启泰“传感中国芯”的湖南担当

——解读中国首条压力传感芯片量产线背后的故事

■ 李 治

(刊载于《湖南日报》2021年12月1日10版)
#中国科技##传感器#
不久前,在国家智能传感器创新中心等单位主办的第二届中国智能传感大会上,湖南启泰传感科技有限公司(简称:“启泰公司”或“启泰”)被评为“2021感知领航年度杰出创新企业(成长型企业组,全国总共三家)”,公司董事长兼总经理王国秋被评为“2021感知领航八大标杆人物之一”。作为唯一代表,为湖南捧回行业盛会的最高荣誉。

传感器是物联网、大数据、人工智能、智能制造等新一代信息技术的感知基础和数据来源,已经成为推动数字经济转型升级与高质量发展的关键基础与重要引擎。

从人类社会发展趋势表明,传感器的需求量将随着经济和科技进步而水涨船高。《第三次工业革命》和《零边际成本社会》作者杰里米·里夫金甚至曾大胆猜想,“2030 年,全球应用的传感器数量将从 2013 年的 35 亿个突飞猛进到超过 100 万亿个,人与自然环境通过传感器紧密相连。”

近些年来,随着国际产业竞争格局的变化,全球万亿级传感器产业格局重新洗牌。这为智能传感器国产化带来新的挑战与机遇。

制造业正朝着数字化、智能化的方向转型,传感器的大量使用将是传统制造业实现高质量发展的必然选择,这为传感器企业的发展提供了前所未有的机会。

王国秋介绍,在工业控制、石油石化、采油炼油、航空航天、城市管网监测、工程机械、汽车等领域,压力传感器使用非常广泛。如一辆传统燃油汽车上面,压力传感器超过20颗。在未来发展中,压力传感器会趋向微型化、内置化、数字化、网络化方向发展。

产业竞争为传感器打开巨大的市场机会,正是检验企业技术真功夫的关键时刻。

“我不能说启泰的产品超过了欧美国家,但至少不会逊色。”启泰公司所在的长沙是工程机械之都,全球50强中,有4家在此地。

长沙工程机械产业规模全国第一,但液压传感器作为关键零部件还长期依赖进口。两年前,启泰量产线通线,长沙乃至全国工程机械产业的液压传感器配套需求均可实现自主可控。

经过对产品的严格筛查,启泰公司今年已是本土三一集团、中联重科、山河智能等工程机械巨头的合格供应商。

沈阳国仪检测技术有限公司等业内权威机构的抽查检测结果表明,由工程机械类客户单位送检的启泰传感器,各项指标均达到优良水平。大部分指标甚至高于国外一流企业的产品。

王国秋提到一件趣事,一家企业在对启泰公司产品的反复测试中,发现其各项性能指标好得超乎预期。怀疑启泰特意挑好的送检。有一次搞了个突然袭击,派人直接上门,找到库房挑了一些刚出产的产品去测试。结果发现,性能指标和之前的测试完全一致。

【自主可控】 传感器虽小作用大

在我国民用市场完全空白的金属基MEMS压敏芯片领域翩翩起舞,开启自主可控的全新技术时代,启泰公司凭什么这么牛?其技术产业化的价值到底有多大?

早些年,我国对传感器的发展有很大的争议。很多人认为传感器非常重要,需要国家加大力度来支持。但也有一种声音说,传感器单体价值不高,发展起来非常难,中国没有必要去做,用国际上现成的产品就好。美其名曰,产业分工。

王国秋介绍,我国自己能够生产的传感器敏感芯片占据份额不到10%。比如压敏金属基芯片,国产率不到0.5%。国内民品市场国产芯片,在启泰量产之前,颗粒无收。

“没有传感器,什么设备的能力都发挥不出来。所以传感器单个价值不大,但作用巨大。” 王国秋说,我国去年起加大对传感器研发的支持力度。但这种支持多从研究型出发,忽略了产业型。而产业化主要靠各种设备、工艺来保障。如果在特种工艺和设备上没有投入的话,产业化不可能有结果。

王国秋说,传感器敏感芯片生产线不像一般的集成电路产线那样具有通用性,一条传感器敏感芯片线,往往只能做很少种类的产品。比如说做温度传感器的产线不能做压力传感器,反之亦然。

“尽管单条线3到5亿元的投资看起来不大,但是由于传感器的种类太多,要把这两三万种传感器敏感芯片都做全,这个投资也是一个巨大的数额。”王国秋表示,传感器敏感芯片短期内完全自主可控有困难,有些传感器芯片不花10-20年时间是做不好的。

