嫦娥五号或找到月球有“本地水”证据
目前关于月表水的来源，普遍认为有3种可能。第一种是外来说，即由太阳风和陨石带来的，这是因为从遥感数据和月球样品分析数据来看，月壤表层的水（羟基）含量比深层要高；第二种是内生说，即水是月球内部排放出来的，这是固体岩石行星水来源的最通常情况；第三种则认为月球上的水是由彗星类天体从太阳系外缘带来的天然水。
近日，嫦娥五号首次获得月表原位探测数据，科研人员进行数据分析得出，嫦娥五号采样区的水含量在120ppm（百万分之一）以下，而岩石中的水含量约为180ppm。相关研究成果1月8日在线发表于《科学·进展》期刊。
“这相当于1吨月壤中大约含有120克水，1吨岩石中大约含有180克水。”论文第一作者、中国科学院地质与地球物理研究所副研究员林红磊解释道。
“月球存在水的事实，已经被多次‘实锤’了。”嫦娥五号钻取子系统飞控专家组成员、中国地质大学教授肖龙在接受科技日报记者采访时表示。
半个多世纪以来，科学家研究过月壤样品，还采用雷达、中子谱仪、光谱仪等探测设备，从月球轨道进行遥感探测，数次发现月球上“水”的芳踪。唯独没有在“月表原位”（即月球表面）近距离探测水的信号。
此次最新发现不禁令人好奇，月表原位探测到水意味着什么？科学家是如何确定水含量的？月球上的水是否存在利用价值？
用光谱仪在月球表面“找水”
肖龙说，此前科学家曾在100—200千米高度的月球轨道上，探测到了月球存在水或羟基的信号。此外，从以往的月球样品中，也检测到了羟基或水的信号。
“嫦娥五号则是在月表原位靠近采集样品的位置探测到水的。”肖龙指出，这次科学家是从嫦娥五号携带的月球矿物光谱分析仪的光谱谱线信号中，检测到羟基位置有响应，再根据信号特征估算出了可能的羟基或水含量。
肖龙表示，探测月球水含量的最好办法，还是对采样区的样品进行实验室检测。他说：“国内很多单位都申请到了月球样品，估计这一问题很快就会有更为令人信服的答案。”
月球矿物光谱分析仪的观测对象，是采样区2米见方的月壤和一块没有带回来的岩石。
光谱仪靠发现羟基或者水分子的明显吸收特征来探测水。深圳大学教授黄少鹏解释道，光是一种电磁波，科学家可以通过光谱仪，测量月壤或岩石对不同波段电磁波辐射的反射或吸收能力的强弱，再对获得的数据进行处理，确定被测对象的光谱曲线特征，再确定其含水量的多少。
黄少鹏打了个比方，从光谱曲线中检测羟基和水，就如公安干警通过指纹比对确定嫌犯一样。要想知道月球上有没有水，就要看光谱曲线上那些具有特征指示意义的波段是否缺失，光谱曲线中与水对应的波段缺失越严重，说明被测量物体的水含量越多。
“通过分析观测数据中3微米左右的光谱特征，就可以判断月表是否有水，并获得大致的水含量。”嫦娥五号光谱仪设计者、中国科学院上海技术物理研究所研究员何志平说。
“嫦娥五号是目前唯一一个既带回了样品又获取到月表原位光谱数据的探测器。”林红磊表示，其带回的样品能够详细地分析水在月壤颗粒中的分布以及存在形式，并可利用同位素示踪其来源；获得的原位光谱数据则可以与轨道遥感数据结合，研究月表水的全球性分布和时间变化特征。
月球水的三个可能来源
嫦娥五号探测到的水是从哪来的呢？研究人员结合样品分析认为，月壤中的水绝大部分来自太阳风。“太阳风里有很多氢。当太阳风轰击到月面，其中的氢与月壤里的氧结合形成了羟基或者水分子。”论文通讯作者之一、中国科学院地质与地球物理研究所研究员林杨挺说。
