林雪萍 | 万物之眼 传感器突围记
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大而不强的度量计
传感器，是中国制造大而不强的最适合的度量计。它以近3万种的类别，可以覆盖所有产业、所有国民经济的每一个角落。它可以精确地衡量出压力、温度、浓度，也同样可以精确地记载了中国制造的软肋。在手机射频传感器领域，几乎都是美国博通、Qorvo的天下；在工业测量，则是博世、霍尼韦尔的地盘。在MEMS压力传感器，博世独占天下20%。中国则在少量的传感器领域，如消费者传感器：有歌尔、瑞声从美国楼氏抢得耳机用MEMS麦克风芯片的部分天地。在绝大部分工业领域的高端场合，基本都是沦陷。作为材料、芯片、电路、工艺等各种弱项的乘积，传感器的劣势或许并不意外。作为集机械、光、电于一体的传感器，可能是基础零部件领域最弱势的一个行业。
传感器是一个极其特殊的行业。它的产值低，中国市场有1800亿人民币的产值，但却有无数种类，塞满每个角落。这让投资者容易望而却步。它的原理透明，但工艺却非常复杂，是制造业中少见的带有“手艺”气息的工业品，技术诀窍都是深藏在工艺之中。
那么，国外的传感器是如何发展的？
传感器强国主要有美国、日本、德国、英国、瑞士，也有散落在欧洲的一些国家。细究起来，主要是四种战术，将一个不起眼、不入眼、不声张的行业，整得风生水起。
八爪鱼八爪鱼，多条触角钻下去
很多传感器厂家，采用了集团跟随的战略，与更大体量的仪表或者电子公司相结合。反过来说，一些工业巨头的集团发展策略，对传感器采用了明显的品牌矩阵布局。它通过多品牌、多产品在不同领域交叉组合，从而形成了一种八爪章鱼术。
先说说美国电子测试工具公司福禄克Fluke。它是从丹纳赫集团分离出来，而丹纳赫也是一个并购狂人，在自动化、测量等领域有四十多个品牌，真是一个多子多孙的家庭。它以两个亮点取胜，一是丹纳赫的精益生产极有章法，可以说是日本丰田汽车最好的学生；另外一个则是它在2019年，为GE贡献了百年历史上第一个非GE内部提拔的CEO人选。有吞有吐，福禄克就是它撇出来的小巨人，2020年收入14亿美元，旗下有十个品牌。它将传感器跟测试工具紧密结合，形成了工业现场几乎离不开的各种手持测量仪表。
图1 福禄克八爪章鱼术
即使如此，福禄克也还是美国福迪威Fortive旗下的一个章鱼头而已。Fortive在2016年与丹纳赫集团分开，目前销售收入也有62亿美元。
一层控制一层，多个触角伸展在不同的行业。亦军亦民，亦横亦纵，亦整机亦零部件，美国制造业呈现了一种独特的形态，来控制工业食物链。通过集团化优势和多元化触角，就像是一只八爪章鱼，确保即使是在细分市场上只有几千万收入的子品牌依然能够生存。美国仪表厂商与传感器厂商之间，往往采用手心、手背的合体关系，传感器既可以为其他品牌供货，也可以同时确保自己在仪器仪表的核心竞争力。
八爪章鱼采用了两层供应链的防控方式。既有第一控链，如仪表：它能控制测量的入口，而且产值容易做大；又有第二控链，如传感器作为防守链。量大面广但体量甚小的传感器，在美国八爪章鱼的护卫方式下，获得了稳定的增长。一个中心，八面玲珑。八爪章鱼战术撑起了金字塔尖相对狭小的市场。
全球仪表收入排名Top10以内的美国阿美泰克，2021财年收入52亿美元（比2020年大涨20%，很拉风的一年），下面有十多个仪表与传感器品牌。其中的温度、压力、燃油、液位等传感器，可以用在商业航空、军事、工业领域。几乎所有的飞机发动机都会使用它的传感器。它专门有一个传感器、测试与校准部门STC。从这个部门的名字可以看出来，传感器首当其冲，但是，它跟测试等其它业务缠绕在一起。而这个部门，不过是阿美特克电子仪器集团的一部分。同样，它还有一个部门是测量与动力部门MPS，同样有传感器业务与之相匹配。