创新不是空喊口号,没有速成法,不经过长期积累是无法创新的。

基于科学预见和科学家情怀,启泰在压力传感器产业化这条道路进行了长期的艰辛探索。

启泰作为一个民营企业,在国家早期没有一分钱的投入下,在这个“高技术门槛、高资金门槛、高人才门槛”的微机电领域,以不管企业是否实现盈利,也一定要研发出“传感中国芯”,在产品价格与质量上与国外竞争的目标。凭借着满腔热诚和湖南人“吃得苦、霸得蛮、耐得烦”的秉性,王国秋最终坚持了下来。

在“十四五”开局之年,国家已将微机电系统作为集成电路的特色工艺纳入到了“十四五”前沿攻关技术领域,“传感中国芯”真正迎来了发展的春天。

【研发历程】 这把剑磨了十五年

压力传感器的核心技术是敏感芯片,从相关技术的研发到量产,王国秋这把剑磨了15年。

王国秋是从事“中国芯”较早的一批科研人员。早年在国防科技大学工作,后任湖南师范大学数学与统计学院教授、博士生导师。曾获得全军科技进步一等奖和二等奖,主持过4项国家级集成电路项目,湖南省政府曾给其记一等功。

2006年,王国秋研究重心转向应用广泛的压敏芯片和传感器,并决定走产业化道路。但是,压敏芯片的研制难度远超王国秋的预料。实验数不胜数,纽扣般大小的基底材料一箩筐、一箩筐的被烧坏。仅从2019年通线开始,调试工艺和设备用的芯片就消耗了1.9万颗。

但他的投入几近痴迷,这些年心无旁骛,没有做过其他投资。别说不赚快钱做房地产,连自己的住房都一直没有买,股票从没开过户。

研发是有风险的,因为一旦卡在一个环节上过不去,意味着前面的所有投入都白费。

面对各种困境,王国秋也有过几近崩溃、差点放弃的时刻,“要买材料、买设备、做实验,200万元很快就没了,还欠下了一屁股债,过年都有人上门讨债。还好,最终挺过来了。”

2013年,符合国际主流技术的压敏芯片关键技术终于破冰。这不是简单地重复国外的技术,而是一场颠覆性原创,研发了全新的功能材料和电路布局。

2016年开始建量产中试线,2019年,启泰的一条规范的高标准金属基压敏芯片生产线建成,从材料、核心技术、关键工艺和设备,到厂房的设计、芯片检测、封装均由启泰团队自主完成。

这是国内第一条量产线,也是目前唯一的一条。

自此,启泰攻克了“传感中国芯”生产全流程的难题,填补了我国规模化生产线的空白。

长沙市工程机械协会常务副会长兼秘书长吴京生说,启泰生产的芯片,是中国目前很少几类能与国际先进同类芯片相PK的芯片产品,是真正填补市场空白的具有核心竞争力的技术产品。

通线的喜悦实在是太短暂。还没有来得及好好休息一下,意料之中的“拦路虎”很快又出现了。芯片产线最麻烦的是良率、产能双爬坡,启泰生产线的第一批下线产品合格率不到20%。于是,启泰人开始了艰苦的良率爬坡。

所谓的良率爬坡,就是攻克产线里几十套生产工艺,任何一套工艺没有攻克,生产就会在这个环节停摆。例如,在光刻环节,由于进口的光刻胶不适合金属基底,启泰人硬是“跨界”配置出了自己的光刻胶,定制出了自己的光刻机。没有专用光刻机,生产效率是不可能提升的,产品的品质更无法保证。在产线建设中,由于芯片的基底不是硅材,由此导致传统的设备失效,这样的学费交了许多。如研磨机也是由国内知名厂商定制的,但它达不到对粗糙度的要求,第一台研磨机就交了学费。

又是一年半时间的努力,在产线上喂了1.9万颗基底,启泰产品现在的良率终于稳定在95%上下。

“在这个行业里面,95%良率是目前的天花板了。”王国秋自豪地说。

产能爬坡也在同步进行。启泰第一条线的设计产能是每年600万颗。目前正在根据市场的需求,逐步释放产能。

不久的将来,启泰首条线每年可生产600万颗金属基压敏芯片和数百万支传感器,年产值可达10亿元。

【湖南力量】 “三个高地”生力军

11月28日上午,中国共产党湖南省第十二次代表大会在省人民会堂胜利闭幕。

在全面落实“三高四新”战略定位和使命任务,为全面建设富强民主文明和谐美丽的社会主义现代化新湖南而努力奋斗的历史号角声中,启泰正加快启动第二条生产线的建设。产品专门针对新能源汽车,年产值将达到50亿元,可填补我国汽车传感器这类芯片领域产线的空白。

今年的省政府工作报告明确提出,要重点抓好十大技术攻关项目。其中列出的“湘潭大学碳基生物等先进传感器件项目”提到,湘潭大学、启泰传感等正在研制的传感器,突破碳基场效应晶体管传感器和我国工程机械、汽车产业液压装备发展的高性能压力传感器关键瓶颈技术,实现液压装备金属基薄膜压力传感器芯片产业化,建设液压装备压力传感器封装生产线,实现进口替代,提升我省工程机械关键核心零部件配套能力。

