#张艺兴[超话]#
看到这个姐妹说的海市蜃楼猜想，突然想到海市蜃楼的形成是光的折射作用，它应该是有一现实实物的存在。那么结合这位姐妹说的，我们来设想一下如果飞天mv里的荒漠是朱雀城，那么在这个荒漠上的海市蜃楼有没有一种可能是玄武城。根据地图上的玄武城我们可以知道玄武城应该是一个倒立的三棱锥，而mv里的那个岛屿好像也是类似的形状
看到这个姐妹说的海市蜃楼猜想，突然想到海市蜃楼的形成是光的折射作用，它应该是有一现实实物的存在。那么结合这位姐妹说的，我们来设想一下如果飞天mv里的荒漠是朱雀城，那么在这个荒漠上的海市蜃楼有没有一种可能是玄武城。根据地图上的玄武城我们可以知道玄武城应该是一个倒立的三棱锥，而mv里的那个岛屿好像也是类似的形状
2021十大黑洞新发现：旋转速度最快的黑洞接近光速
据国外媒体报道，黑洞研究领域一直在为我们提供一些令人震惊，同时又异常费解的发现。在2021年里，科学家们又获得了许多关于黑洞的新发现，这些具有巨大引力的神秘天体仍在不断推进我们对宇宙的理解。
旋转速度最快的黑洞
即使是研究最深入的黑洞也会带来惊喜。今年2月，物理学家们修正了对天鹅座X-1(Cygnus X-1 )系统中黑洞性质的估计，这也是有史以来第一个被证实存在的黑洞。天鹅座X-1系统的黑洞发现于近60年前，其质量比之前认为的要大50%，达到太阳质量的21倍。而且，该黑洞的旋转速度非常接近光速，创下了黑洞旋转的新纪录。天鹅座X-1距离地球约7200光年，是一个双星系统，其另一成员是一颗蓝色超巨星变星，正缓慢地被黑洞吞噬。对天鹅座X-1系统为研究人员了解这类过程提供了新的视角。
观测并模拟面条化的恒星
当一颗恒星太过靠近黑洞的边缘时，引力会将它拉扯成长条状，然后被黑洞吞噬。这个过程称为“面条化”(spaghettification，又称“意大利面化”)。当恒星物质因摩擦而升温时，就会产生光，从而使天文学家得以捕捉到这一壮观的现象。今年5月，研究人员首次发现一颗恒星被一个黑洞以这种方式撕碎并吞噬。该黑洞的质量是太阳的3000万倍，位于一个距离地球7.5亿光年的星系中心。除了获得有关“面条化”过程的重要数据外，这些观测还帮助科学家们构建了恒星被吞噬的场景。
LIGO证明了霍金是对的
今年6月，激光干涉仪引力波天文台(LIGO)的研究人员探测到两个巨大黑洞合并成一个实体的过程，并分析了黑洞高速向彼此旋转时产生的时空涟漪——引力波。他们发现，最终形成的黑洞的表面积比原先两个黑洞的表面积加起来还要大。这些发现不仅为天文学家提供了惊人的数据，还帮助证明了英国天体物理学家斯蒂芬·霍金于1971年提出的一个猜想——黑洞面积定理。该定理指出，黑洞的表面积永远不会随着时间的推移而减少。霍金利用爱因斯坦的广义相对论和他自己对熵的理解，推导出了这一定律。尽管新发现的结果对霍金来说是一个胜利，但却让物理学家们头疼不已。根据量子力学，黑洞应该能够收缩和蒸发，这一点与霍金的定理并不兼容。如何协调二者的矛盾，物理学家们可能还有很长的路要走。
黑洞和中子星的合并
今年6月，LIGO团队的研究人员充满信心地宣布，他们第一次探测到了黑洞与中子星的合并事件。和黑洞一样，中子星是大质量恒星演化末期经由引力坍缩发生超新星爆发后的潜在结局之一。尽管LIGO之前已经发现了黑洞-中子星合并的潜在证据，但直到今年，新探测到的两个信号才最终证明了这种合并正在发生。这两次探测都发生在2020年1月，大约相隔10天。第一次探测的结果表明，一个约6倍太阳质量的黑洞正在吞噬一颗1.5倍太阳质量的中子星;第二次探测则涉及一个约9倍太阳质量的黑洞和一个两倍太阳质量的中子星。
