機制,保證高校-企業(yè)-用戶的三方串聯(lián)機制,才能實現(xiàn)不同工藝的多種行業(yè)突破。
小記:頂層設(shè)計
發(fā)達國家的傳感器,其實是藏在三道護城河之下。首先是傳感器自身的突破能力,其次是儀表和裝備的能力。而在這兩道護城河之外,還有第三道防守鏈,那就是對大行業(yè)的工藝滲透。例如在化工、船舶等領(lǐng)域,無論是設(shè)計還是運營,所涉及到的行業(yè)知識和專業(yè)工藝包,發(fā)達國家工程咨詢公司的話語權(quán)很重,這樣它很容易向采購方施加影響力。比如買一套美國企業(yè)設(shè)計的天然氣生產(chǎn)線,那么這種工程所推薦的配套儀表,往往就總會落在美國品牌的手中。
通過多年的發(fā)展并購,國外儀表和傳感器通過航空母艦編隊,以及層層嵌入到核心設(shè)備的方式,樹立了壟斷性的優(yōu)勢。從傳感器,到成品儀器之間,再到大型應(yīng)用場合的連環(huán)式銜接,這是一種從頭到腳的國家供應(yīng)鏈攻防戰(zhàn)略。
而在中國,儀表與傳感器行業(yè)仍然處于帆船的集結(jié)階段。中國制造大而不強,而儀表行業(yè)甚至連大都稱不上,只能說多而不大。國內(nèi)儀表領(lǐng)頭羊站在國外儀表廠商面前,只能算是零頭。即使如此的體量,也仍然建立在國外傳感器的基石之上。國產(chǎn)傳感器體量小且群龍無首,再加上傳感器廠商和儀表廠商之間互動極差,形成了松松散散的產(chǎn)業(yè)形態(tài)。
中國發(fā)展傳感器,需要重新思考產(chǎn)業(yè)發(fā)展的形態(tài)。一層包一層的“洋蔥術(shù)”模式,是可以借鑒的方式。無論是八爪魚模式的大集團,還是糖葫蘆串的上下游縱深拓展,或者車輻條模式,利用同心技術(shù)覆蓋多個行業(yè)。這些需要一個頂層設(shè)計,從而破解傳感器獨有產(chǎn)業(yè)堡壘。僅僅憑國內(nèi)很多傳感器企業(yè),在單個行業(yè)、單打獨斗的拼殺,是無法破局的。如果要振興傳感器,從而真正支撐中國制造走向強國,需要建立從前到后的貫通式策略。
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