肖龙也认为，太阳风是月球水的可能来源之一。他解释道，水的形成需要氢和氧，原始月壤中氢的含量极低，且大量的氧存在于月球矿物中，这不利于直接形成水。但是太阳风中主要是氢，“当这些氢注入月壤中时，就可能与月球矿物中的氧结合形成水或羟基”。
“另外还有一种可能，就是彗星带来了水。”肖龙解释说，彗星中含有大量的水冰，当其撞击月面后，绝大部分水冰都蒸发逃逸了，但还有一部分可能混入月壤中，保存了下来。
“当然也不排除原始月壤中就含有部分的水。”肖龙补充道，前人对阿波罗月球样品进行了大量的研究，在一些矿物中发现了少量的水，它们可能是来自月球内部原始的水，只不过含量极低。
目前关于月表水的来源，普遍认为有3种可能。中国科学院国家天文台研究员平劲松总结，第一种是外来说，即由太阳风和陨石带来的，这是因为从遥感数据和月球样品分析数据来看，月壤表层的水（羟基）含量比深层要高；第二种是内生说，即水是月球内部排放出来的，这是固体岩石行星水来源的最通常情况；第三种则认为月球上的水是由彗星类天体从太阳系外缘带来的天然水。
相比月壤120ppm的水含量，岩石中的水含量为180ppm。那么岩石比月壤多出来的水，又来自哪里？研究人员推测，多出来的水可能是月球内部的水。
黄少鹏也认为，多出来的水可能来自月球内部。这是因为上述文章报告的测量对象，是一块由于陨石撞击挖掘溅射出来的岩石，形成于月球深部，而且这块岩石上有疑似喷气孔，它的含水量比其周边的月壤高，这就为月表水的内生说提供了有力证据。
此项研究成果意义非凡
证实月球上存在水，并估算水的具体含量，对于建设“月球科研站”等至关重要。那么这次发现的水，可以为人类所用吗？
平劲松表示，岩石结晶水、表面水分子或羟基、表面一定深度下的水冰、更深处存在的液体水层、深部岩石缝隙里的液态水等，都可能是月球上水的存在形态。
与普遍意义上的液态水不同，“这次光谱仪探测到的‘水’，指的是矿物里的水分子或者羟基，在一定条件下才能转化为我们熟悉的水。”林红磊解释道。
肖龙解释说，水一般是自由态的，容易被分离和提取出来，稍微加热就可以让水蒸发出来。而羟基的提取难度就大得多了，它们基本存在于矿物内部，与其他原子紧密结合在一起，需要破坏矿物的结构之后，才能被分离出来，实用性自然没办法与水相比。以目前月球光谱遥感数据波段的覆盖范围，还无法区分这两种存在形式。
“而且月球矿物里无论是水分子还是羟基，目前都还没有直接的应用价值。”黄少鹏说，试想把1吨的石头“吃干榨净”，得到的水或羟基也只够装满1个小型白酒瓶（125毫升），而且这项艰巨的任务还得在月球上完成。
但即便如此，黄少鹏也指出“这项成果具有重大科学意义”。他说，水是生命之源，此前科学家都是通过遥感卫星或采回的月球样品探测到水，而这是第一次在月球现场实时“看”到了水；此外，这项研究提供了内生月表水存在的重要证据，从而指明了探测月球水资源的一个重要方向；最后，水在月球、地球以及行星演化中具有重要作用，这项成果对于研究太阳系的起源和演化具有重要的理论意义。
来源：科技日报
目前关于月表水的来源，普遍认为有3种可能。第一种是外来说，即由太阳风和陨石带来的，这是因为从遥感数据和月球样品分析数据来看，月壤表层的水（羟基）含量比深层要高；第二种是内生说，即水是月球内部排放出来的，这是固体岩石行星水来源的最通常情况；第三种则认为月球上的水是由彗星类天体从太阳系外缘带来的天然水。
近日，嫦娥五号首次获得月表原位探测数据，科研人员进行数据分析得出，嫦娥五号采样区的水含量在120ppm（百万分之一）以下，而岩石中的水含量约为180ppm。相关研究成果1月8日在线发表于《科学·进展》期刊。
