Akademiker You Zheng: Durchbruch in der High-End-Sensortechnologie soll solide Grundlage für ein starkes Land in Wissenschaft und Technologie schaffen

Als Quelle der Informationserfassung bilden Sensoren die Brücke zwischen der physischen und der digitalen Welt und sind zu einem unverzichtbaren Eckpfeiler der Informationsgesellschaft geworden. Es wandelt verschiedene physikalische Größen, chemische Größen oder biologische Eigenschaften in erkennbare und digitalisierte elektrische Signale um und ist unser wichtigstes Werkzeug zur Wahrnehmung der Welt. Sensoren spielen eine entscheidende Rolle in der wissenschaftlichen Forschung, der industriellen Produktion, der nationalen Verteidigungssicherheit, der medizinischen Gesundheit und anderen Bereichen.

You Zheng, Mitglied der Chinesischen Akademie für Ingenieurwissenschaften und Vorsitzender der Chinesischen Instrumentengesellschaft

Mit dem kontinuierlichen technologischen Fortschritt haben sich Sensoren von diskreten Geräten zu intelligenten Sensor-Mikrosystemen entwickelt, die Informationserfassung, -verarbeitung, -übertragung, Stromversorgung und andere Funktionen integrieren, d. h. High-End-Sensoren, die über herausragende digitale, miniaturisierte und intelligente Funktionen verfügen. Doch gerade aufgrund ihrer hohen Präzision und fortschrittlichen Eigenschaften sind High-End-Sensoren zu einer zentralen Engpasstechnologie für unser Land geworden.

Es gibt drei Gründe, warum High-End-Sensoren zu einer „Engpass“-Technologie geworden sind: Erstens beinhaltet sie viele neue Prinzipien, neue Materialien und neue Geräte und ist eng mit der Innovation der Grundlagenwissenschaft und der Grundlagentechnologie verbunden. Gleichzeitig wird es direkt auf komplette Geräte angewendet, dient Endbenutzern und ist eng mit allen Lebensbereichen verbunden. Zweitens vereinen Sensoren Spitzentechnologien aus mehreren Disziplinen, zeichnen sich durch eine interdisziplinäre Integration aus, erfordern große industrielle Investitionen und sind sowohl technologie- als auch kapitalintensiv. Schließlich gibt es für Sensoren ein breites Anwendungsspektrum, komplexe technische Kategorien und eine breite Produkt- und Branchenverteilung, und jede Lösung hat ihre eigenen speziellen Anforderungen.

Was also können uns High-End-Sensoren bringen? Sensoren sind die „Pioniere“ modernster technologischer Innovationen. Betrachtet man die Geschichte der wissenschaftlichen und technologischen Entwicklung, so haben Durchbrüche in der Kernsensortechnologie die Entstehung weltweiter Wissenschaftszentren gefördert, und die Verleihung zahlreicher Nobelpreise ist untrennbar mit der Förderung hochmoderner Sensoren und Instrumente verbunden. Auf dem zentralen Schlachtfeld der Volkswirtschaft sind Sensoren „Multiplikatoren“. Es hat nahezu jeden Aspekt der gesellschaftlichen Produktion und des Lebens durchdrungen. So sind beispielsweise in Smartphones zahlreiche Sensoren integriert, die den Funktionsumfang von Mobiltelefonen deutlich erweitern und ein neues intelligentes Zeitalter einleiten. Darüber hinaus verfügt die Sensorbranche selbst über einen enormen Marktwert und der von ihr angetriebene Output der vor- und nachgelagerten Industrieketten ist noch erstaunlicher.

In nationalen strategischen Projekten sind Sensoren der entscheidende Faktor. Seine Leistung und Qualität bestimmen direkt die Leistung und Qualität wichtiger Geräte und strategischer Produkte. Am Beispiel des Hochgeschwindigkeitszugs spielen Sensoren eine unverzichtbare Rolle bei der Überwachung und Wartung von Zügen, der Überwachung des Gleiszustands und der Gewährleistung der Zugsicherheit. Im Gesundheitswesen sind Sensoren der „Diamantbohrer“, der die Grundlage für die Diagnose und Behandlung durch Ärzte bildet. In der Landesverteidigung und Sicherheit repräsentieren Sensoren „Kampfkraft“. In gewissem Sinne ist die moderne Kriegsführung ein Krieg der Sensoren. Verschiedene High-End-Sensoren spielen eine entscheidende Rolle bei der präzisen Lenkung, der Lageerkennung und dem gezielten Treffen von Zielen.

Der aktuelle Entwicklungsstand von High-End-Sensoren in meinem Land ist jedoch nicht optimistisch. Obwohl der Sensormarkt meines Landes weiterhin wächst, verfügen weltweit führende Unternehmen über etwa 60 % des inländischen Marktanteils. Insbesondere im High-End-Sensormarkt sind etwa 80 % der Sensoren meines Landes auf Importe angewiesen. Darüber hinaus besteht in der Sensorindustrie meines Landes immer noch eine Lücke im Innovationsökosystem, bei Designtools und F&E-Plattformen, fortschrittlichen Materialien und Kernkomponenten, High-End-Chips und Prozessausrüstung.

Um eine Sensormacht zu werden, muss mein Land weiterhin Anstrengungen in folgenden Bereichen unternehmen: Erstens, sich auf die „Integration von Industrie und Bildung“ konzentrieren, die enge Verbindung und Integration von Talentausbildung und industrieller Entwicklung stärken, hochqualifizierte Talente fördern und technologische Innovationen vorantreiben. Zweitens geht es darum, die kollaborative Innovation zu stärken, die Planung zu koordinieren und verschiedene Innovationselemente wie Regierung, Unternehmen, Universitäten, Forschungsinstitute, Benutzer und Finanzinstitute rational zu organisieren, um einen effizienten Betrieb und eine nachhaltige und gesunde Entwicklung der gesamten Sensorindustrie zu erreichen. Drittens geht es darum, Demonstrationsanwendungen zu steigern, Innovationen rund um wichtige nationale Ingenieuraufgaben, wichtige strategische Ausrüstung sowie soziale und wirtschaftliche Bedürfnisse organisiert durchzuführen, die industrielle Agglomeration zu fördern und eine ökologische Kette für die Sensorindustrie zu bilden.

Kurz gesagt: Die Bedeutung von Sensoren als Eckpfeiler der Informationsgesellschaft ist offensichtlich. Angesichts des Engpasses in der Technologie der High-End-Sensoren muss mein Land seine Investitionen erhöhen, Innovationen stärken, die schnelle Entwicklung der Sensorindustrie fördern und zum Ziel beitragen, ein starkes Land in Wissenschaft und Technologie zu werden.

Autor : You Zheng ( Mitglied der Chinesischen Akademie für Ingenieurwissenschaften, Vorsitzender der Chinesischen Instrumentengesellschaft )