识别这样公司的业务逻辑，有时候是艰难的。它在去年分别完成了四笔收购，跟液位控制、软件人机界面和机器人自动化相关，而2021年底收购的英国Alphasense，则是面向空气质量传感器。Alphasense其实很小，年销售额只有2亿人民币。然而，这可是全球第二大电化学传感器。德国人喜欢“隐形冠军”的说法，其实很多传感器公司就是“微型冠军”，年收入在5亿元人民币之下。它们像是石头缝隙里面尖锐的牙齿，在确定的应用场景之下，它们独一无二。这就是传感器令人惊叹的生态。当然，它现在需要卖身给大的仪表厂家，这就是传感器的生存之道吧。全球第一的英国电化学传感器City，也委身于工业巨头霍尼韦尔。从而造就了传感器领域的八角章鱼术。这四个来自美国、加拿大、德国和英国的公司，分别被并入到机电一体化集团和和电子工业集团。可以看出，仪表集团也都是在世界版图里面找猎物，全球视野的收购。实际上，对于传感器众多偏门的小企业，全球化布局是最值得推荐的商业逻辑。
顺便说一句，这样的公司往往也都是国防军工的重度供应商。中国最近制裁的两家公司洛马和雷神，都是离不开阿美特克的。
同样全球最大的仪表公司美国赛默飞集团，则掌控了能有上百个品牌。国内任何一家高校，或者任何一家医药实验室，恐怕都不会看不到赛默飞的分析仪器。这需要多么复杂的管理，才能把如此众多的文化、产品、领域，结合在一起。这种集团化的八角章鱼，把一条条触手，牢牢地把握工业、科学的每一个领域。
糖葫芦串糖葫芦串，从头到尾串起来
由于传感器体量太小，而且深藏在仪表或者设备的内部，它很难了解工厂用户的需求，它自身的影响力也是微不足道。那就像是100页合同里面的一条备注，或者是名人画卷里的一个印渍而已。传感器是一个“前不着村、后不着店”的行业。它前面需要依靠芯片、材料、电子信号板的突破，后面则需要依靠仪表、工程集成商，最后才能到达用户。它自己的力量，是孤单无助的。
在这种情况下，面向终端用户的设备集成商，或者工程商，就起到了串联的作用。既做仪表，又做传感器，就是一条路径。
在高端的科学仪器，国外大企业虽然能够在高利润、但体量小回报少的领域长期耕耘。比如英国仪表巨头思百吉Spectris旗下的仕富梅Servomex，在高纯氧分析这样的细分领域就可以死磕下去。现在它独大了，安心地躺平赚钱。做这种行业，还真要心平气定。但是前后一体化的糖葫芦串，给了传感器休养生息的机会。
仪表跟传感器的关系最为明显，因为糖葫芦串最容易串起来。重庆川仪是国家三大三小唯一幸存的一家还能打的国营仪表公司。在化工压力仪表方面是国内的领跑者，它也在建立自己的传感器和芯片基地，就是向前端开拓。通过仪表作为采购方的优势，扶持传感器的发展。HP、佳能的MEMS传感器为什么二十年来一直处于全球Top20的位置？尽管并非是炙手可热的手机传感器的提供商，但是它们的喷墨打印机，采用了自家的MEMS传感器。这种一体化发展的需要，也确保了这些品牌在MEMS传感器的全球市场位置。
糖葫芦串的要义，就是上下腾挪，寻找产业链上的邻居。武汉敢为的红外传感器最近两年发展很快，跟早期在气体池的积累大有关系。气体池是红外传感器三大关键部件之一，加上光源和检测器，三个一结合就可以制造出红外传感器。把某个零部件做精做透，后续就有机会。这就像造车，要么先东拼西凑攒个车——就像吉利说的汽车就是一个沙发加上四个轮子，或者现在的电动车是一个大号手机躺在四个轮子上。通过整车占领市场后，再来造发动机。或者就是自己造发动机，做好之后，再往整车靠。或者向下串，或者向上串。在产业链条上，串来串去，传感器这棵树就活了。敢为就是先小后大的串串模式。而在气体分析独有建树的青岛崂应环境公司，则反过来串串。投资两亿盖厂房生产用量极小的传感器。只有掌握上游源头，才能在成本可控、技术可控。