“这相当于1吨月壤中大约含有120克水，1吨岩石中大约含有180克水。”论文第一作者、中国科学院地质与地球物理研究所副研究员林红磊解释道。
“月球存在水的事实，已经被多次‘实锤’了。”嫦娥五号钻取子系统飞控专家组成员、中国地质大学教授肖龙在接受科技日报记者采访时表示。
半个多世纪以来，科学家研究过月壤样品，还采用雷达、中子谱仪、光谱仪等探测设备，从月球轨道进行遥感探测，数次发现月球上“水”的芳踪。唯独没有在“月表原位”（即月球表面）近距离探测水的信号。
此次最新发现不禁令人好奇，月表原位探测到水意味着什么？科学家是如何确定水含量的？月球上的水是否存在利用价值？
用光谱仪在月球表面“找水”
肖龙说，此前科学家曾在100—200千米高度的月球轨道上，探测到了月球存在水或羟基的信号。此外，从以往的月球样品中，也检测到了羟基或水的信号。
“嫦娥五号则是在月表原位靠近采集样品的位置探测到水的。”肖龙指出，这次科学家是从嫦娥五号携带的月球矿物光谱分析仪的光谱谱线信号中，检测到羟基位置有响应，再根据信号特征估算出了可能的羟基或水含量。
肖龙表示，探测月球水含量的最好办法，还是对采样区的样品进行实验室检测。他说：“国内很多单位都申请到了月球样品，估计这一问题很快就会有更为令人信服的答案。”
月球矿物光谱分析仪的观测对象，是采样区2米见方的月壤和一块没有带回来的岩石。
光谱仪靠发现羟基或者水分子的明显吸收特征来探测水。深圳大学教授黄少鹏解释道，光是一种电磁波，科学家可以通过光谱仪，测量月壤或岩石对不同波段电磁波辐射的反射或吸收能力的强弱，再对获得的数据进行处理，确定被测对象的光谱曲线特征，再确定其含水量的多少。
黄少鹏打了个比方，从光谱曲线中检测羟基和水，就如公安干警通过指纹比对确定嫌犯一样。要想知道月球上有没有水，就要看光谱曲线上那些具有特征指示意义的波段是否缺失，光谱曲线中与水对应的波段缺失越严重，说明被测量物体的水含量越多。
“通过分析观测数据中3微米左右的光谱特征，就可以判断月表是否有水，并获得大致的水含量。”嫦娥五号光谱仪设计者、中国科学院上海技术物理研究所研究员何志平说。
“嫦娥五号是目前唯一一个既带回了样品又获取到月表原位光谱数据的探测器。”林红磊表示，其带回的样品能够详细地分析水在月壤颗粒中的分布以及存在形式，并可利用同位素示踪其来源；获得的原位光谱数据则可以与轨道遥感数据结合，研究月表水的全球性分布和时间变化特征。
月球水的三个可能来源
嫦娥五号探测到的水是从哪来的呢？研究人员结合样品分析认为，月壤中的水绝大部分来自太阳风。“太阳风里有很多氢。当太阳风轰击到月面，其中的氢与月壤里的氧结合形成了羟基或者水分子。”论文通讯作者之一、中国科学院地质与地球物理研究所研究员林杨挺说。
肖龙也认为，太阳风是月球水的可能来源之一。他解释道，水的形成需要氢和氧，原始月壤中氢的含量极低，且大量的氧存在于月球矿物中，这不利于直接形成水。但是太阳风中主要是氢，“当这些氢注入月壤中时，就可能与月球矿物中的氧结合形成水或羟基”。
“另外还有一种可能，就是彗星带来了水。”肖龙解释说，彗星中含有大量的水冰，当其撞击月面后，绝大部分水冰都蒸发逃逸了，但还有一部分可能混入月壤中，保存了下来。
“当然也不排除原始月壤中就含有部分的水。”肖龙补充道，前人对阿波罗月球样品进行了大量的研究，在一些矿物中发现了少量的水，它们可能是来自月球内部原始的水，只不过含量极低。