早期的黑洞会产生“风暴”
几乎每个已知星系的中心都有一个超大质量黑洞，表明这两个宇宙实体之间存在着紧密的联系。然而，科学家们仍然不清楚黑洞是如何影响它的星系宿主的。今年6月公布的研究结果显示，一个有着130亿年历史的星系——几乎和宇宙本身一样古老——正在吹出高速的风。这是目前探测到的最早期星系风的例子;当超大质量黑洞吞噬周围的气体和尘埃时，就会喷出星系风。此外，这些星系风以大约180万公里/小时的速度行进，其移动速度之快，足以推动物质遍布整个星系，并可能吹走星系物质，从而阻碍恒星的形成。这项研究表明，星系和它们中心的黑洞有着古老而紧密的联系。
光回波证明爱因斯坦是对的
史蒂芬·霍金并不是今年唯一在黑洞理论上获得成功的人。今年7月，天文学家捕捉到一些X射线信号，来自一个名为Zwicky的螺旋星系中心的超大质量黑洞。该星系距离地球约18亿光年。研究人员不仅探测到了来自黑洞前部的光，还设法找出了他们最初无法确定的奇怪光回波。这些发现表明，巨大的黑洞引力使时空结构变得如此之扭曲，以至于光被从黑洞的一边拉到另一边。这一过程正是爱因斯坦在广义相对论中所预言的，但此前还从未被明确探测到。
外星人可能利用黑洞的能量
只要有相关数据的支持，科学家们就不会缺少猜想。今年8月，中国台湾的一组天文学家提出，技术先进的外星人可能会利用类似戴森球——假想中围绕恒星的巨型结构——的结构，从黑洞中获取能量。尽管黑洞通常被认为是黑暗的，但当它们吞噬周围的物质时，会释放出巨大的能量，这些能量会使温度升高，并以光的形式辐射出去。于是，天文学家们提出了一个大胆的猜想：外星智慧生命是否会在黑洞周围放置一个轨道平台，上面覆盖着类似太阳能板的东西，以吸收黑洞辐射出来的能量。由于黑洞比恒星小，因此可以使外星人节省建筑材料，并使其收集到难以置信的巨大能量。
游荡的黑洞可能会在银河系“定居”
在我们的银河系外围，可能潜伏着大约12个巨大的黑洞。这是今年8月一项新的星系碰撞模拟研究得出的结论。在诸如星系碰撞这样的重大宇宙事件中，引力可能会导致质量为太阳数百万或数十亿倍的超大质量黑洞飞出宿主星系，并游荡到漆黑的宇宙深处。其中一些黑洞可能会最终定居在银河系等星系的星系晕中。据估计，一个银河系大小的星系平均拥有12个这样的流浪黑洞。下一步，天文学家希望找到方法，对这些迷失的超大质量黑洞进行探测，以了解他们的模拟是否准确。
发现离我们最近的双黑洞
去年12月，研究人员通过望远镜捕捉到了距离地球最近的双黑洞的证据。这个双黑洞系统位于水瓶座，距离地球约8900万光年，彼此围绕着对方旋转。先前保持记录的双黑洞的距离是这一对黑洞的5倍，这也意味着科学家有机会比之前更详细地研究这些系统。这两个黑洞的质量都很大——较大的拥有近1.54亿倍太阳质量，较小的则是630万倍太阳质量。它们以1600光年的距离围绕彼此运行，在宇宙尺度中，这点距离微不足道。天文学家估计，它们将在2.5亿年后合并成一个巨大的黑洞。
一个对其星系而言太大的黑洞
在一个距离我们约82万光年的小型星系中，似乎有一个奇怪的存在。狮子座I(Leo I)是一个比银河系小50倍的矮星系，却拥有一个大得出奇的黑洞，其质量几乎与银河系中心的黑洞相当。如此巨大的黑洞怎么会存在于如此小的星系中呢？天文学家感到十分困惑。美国德克萨斯大学奥斯汀分校的天文学博士研究生María José Bustamante在一份声明中说：“目前还无法解释矮椭球星系中的这种黑洞。”这对黑洞和星系的演化意味着什么？要准确地回答这一问题，天文学家们可能还要再等几年。