在高保真耳机代工品牌一枝独秀的歌尔，在2020年销售收入达到了近600亿。看上去不错，但是它的前五名客户的销售额占比达到了80%，尤其是排名第一的大客户，将近50%。是的，就是苹果耳机。香甜的苹果，人人喜欢它；危险的苹果，人人害怕它。欧菲光借助于收购索尼电子的镜头和传感器技术，一举将手机镜头模组打入苹果供应链。三年时间，在2019年欧菲光的手机镜头模组的出货量问鼎行业第一，2020年总收入也逼近500亿，跟歌尔是一个体量。但在2021年3月，被苹果踢出供应链之后，身价一落千丈。2021年收入应该不会超过250亿，但亏损却预计为27个亿。欧菲光，成为“都亏光”。从人造小太阳到日薄西山，这种局面难免让供应链上的众生人人自危。寒蝉效应既出，歌尔作为苹果的第一贴身带刀侍卫，也应该早已明了这种危险的依赖。这也是歌尔一直寻求旗下的MEMS传感器子公司分拆出去的一个重要原因。它在2017年成立了歌尔微公司，主要做MEMS传感器，2020年收入为13亿，能排到全球第6的位置。独立出去，一方面是躲避风险，好兔三窟；另一方面也是借助当下MEMS传感器的好浪头，或许再次杀进科创板。有意思的是，歌尔微的分拆也是一波三折，它的业务范畴也在变化，体现了对市场风向的微妙把握。最早歌尔微的业务是“MEMS 麦克风、MEMS传感器、微系统模组”，而最新的口径，已经调整为“MEMS器件及微系统模组研制”，反而去掉了传感器，直接向半导体粘上去。背后总是有小聪明无数的高人。实际上，MEMS传感器来势汹涌，借助于半导体题材，在资本市场率先为传感器叩开大门。专门做MEMS传感器的敏芯，2021年收入为3亿元人民币，已经成功上市。这给很多传感器厂家带来新的热望，但这种单打独斗的模式，也将是一个漫长的苦旅。
从歌尔耳机，重庆川仪，向前拆分出传感器的方式来看，这种糖葫芦串的模式，对于当下的中国传感器发展，不失为一种直接借鉴的方式。河南汉威则更加前行一步，通过工程应用项目，来反哺传感器。它以工程应用做大市场，反向带动传感器基础研究。整体收入20多亿人民币，传感器也不过一两亿的收入，但这两种收入都是关键性的。一个决定了体量和养分，一个决定了核心价值。只有有了大体量的养分，才能在电化学传感器赛场上，逐渐取代全球第一和第二品牌的City和AlphaSense。这就是糖葫芦串的价值吧。有了更大的体量和传感器能力，打通技术、产品到市场，下一步才能走到八爪鱼道路，横向扩张。
当然，企业的体量也不能太大。像海康威视这样收入800多亿的巨无霸，赚钱太容易。传感器反而无足轻重。尽管它在视觉相机有一定的发展，都是硬件收入而已。它离挑战美国康耐视和日本基恩士方面，还差得太远太远。在它的八大创新业务中，智能家居（如智能锁）的萤石网络和海康机器人甚至打算走上上市的道路，但没有什么含金量，不过是背靠大山的中国卷而已。资本的诱惑，不太容得下这样追逐体量的公司，弯下身来为传感器花费巨资研发却只有小不点的营收。业绩，或许可以相信海康威视；但传感器这种高精尖的奇葩产品则很难依赖上。
车辐条车辐条，一根轴心多肩挑
要是没有了大集团在背后的依托，独立的传感器厂家该如何生存呢？像博世这样财大气粗的传感器厂家，看上去是独立的。但博世作为全球第一大汽车零部件厂商，和消费者电子传感器厂家，早已在汽车、手机、家电有着广泛的布局，芯片、传感器和电子零部件的一体化优势。这依然是糖葫芦串模式的尽兴表演，淋漓尽致。分析这样的公司，不能不看到这背后强大的协同效应。霍尼韦尔在工业流程自动化领域的霸主地位，也给它旗下的传感器带来了很多的荫庇。当然西门子是个例外。这个自动化巨头，似乎一直吃不透传感器的精髓。虽然有传感器与通讯部部门，但通讯能力强，传感器业务则一直萎靡不振。与此相关的是，它在仪表也像是打了瞌睡。传感器不行，仪表也别想好，分析仪器也心不在焉。西门子还真是中了一个魔咒。它在流程行业雄心勃勃的最后一次打击，就是流程自动化部门前两年被并入了数字化工厂，原来中国区两个太子之争，也以流程行业败给离散制造而终。与芯片、传感器无源，西门子或许也是有着历史根基的。当年西门子的半导体业务部门，也是独树一帜。1999年分拆了出去，于是成就了当前英飞凌芯片与传感器的英名。
