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!

LG笔记本新专利浮出水面:键盘两侧都有功能触控板

近日,LG笔记本电脑的一项新专利在世界知识产权组织(WIPO)门户网站上浮出水面。

MySmartPrice最先发现了这款概念笔记本电脑,其键盘比我们在传统笔记本电脑上发现的键盘要小得多。但是,键盘两侧都有显示器。

根据LG的专利申请文件,该显示器提供触摸功能,并能够执行多项任务,其中明确写道:“该设计是一种笔记本电脑,在键盘的两侧都有功能触控板;显示主题设计上的触控板被转换为数字小键盘和可以调节音量、屏幕亮度等的功能板;功能触控板上的字母、数字和图标以及虚线,表明该产品的部分不构成要求保护设计的一部分。”

简单来说,键盘两侧的触控板都是多功能的,右边的可以用作触控板,也可以兼作数字键盘,而左边的可以用来进行各种控制,比如调整笔记本电脑的亮度和音量水平,以及许多其他功能。

然而,我们预计这些触控屏的功能将是可定制的,这将提供巨大的生产力潜力。

#如何简单装修大学宿舍#
首先,抵制贴纸海报。抵制各种半永久挂钩。尤其是那种留的胶印的。你贴多起劲,你后辈清理起来就多费劲。
另外,正义的装修不好看是不可以的。只是把一些东西无组织地弄到一起,那不叫装修。
不算吉它和电脑,费用大概是1000元,
第一步,确定色调。
色调要柔和顺眼,一般来说,黄系和蓝系的互补。红系和绿系的互补,然后具体颜色需要降饱和度、降明度。黑白灰棕等等配啥都很好看。我是这样确定色调的。
这使我常用的几样物件,改装后需要放置,所以我可以根据它们提取一个简易色卡。
包是灰色黑色,吉他是棕褐和原木色,滑板,又灰又黑有又原木色。
所以基本定下来:棕褐和青灰互补,低饱和和明度得米色和灰色,还有黑色做铺陈,这样子去选怎么不会弄成死亡色调。
一旦确定,那么所有物件都最好能满足配色需求。大至床帘,小至垃圾桶垃圾袋和拖鞋,颜色强迫至协调。
第二步,确定材质。
根据颜色,我选择的是麻布,麻绳,纸绳,素色的织布,棉布物件,木纹贴纸。纹理除木纹,和地毯一律经纬纹
经纬纹麻布背景
桌面铺上灰青的桌布,记得铺软玻璃方便清洁
黑酸枝木纹贴纸,贴门柜
米色贴纸与黑板和软木板呼应
收纳盒用灰色棉布
灰毛地毯和灰色棉布衣篮
第三,布置细节
宿舍都是难看的,当然也没有钱和耐心解决不了的问题。
桌子破
墙面脏
柜子乱
光线差
方法:清洁,用克林擦将能擦掉的污渍去掉,还有神器钢尺。
遮盖,擦不掉就遮住。
宿舍桌和墙之间有个十厘米的缝,我选择将麻布用U胶粘在上沿。一定要保证粘结实了。麻布质感好,很大一块可以diy,比软木板好看多了。如果和墙面没有间隔,则要考虑电源接头的预留,和粘贴点(千万别贴墙上。)
我用麻布将空档覆盖后,在麻布上放了挂钩(普通粘钩的挂钩拆下来戳到麻布里即可),用麻绳做了一些图案。另外,我用木纹墙纸贴了衣柜正面,并用米色墙纸贴了靠桌的衣柜侧面。衣柜侧面钉上了两块小黑板,弄上一点矫情的东西你们懂的,也可以当作备忘簿。桌面上放了麻布花瓶和干花(相比于活的植物,干花要实用得多)
只将高级灰调的书放上台,其余的装在两侧的麻布收纳盒里。
床板底下很难看么?用麻绳在床底上绕八字,之后可以在上面挂东西。买了桦树枝干和洛神花球。自己用纸绳吊起来。
椅子买了个爆款,坐着不是很舒服。。。
椅子和地毯,有地毯可以光脚就比较爽。
伪吉他爱好者
请备好卷尺和卡尺,仔细测量桌柜尺寸,挑选并购买大小合适的物件。桌布什么的都好说,收纳盒尺寸一定要合适,(换退货浪费了我很多钱)
灰色收纳盒,各种零散物件,日用品衣服鞋袜统统能放。快递里包装的纸盒子,拿来做小号收纳盒。水瓶和纸巾盒被我用黑色纸绳diy了,纸巾盒顺便做了一个纳线盒。
床帘。我不建议买那些花里胡哨的。但是网上基本都是花里胡哨。当初找不到合适的素布花色,突然发现一款巴黎铁塔纹案的窗帘,它的内胆的颜色是青色的。倒是正适合,买回来反套,十分机智。
床帘里面我还套了一层拉链蚊帐,完全屏蔽蚊虫。这款蚊帐的内部还有一块遮光布,实用但很丑。外部装上床帘,里外两层遮光,大中午都黑漆漆,夏天嫌热可以将遮光布收起来。
比一下对床,私人空间。
diy的原因不是省钱是好玩,除了水杯和纸巾盒,我还做了一个干花瓶,方法参照麻绳灯做法。
最好别diy灯,电器比较危险,会出事故。不要搞一些串串灯,难看得很。说到这个,我老是觉得,一些姑娘家喜欢均匀地在桌子铺陈各种东西,外加贴一堆乱七八糟的玩意儿,总之,把自己的桌子摆的到处都是东西,然后收拾齐了。最后欺骗自己:几天以后依旧会是这么整齐。
还有,你们不用擦桌子的么→_→。为了方便擦桌子,我在桌布上面铺了一层玻璃布。隔几天擦一擦。很方便。桌布和玻璃布都是我测量了桌面尺寸后淘宝定制的。
衣柜和抽屉里的收纳一定要做好。
别买容易发烫的便宜货
有异味的要通风散气味
差不多就这些干货了。
有阳台的可以养植物,养植物好
最终效果
自费1k不到,个人觉得装成这样很实惠了。
大抵如下椅子100+,软玻璃桌布100+,灯50+,两种墙纸总共100左右,收纳盒100+,干花和花瓶100+,脏衣篮100左右,地毯80,蚊帐加床帘200+。。分几次购入。
咋说呢,量力而行吧。不算植物和架子不是很贵。。。比起正规的家庭装修,便宜得去了。
最后再分享一些经验。
宿舍勤扫勤拖,定期擦遍桌柜,每天清理厕所,倒垃圾。一周洗一次床上用品,清理地毯,一个学期给自己的键盘除除灰。说实话,我觉得做到上述比装修宿舍靠谱多了。。。
没有人是为了上网上装逼才装修宿舍的,住着开心最重要。我觉得生活最有仪式感的地方在于,把个人环境打点好,照顾好自己的同时少别给舍友添麻烦。在此之外有闲钱闲力,去尝试装饰才能是锦上添花。在装修之前,对自己的生活态度定个性,你们不要看别人装修很好看很好玩就去折腾宿舍,如果这样,你钱可能是白花的。


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