不久前,建设银行给予启泰传感授信1.39亿元,第一笔款项8000万元已到账。这些资金主要用于芯片产能的建设上。

建行浏阳支行行长章卓说,建行以服务全省全面落实“三高四新”战略定位和使命任务、增强服务国家建设能力为己任,今年以来,通过“五大行动”已对重点高科技型企业实现了走访的全覆盖。“对湖南十大攻关项目启泰的支持,得益于省行浓厚的创新氛围和创新实力。在省行直接指导下,我们通过产品创新,克服了公司处于初创期在融资上的系列限制,成功实现授信,这在金融支持科技企业发展上有较强的示范意义。基于启泰在传感器领域的核心地位,我们会长期合作而不仅仅是微风拂面式的短期支持。”

11月中旬,中国安全应急产业大会创投交易会发布项目评审结果,启泰公司“智慧消防物联网监测系统”入选为50大优秀项目之一,项目的核心支撑点就是启泰芯片在低压领域的重大突破。在国际上,这类芯片的最低测压只能到1MPa。而启泰芯片的最低测压可以到0.2MPa,将测量能力下探了两个数量级。

此前,长沙银行对启泰的预授信高达20亿元,积极支持启泰传感进军智慧消防领域。

今年5月29日,湖南省传感器产业促进会第一次会员大会在长沙召开,王国秋当选第一届会长。

湖南省传感器产业促进会的成立,是传感器产业发展的一座里程碑。

在启泰等行业龙头企业带动下,促进会将加快传感器关键核心技术攻关,攻克关键技术,发挥传感器产业促进会引领、规范、协调、服务的重大作用,未来将引导全省人工智能与传感器产业快速健康发展,助力湖南省打造成为传感器产业强省,为建设现代化新湖南贡献力量。

“传感器核心是敏感芯片,在相当长的时间内敏感芯片还是我国的短板。”展望未来,王国秋表示将继续攻坚克难,为我国制造业屹立于世界民族之林,为湖南全面落实“三高四新”战略定位和使命任务,作出新的应有贡献!

据报道,A股又有一项新纪录诞生了,那就是年度总成交额刷新历史新高。只是,A股股民的收益率是多少?现在的指数是多少?至少这些是A股市场的散户感知度最敏感的数据,肉眼可见,没法自豪的说!真要深究,可能泪水比欢乐多!上述记录的刷新,可能更多的是监管层和宏观数据管理者乐于看到的,还有财政部。监管层看到了成就,财政部多收了印花税,至于散户嘛,该干嘛干嘛去,就不凑这个热闹了。

#早起见证美好[超话]##时奕的早安日记#

2021年这一年里,我收到了很多的评价与反馈,有意思的是,这些评价与反馈出现了两种不一致的声音

一种声音是说:“时奕,你成长得太快了,从焦虑、迷茫、没有方向到成为咨询师,成为自由职业者……”

另一种声音是说:“时奕,你成长得有点慢,但很稳,一直稳稳地专注于做自己的事情……”

明明是同一个人,做着相同的事情,为什么大家会有不一样的评价呢?

后来,通过探究分析,我发现了可能造成这种差异化评价的两个原因:

* 每个人对于成长周期的阈值的期待是不一样的

* 每个人对于成长历程的感受程度是不一样的

在我们过往的生活经历里,我们会形成不同的思维模式以及不同的时间感知

那些觉得我成长快的人在于:他们觉得人的成长周期要很长,至少3-5年,甚至更长的时间周期

而我从最初的苦痛挣扎到自我觉醒,再到目前的状态加在一起,也才不过3年的时间,从找到目标到初有成效也才不过1年的时间

而且他们往往没有深度参与我的成长过程,只是某一天,忽然发现,我发生了变化,成为了现在的样子

但并不知道,这个改变的具体过程以及我是如何一步步成为现在的样子的

而那些觉得我成长慢的人在于:通过与他人的结果对比,通过快速迭代的市场环境,我的这种成长速度不算快,有些人3个月、半年等,都能做出比我更优秀的成绩

但他们是深度参与了我的成长过程,知道我从那个苦痛焦虑的状态走到现在,做了哪些事,看了哪些书,采取了哪些行动,积攒了怎样的能量,这一步步是怎么过来的

所以,每个人都有自己的成长周期,也会有各种声音告诉你,你的步伐、你的频率是否正确

但他们都只是基于自身的认知范围与生活阅历给出的参考意见

你能做的就是保护你的大脑,保持自己的节奏,清晰地知道自己的远方在哪里,然后朝着那里不停走

快慢都只是外界的声音,最重要的是,在这个追逐成长的过程中,你的内心是否笃定,是否自洽,是否敞亮,是否快乐

而这些都是他人看不见的东西,但却是你内心最真实的投射,也是你成长路上源源不断的能量来源

所以,不用按照统一的步调去成长,因为你本来就很特别!

