湖南啟泰:打造智能製造中國芯

2020-12-05 華夏經緯

王國秋接受採訪。

啟泰公司
 

    王  茜   

    2020長沙網絡安全·智能製造大會將於11月28至30日在長沙國際會展中心舉行，大會以「創新引領 智造未來」為主題，充分展示長沙在網絡安全、智能製造方面的成就，吸引更多相關企業落地長沙。在大會召開前，筆者走進位於瀏陽高新區的湖南啟泰傳感科技有限公司，探尋這座「智慧工廠」的「智造」魅力。

    十五年磨一劍

    數學教授帶隊攻克「中國芯」

    據中國信通院數據顯示，近年來我國傳感器市場規模保持較快增長，近5年均保持兩位數的增長率。

    但遺憾的是，由於國內晶片技術起步晚，因此傳感器晶片的市場幾乎被外國企業所壟斷，這也導致國內廠商每年為採購晶片都要付出大量資金。不過，也有很多企業成功打破壟斷，在傳感器晶片領域取得不俗的成績，湖南啟泰便是其中之一。

    在啟泰公司大廳，擺放著消防栓和消防水壓監測系統，數據實時更新在大屏幕上。在消防栓內放置壓敏傳感晶片——一顆直徑不過五六毫米的「小紐扣」，它可以非常精確地把壓力數據轉化為電子信號，將消防栓內儲水及水壓情況實時反饋給消防部門和業主。

    不要小看這枚小小的晶片，將它放在100倍的顯微鏡下，就能看到其中布滿著密密麻麻的電路。

    晶片是傳感器最核心部件，我國MEMS(即微機械微電子系統)傳感金屬基壓敏晶片的自給率不足0.5%，中國也一直是高端傳感器的進口大國。

    1963年出生的王國秋，是公司的創立者、掌舵人，還是湖南師範大學數學與統計學院教授、博士生導師。研究數學的他卻選擇攻克和專業毫不相關的傳感器技術，堅持15年持續研發，攻克了MEMS傳感器中晶片關鍵技術，把口中戲稱的「業餘愛好」做出了世界級水準，首次實現了具有中國自主智慧財產權的高端傳感器晶片大規模產業化，其技術達到世界領先水平，價格較進口產品也有一定的優勢，填補了國內產線空白，打破國外對我國高端壓力傳感器金屬基晶片技術的封鎖。

    根據王國秋介紹，該晶片可完全替代進口晶片，相比市場上同類型晶片，啟泰的晶片還具有諸多優點，不僅測量精度更高，而且價格還比國外同類產品便宜，也正是基於上述兩點優勢，目前啟泰已經接到國內大公司的訂單，成績斐然。

    上下遊全貫通

    突破晶片「卡脖子」技術

    在啟泰金屬基底壓敏晶片生產線上，一根小拇指粗、看似不鏽鋼的金屬條，放進高精密數控工具機中，幾十秒鐘後就成了一顆顆光滑鋥亮的「小紐扣」——這就是晶片的基底。

    經過研磨、拋光等預處理之後，這些基底會被送到樓上的「超淨車間」，經過自動分揀、清洗、沉積、光刻、測試等諸多流程，再封裝成傳感器。

    一樓的輔助設施間均無人值守，二樓2000平方米的「超淨車間」也僅有幾名工程師在監測數據。該生產線有40多個環節，絕大部分流程都是自動化。

    輔助設施間是為「超淨車間」提供環境保障和材料、水、氣等配套服務的。「壓敏晶片對生產環境要求極為苛刻，一立方英尺空間中直徑大於0.25微米的灰塵顆粒不能超過100個，比醫院手術室的潔淨要求還要高得多；用於清洗的水純淨到不能喝，因為除了H_2O，沒有別的元素。」王國秋介紹，如果基底材料上附著雜質，就會導致晶片膜層結合不牢固，影響晶片性能和壽命。

    據介紹，壓敏傳感晶片生產線拉通後，經過了9個月的良率爬坡期，目前良率93%以上。之後，再經過大量、長時間的實測，才能確保晶片的品質無問題。壓敏晶片可應用於軍工和軌道交通、民用汽車、消防、智慧城市、石油化工等領域，不同領域對於傳感器的要求不同，價格也不同，低的不過幾十上百元，高的則高達數千上萬元。

    在集成電路行業裡，設備、材料、設計、生產、測試、封裝這六個部分構成上下遊產業鏈，企業間各負其責，一般一個企業只做其中一塊。

    值得一提的是，啟泰的技術100%自主研發，工藝100%自主研發，光刻機等核心設備與國內廠家聯合研製，基材、靶材和光刻膠等輔材均是與國內廠家聯合研發。啟泰幾乎建立了一個產業生態圈。

    王國秋不無驕傲地說：「作為晶片從業者，不希望在任何環節被任何人卡脖子。」

    「我們在國內是唯一的一條工廠化金屬基底壓敏晶片生產線，我們希望在未來的3到5年以內，啟泰公司在國內該領域把握第一名，在國際上有較強的競爭力，改變中國傳感器產業不大也不強的面貌。」王國秋堅定地說道。 目前，公司正在規劃專為汽車產業研發的第二條金屬基壓敏晶片生產線，生產線達產後，將年產壓敏晶片3000萬顆，生產水平達到工業4.0的標準。

    企業名片

    湖南啟泰信息技術有限公司成立於2006年3月，於2015年11月入駐瀏陽高新技術產業開發區，並變更成立湖南啟泰傳感科技有限公司，是一家專業從事金屬薄膜壓力晶片及精密傳感器的研發生產和銷售的現代高科技企業。

    啟泰傳感物聯網產業園項目落戶瀏陽高新區，於2016年啟動建設，佔地100畝，總投資10億元，分兩期建設。第一期投資5億元，佔地35畝，一期建成後年產壓敏晶片600萬顆，封裝成傳感器後，年產值10億元以上；第二期擴產後，年產壓敏晶片3000萬顆，封裝成傳感器或製成應用系統後，年產值超過50億元以上。

    (本文圖片均由長沙廣電《長沙觀察》欄目提供)

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