据国外媒体报道，黑洞研究领域一直在为我们提供一些令人震惊，同时又异常费解的发现。在2021年里，科学家们又获得了许多关于黑洞的新发现，这些具有巨大引力的神秘天体仍在不断推进我们对宇宙的理解。
旋转速度最快的黑洞
即使是研究最深入的黑洞也会带来惊喜。今年2月，物理学家们修正了对天鹅座X-1(Cygnus X-1 )系统中黑洞性质的估计，这也是有史以来第一个被证实存在的黑洞。天鹅座X-1系统的黑洞发现于近60年前，其质量比之前认为的要大50%，达到太阳质量的21倍。而且，该黑洞的旋转速度非常接近光速，创下了黑洞旋转的新纪录。天鹅座X-1距离地球约7200光年，是一个双星系统，其另一成员是一颗蓝色超巨星变星，正缓慢地被黑洞吞噬。对天鹅座X-1系统为研究人员了解这类过程提供了新的视角。
观测并模拟面条化的恒星
当一颗恒星太过靠近黑洞的边缘时，引力会将它拉扯成长条状，然后被黑洞吞噬。这个过程称为“面条化”(spaghettification，又称“意大利面化”)。当恒星物质因摩擦而升温时，就会产生光，从而使天文学家得以捕捉到这一壮观的现象。今年5月，研究人员首次发现一颗恒星被一个黑洞以这种方式撕碎并吞噬。该黑洞的质量是太阳的3000万倍，位于一个距离地球7.5亿光年的星系中心。除了获得有关“面条化”过程的重要数据外，这些观测还帮助科学家们构建了恒星被吞噬的场景。
LIGO证明了霍金是对的
今年6月，激光干涉仪引力波天文台(LIGO)的研究人员探测到两个巨大黑洞合并成一个实体的过程，并分析了黑洞高速向彼此旋转时产生的时空涟漪——引力波。他们发现，最终形成的黑洞的表面积比原先两个黑洞的表面积加起来还要大。这些发现不仅为天文学家提供了惊人的数据，还帮助证明了英国天体物理学家斯蒂芬·霍金于1971年提出的一个猜想——黑洞面积定理。该定理指出，黑洞的表面积永远不会随着时间的推移而减少。霍金利用爱因斯坦的广义相对论和他自己对熵的理解，推导出了这一定律。尽管新发现的结果对霍金来说是一个胜利，但却让物理学家们头疼不已。根据量子力学，黑洞应该能够收缩和蒸发，这一点与霍金的定理并不兼容。如何协调二者的矛盾，物理学家们可能还有很长的路要走。
黑洞和中子星的合并
今年6月，LIGO团队的研究人员充满信心地宣布，他们第一次探测到了黑洞与中子星的合并事件。和黑洞一样，中子星是大质量恒星演化末期经由引力坍缩发生超新星爆发后的潜在结局之一。尽管LIGO之前已经发现了黑洞-中子星合并的潜在证据，但直到今年，新探测到的两个信号才最终证明了这种合并正在发生。这两次探测都发生在2020年1月，大约相隔10天。第一次探测的结果表明，一个约6倍太阳质量的黑洞正在吞噬一颗1.5倍太阳质量的中子星;第二次探测则涉及一个约9倍太阳质量的黑洞和一个两倍太阳质量的中子星。
早期的黑洞会产生“风暴”
几乎每个已知星系的中心都有一个超大质量黑洞，表明这两个宇宙实体之间存在着紧密的联系。然而，科学家们仍然不清楚黑洞是如何影响它的星系宿主的。今年6月公布的研究结果显示，一个有着130亿年历史的星系——几乎和宇宙本身一样古老——正在吹出高速的风。这是目前探测到的最早期星系风的例子;当超大质量黑洞吞噬周围的气体和尘埃时，就会喷出星系风。此外，这些星系风以大约180万公里/小时的速度行进，其移动速度之快，足以推动物质遍布整个星系，并可能吹走星系物质，从而阻碍恒星的形成。这项研究表明，星系和它们中心的黑洞有着古老而紧密的联系。