最新的一个西门子放弃传感器的例子，是它在2020年7月，将瑞士富巴HUBA，出售给了智路资本。智路资本是中国制造业资本的传奇，它近期出资14亿美元收购韩国芯片厂商美格纳（可惜去年年底被美国否决）、中国台湾日月光封测的大陆工厂，甚至接手紫光集团，都呈现了回肠荡气的格局。对于中国制造的未来何处去，智路资产管理公司表现得如此具有前瞻性和定力。收购瑞士富巴是一个很好的牌局。它专注于压力测量技术的传感器芯片和传感器。2019财年收入也有7亿元人民币。当然，留在智路资本手里也只是过渡，找一个合适的仪表下家，对未来的富巴是一个更好的发展。
德国西克光电Sick，作为一个非常独立传感器业务的公司，给出了一条明晰的答案。德国是传感器强国，有多如牛毛的传感器厂家，大部分都是家族企业，或者就是乡镇企业。德国隐形冠军、微型冠军，很多都是乡镇企业。不知道为什么“乡镇企业”，如果换成“家族企业”，似乎立刻就变得历史浩荡、金粉铺身。
德国的西克传感器公司在2020年的收入为120亿人民币。它面对的行业，是如此广泛，以至于在不同的工厂、不同的机器、不同的物流仓储空间，都会看到它的身影。西克的产品线应该是流程、工厂和物流自动化里面最全的传感器，如果它再跟德国的恩德斯豪斯E+H的仪表结合起来，基本就能凑成全套了。
这意味着，一个传感器公司，一定需要覆盖多个行业，才能分摊基础研发成本。这要求对各个行业都有认识，其实也是最难的。但这正是很多小的传感器公司。瑞士奇石乐公司，也是独门心思只做传感器，2021年收入达到28亿元人民币。在汽车行业的动力性测试台、动力总成、轮胎测试等都离不开它的精确测量。实际上它有70%的收入来自汽车行业。与此同时，在航天、工业领域，都有它的尖端传感器。它在机床领域的高端传感器，几乎无人可以替代。六维力度的压电式传感器，用于机床切削力测试，一套需要六十万元。切削力不是标配 极少数会用。但这就是传感器强劲实力的象征。通过在不同领域，找到了似是而非的多种应用场景，奇石乐才能单单以传感器的业务，而滋润地活下来。
传感器这种向极限求生存的产业形态，呈现了一种与众不同的“微批量不经济” 的产品现象。许多产品只能用在很特殊的场合，但依然会有公司去研制它。这么小的量，投入研发肯定不划算。那么奇石乐等公司，为什么会开发出这种产品，它的收入能够补偿研发投入吗？
这是一种向底层技术纵深的技术向心力(点击进入文章）现象。对于奇石乐而言，无论是枪管爆炸压力，还是发动机缸体燃烧压力，或者是机床切削力，这些都是基于压电技术的延展应用。奇石乐传感器，正是通过“一根轴心多根辐条”的方式，突破底层技术，向周边进行扇形辐射，从而解决 “微批量不经济” 的现象。它可以从很小批量的传感器，稍加改动，切换到量大的传感器。天津宜科的高精度激光位移传感器，正是因为可以在汽车、物流等多种不同的场合，进而找到了有力的发展空间，一路向上。
这是一种横穿赛道的能力。传感器厂家要想活下来，就要学会这一点。
小记：阵型组织，不可落后
传感器的发展，目前看主要是三种模式在发挥作用。大户人家，搞得是八爪鱼模式的巨无霸集团；或者是糖葫芦串的模式，向一个行业的上下游纵深拓展；还有就是车辐条模式，利用同心技术覆盖多个行业。这是独具特色的领头羊企业，已经证明了这些模式是破解传感器独有产业堡垒的利器。而国内很多传感器，依然是在单个行业、单打独斗的拼杀。从国家振传感器的角度，也需要重新思考各种打法的组合。
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作者简介
林雪萍：北京联讯动力咨询有限公司总经理，天津大学精仪学院兼职教授
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