目前关于月表水的来源，普遍认为有3种可能。中国科学院国家天文台研究员平劲松总结，第一种是外来说，即由太阳风和陨石带来的，这是因为从遥感数据和月球样品分析数据来看，月壤表层的水（羟基）含量比深层要高；第二种是内生说，即水是月球内部排放出来的，这是固体岩石行星水来源的最通常情况；第三种则认为月球上的水是由彗星类天体从太阳系外缘带来的天然水。
相比月壤120ppm的水含量，岩石中的水含量为180ppm。那么岩石比月壤多出来的水，又来自哪里？研究人员推测，多出来的水可能是月球内部的水。
黄少鹏也认为，多出来的水可能来自月球内部。这是因为上述文章报告的测量对象，是一块由于陨石撞击挖掘溅射出来的岩石，形成于月球深部，而且这块岩石上有疑似喷气孔，它的含水量比其周边的月壤高，这就为月表水的内生说提供了有力证据。
此项研究成果意义非凡
证实月球上存在水，并估算水的具体含量，对于建设“月球科研站”等至关重要。那么这次发现的水，可以为人类所用吗？
平劲松表示，岩石结晶水、表面水分子或羟基、表面一定深度下的水冰、更深处存在的液体水层、深部岩石缝隙里的液态水等，都可能是月球上水的存在形态。
与普遍意义上的液态水不同，“这次光谱仪探测到的‘水’，指的是矿物里的水分子或者羟基，在一定条件下才能转化为我们熟悉的水。”林红磊解释道。
肖龙解释说，水一般是自由态的，容易被分离和提取出来，稍微加热就可以让水蒸发出来。而羟基的提取难度就大得多了，它们基本存在于矿物内部，与其他原子紧密结合在一起，需要破坏矿物的结构之后，才能被分离出来，实用性自然没办法与水相比。以目前月球光谱遥感数据波段的覆盖范围，还无法区分这两种存在形式。
“而且月球矿物里无论是水分子还是羟基，目前都还没有直接的应用价值。”黄少鹏说，试想把1吨的石头“吃干榨净”，得到的水或羟基也只够装满1个小型白酒瓶（125毫升），而且这项艰巨的任务还得在月球上完成。
但即便如此，黄少鹏也指出“这项成果具有重大科学意义”。他说，水是生命之源，此前科学家都是通过遥感卫星或采回的月球样品探测到水，而这是第一次在月球现场实时“看”到了水；此外，这项研究提供了内生月表水存在的重要证据，从而指明了探测月球水资源的一个重要方向；最后，水在月球、地球以及行星演化中具有重要作用，这项成果对于研究太阳系的起源和演化具有重要的理论意义。
来源：科技日报
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！
——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！
测糖黑科技！微泰动泰不扎手指的动态血糖仪太可了
之前每天测血糖，一天都要扎好多次，真的是一件伤脑筋的事情。
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佩戴第一个探头时可能由于心理作用，打的时候，一开始有点害怕，结果卡塔一下还没反应过来，探头就已经轻松打进去了，几乎无感。
而且打一次就可以使用14天，无需再扎手指校准，直接从手机的app里就可以看到自己的血糖数据。在佩戴了它之后，是可以游泳和洗澡的。
对比其他同类产品，它的使用的部位也增多了，在手臂和腹部都可以用！个人建议用在腹部比较好哦！操作更为方便一些！#微泰动泰##微泰AiDEX动泰##微泰医疗##微泰动态血糖仪#
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