光回波证明爱因斯坦是对的
史蒂芬·霍金并不是今年唯一在黑洞理论上获得成功的人。今年7月，天文学家捕捉到一些X射线信号，来自一个名为Zwicky的螺旋星系中心的超大质量黑洞。该星系距离地球约18亿光年。研究人员不仅探测到了来自黑洞前部的光，还设法找出了他们最初无法确定的奇怪光回波。这些发现表明，巨大的黑洞引力使时空结构变得如此之扭曲，以至于光被从黑洞的一边拉到另一边。这一过程正是爱因斯坦在广义相对论中所预言的，但此前还从未被明确探测到。
外星人可能利用黑洞的能量
只要有相关数据的支持，科学家们就不会缺少猜想。今年8月，中国台湾的一组天文学家提出，技术先进的外星人可能会利用类似戴森球——假想中围绕恒星的巨型结构——的结构，从黑洞中获取能量。尽管黑洞通常被认为是黑暗的，但当它们吞噬周围的物质时，会释放出巨大的能量，这些能量会使温度升高，并以光的形式辐射出去。于是，天文学家们提出了一个大胆的猜想：外星智慧生命是否会在黑洞周围放置一个轨道平台，上面覆盖着类似太阳能板的东西，以吸收黑洞辐射出来的能量。由于黑洞比恒星小，因此可以使外星人节省建筑材料，并使其收集到难以置信的巨大能量。
游荡的黑洞可能会在银河系“定居”
在我们的银河系外围，可能潜伏着大约12个巨大的黑洞。这是今年8月一项新的星系碰撞模拟研究得出的结论。在诸如星系碰撞这样的重大宇宙事件中，引力可能会导致质量为太阳数百万或数十亿倍的超大质量黑洞飞出宿主星系，并游荡到漆黑的宇宙深处。其中一些黑洞可能会最终定居在银河系等星系的星系晕中。据估计，一个银河系大小的星系平均拥有12个这样的流浪黑洞。下一步，天文学家希望找到方法，对这些迷失的超大质量黑洞进行探测，以了解他们的模拟是否准确。
发现离我们最近的双黑洞
去年12月，研究人员通过望远镜捕捉到了距离地球最近的双黑洞的证据。这个双黑洞系统位于水瓶座，距离地球约8900万光年，彼此围绕着对方旋转。先前保持记录的双黑洞的距离是这一对黑洞的5倍，这也意味着科学家有机会比之前更详细地研究这些系统。这两个黑洞的质量都很大——较大的拥有近1.54亿倍太阳质量，较小的则是630万倍太阳质量。它们以1600光年的距离围绕彼此运行，在宇宙尺度中，这点距离微不足道。天文学家估计，它们将在2.5亿年后合并成一个巨大的黑洞。
一个对其星系而言太大的黑洞
在一个距离我们约82万光年的小型星系中，似乎有一个奇怪的存在。狮子座I(Leo I)是一个比银河系小50倍的矮星系，却拥有一个大得出奇的黑洞，其质量几乎与银河系中心的黑洞相当。如此巨大的黑洞怎么会存在于如此小的星系中呢？天文学家感到十分困惑。美国德克萨斯大学奥斯汀分校的天文学博士研究生María José Bustamante在一份声明中说：“目前还无法解释矮椭球星系中的这种黑洞。”这对黑洞和星系的演化意味着什么？要准确地回答这一问题，天文学家们可能还要再等几年。
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。
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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！
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