祝你今天快乐,既让自己快乐,也给身边的人带来快乐[爱心]

https://t.cn/A6xkKIVe 《早起见证美好年度分享合集》。


发布     👍 0 举报 写留言 🖊   
✋热门推荐
  • 水逆到没有思考能力没有感情波动我只觉得我心里好像十分难过/看大家转专业都成了 我只是表面很平静/最近眼冒金星眼睛无法聚焦✨/身体好像没经过我得允许给自己放假了/
  • 美好的早晨与你相见:大家 早上好!‍‍‍今天是2020年6月16日,星期二 ,农历闰四月初廿六  ;沈阳今天天气:晴    南风   3~4级转3级   ;气温
  • I like this stove. I like it very much! Sometimes in the cooking process, can no
  • #每日一善[超话]#[心][心][心]#公益# 国家兴亡,匹夫有责;为中华之崛起而读书;空谈误国,实干兴邦;少年强则火强,少年智则国智;忧劳可以兴国,逸豫可以
  • 5月11日,维密官博在社交平台官宣了5个女星时尚大片,配文:维密携手杨幂、何穗、陈漫、杨天、赵小棠支持生活中的每一个人,忠于自己的内心,探索与表达自己的无限可能
  • 【在土耳其西部发现了罗马时代的修道院和镶嵌画】 在土耳其西部伊兹密尔省的Aliağa区进行的非法发掘项目中,两名嫌疑人发现了一座建于罗马时期的修道院和一幅有近
  • 河南心理咨询:情绪不要控制,只需感受 #情绪# #情绪管理# #心理学# #河南# #郑州# 01 情绪,永远是我们生活中无法避免的一大主题。 当负面情绪来
  • ” 杨秀梅叹了一口气,也坐了下来,“那个孩子,哦不,已经不算是孩子了,第一次见我就觉得他不是那种踏实的人,可是小梢固执,随他爸,非要和家里因为他闹翻了。 罗襦
  • 联系电话:18600498569✨好多要交的东西比如笔记什么的 本质不是抄书就是抄PPT比如不会的题什么的 本质就是抄百度就很无奈是真的一点也不愿意自己动手抄不
  • 今天刷完抖音,回顾了13年前一个个揪心的场景,我想,继续留在这里的人,一定是想好好的守着自己逝去的亲人吧………#汶川地震十三周年#我知道,那朵最美丽的花,一定是
  • 目前龙某已被取保候审,案件在进一步办理中。视踏上秦淮这片繁华之地为莫大的荣耀!#龙城茶座[超话]#【疫情期间“内鬼”进厂伸贼手,常州警方8小时内将其抓获】  9
  • #禅理智慧#正月十五 祖天师圣诞 祖天师宝诰释义 1、祖天师宝诰:祖天师,即第一代天师张道陵。东汉沛国丰邑(今江苏丰县)人,汉留候子房八世孙。建武十年正月十
  • 如何加入GOS国金公链,专注于服务*国实体产业,是一套用于区块链分布式应用开发的,具有自主知识产权的生态级区块链公链系统,国金公链采用一种全新的区块链体系架构,
  • 来自我云南合伙人的表白✨她是我非常欣赏的合伙人,原微商转型旅游,现在是一手事业一手带娃的时尚辣妈。晚上刷圈看到她的这篇文案,个人觉得优秀的人没有谁跟谁干,大家都
  • 成都49中事件的最新进展,水落石出的时候快要到了
  • 书是2002年公映的时候我妈买的20年后影院再见临时起意来南普陀拜拜坐车时遇到一个提着重物的老奶奶刚好同站上车下车于是帮她提东西上下车老人家告诉我今天是观音菩萨
  • 韓翃之柳,崔護之花,漢宮之流葉,蜀女之飄梧,令後世有情之人諮嗟想慕,讬之語言,寄之歌詠;而奴無崑崙,客無黃衫,知己無押衙,同志無虞侯,則雖盟在海棠,終是陌路蕭郎
  • 数据中心用电平均每度0.35元,工业用电平均每度0.54元,商业用电平均每度0.57元……能源足、电价低已成为贵阳贵安发展的特色优势,为众多产业发展提供了重要支
  • 高效补水,高效修复说的就是它!高效补水,高效修复说的就是它!
  • #黄子韬[超话]# #黄子韬美克家居代言人# #黄子韬清唱越界# #黄子韬公益正能量# ✨#越界-YKYBtao-黄子韬-1[音乐]#✨哎……昨天去医院体检