2 CTD 傳感器“卡脖子”的原因所在
盡管 CTD 傳感器國內市場有旺盛的需求，在過去的 20 年里，國家通過各類專項計劃已取得了多種科研成果, 但其成果未能實現產業化，現有國產 CTD 產品性能落后于國際水平，絕大部分市場被國外儀器占領。
國產海洋儀器生產的模式和能力距離產業化有很大的差距，生產周期長、效率低、成本高, 產品一致性、可靠性差, 競爭力低, 無法滿足市場快速發展, 特別是海洋安全對國產儀器的迫切需求, 這主要由以下幾點原因造成。
1) 長期以跟蹤仿制國外產品為主, 原始創新能力不足
習總書記指出要“持之以恒加強基礎研究”,“基礎研究是整個科學體系的源頭, 是所有技術問題的總開關”。海洋傳感器技術是海洋基礎研究的主要組成部分, 但一直以來我國對海洋傳感器測量的基礎研究不夠深入。
在 CTD傳感器技術中，傳感器研究和制造長期以國外技術、產品指標為跟蹤目標, 在傳感器的測量機理等基礎研究方面主要照抄國外, 缺乏系統深入地研究。
有些為完成科研項目驗收, 片面追求見效快,，特別是在對很多進口傳感器的測量原理、敏感探頭與電路的參數設計、數據處理方法等方面, 很多是知其然不知其所以然。
CTD 傳感器面臨的很多“卡脖子”技術問題，其根源是基礎理論研究跟不上, 源頭和底層的東西沒有搞清楚, 這些都制約著國產CTD 傳感器很難達到國外 CTD 傳感器的水平。
2) 傳感器關鍵材料、器件支撐配套能力欠缺
CTD 傳感器等典型海洋傳感器相對于工業傳感器而言, 生產批量小、應用范圍窄, 而對其穩定性、可靠性要求又特別高，研制見效周期長。
由于前期科研項目支持海洋傳感器基本都是對標國外產品進行短平快研究, 小批量的科研樣機研制難以創造出上下左右協同的創新生態。鮮有人或單位愿意沉下心來對海洋傳感器的高性能敏感材料、封裝材料等進行研究。從而導致現階段我國 CTD 傳感器關鍵材料、器件的配套能力不足,關鍵部件配套產品嚴重依賴進口, 傳感器并未實現 100%的國產化。
例如在 CTD 傳感器的壓力測量方面, 高精度壓力傳感器的壓電晶體、萬分之一精度石英諧振傳感器在國內仍未能實現自主生產, 一旦進口受限, 就會“卡”住我國海洋傳感器研制生產的“脖子”。
3) 對傳感器探頭制作工藝研究不夠重視
對國內科研機構和企業來說, CTD 傳感器結構和電路不難, 難的是傳感器部分尤其是敏感探頭的制備工藝。目前, 國內傳感器的生產工藝與專用工裝設備研制相對落后, 微機械加工技術和封裝技術不夠先進, 監測手段也尚待規范。這些工藝上的不穩定因素造成傳感器性能分散、穩定性差。
現階段傳感器批量制作, 不是靠工藝保證，而是靠后期篩選分檔，由此造成生產周期長、成品率低, 成本急劇上升, 企業不敢投資。由于批產工藝的穩定性和可靠性沒有得到根本解決, 限制了國產傳感器應用領域和產業的發展。
4) 尚未構建國際一流的海洋傳感器測試體系
我國海洋傳感器研發投入上一直存在“重研究、輕測試”的情況, 這并不符合海洋儀器海試投入大、風險高、實施困難的特點, 因此, 僅靠研發單位自主投入, 難以實現對大批量、多批次的國產傳感器進行反復測試驗證, 有效評測生產定型狀態, 產品的長期穩定性和可靠性難以準確評價和持續改善, 導致始終無法跳出一個怪圈: 由于缺少支撐國產傳感器研發、產品化和產品定型的公益性試驗平臺, 致使國產傳感器缺少實戰機會，導致用戶在產品應用時對產品質量可靠性信心不足, 而應用不足又無法有效提升質量和可靠性。
在水下無人系統中, 以 CTD 傳感器為例, 我國的典型產品如可用于 Argo 浮標、AUV、UUV、潛水器、ROV、ARV 及水下滑翔機等水下無人自主移動平臺連續剖面觀測的 OST4X 系列 CTD 剖面測量儀的技術指標已達到國際先進水平, 如表 1 所示。但由于缺乏長期、嚴格的與國際接軌的檢定、測試和現場驗證體系看，其穩定性和可靠性與國外產品還有相當的差距, 用戶信任度不夠, 市場競爭長期處于劣勢。
5) 未能形成研產用有機結合相互促進的循環機制
海洋傳感器技術研究終要走向產品化、產業化才能擺脫對國外的依賴, 真正實現關鍵核心技術自主可控。但是由于科技體制和成果轉化機制的原因, 造成了海洋傳感器研、產、用相脫節。
早期的海洋傳感器研究單位主要集中在大學和研究所, 這些研究單位更關注于科研項目的完成，做到正樣機研制階段的并不多, 利用自身條件進行批量化生產和應用的更是少之又少, 無法形成批量生產能力, 即使少數進行批量生產后, 其儀器質量、可靠性、穩定性、生產周期和服務等也都無法得到保證。
而近年來新興的海洋傳感器小微企業, 因為其得到政府政策、資金、項目的支持有限, 加上前期投資大、市場容量小、收益周期長等特點, 導致其研發能力偏弱, 只能進行機械仿制, 企業生存較為困難。
再加上業務單位對國產產品缺乏全面客觀的認識，無法對其性能樹立足夠信心, 從而形成優先采購進口裝備的行業慣性。
3 國產 CTD 傳感器自主創新和產業發展之路
冰凍三尺非一日之寒, 對于長期未解決的CTD 傳感器“卡脖子”的狀況, 需用猛力去破解。
3.1 面向需求, 立足自主創新
一直以來, 在 CTD 傳感器研究方面我國長期以跟蹤仿制為主, 鮮有原理、技術、材料和工藝方面的創新。而實際上由于我國在工業制造、微加工、敏感材料等基礎領域方面與歐美國家存在的差距, 導致機械地仿制進口傳感器方案, 無法獲取其高水平的真正精髓之所在, 也致使國內傳感器研究的技術水平和產品的性能和可靠性長期落后于先進國家, 在競爭中處于劣勢。
未來的海洋監測需要 CTD 傳感器具備用得住、測得準、易集成的特點, 這就對傳感器的能耗、體積、長期穩定性、免維護、自校準和平臺適應性等方面提出了更高的要求。
從這個角度而言, 進口傳感器也不是萬能的, 其中很多也不適用于國內的實際需求, 尤其是未來海洋監測的需求, 很多“西洋貨”在中國的海洋環境中也會“水土不服”。
特別是在當今國際復雜局勢的大背景下，更應當緊密圍繞我國在海洋經濟高質量發展、海洋生態文明建設、海洋科學研究和海洋國防建設等方面的實際需求，真正立足于自主創新, 樹立自立自強的國產傳感器品牌, 讓進口儀器“走下神壇”。
