不久前，在國家智能傳感器創(chuàng)新中心等單位主辦的第二屆中國智能傳感大會上，湖南啟泰傳感科技有限公司（簡稱：“啟泰公司”或“啟泰”）被評為“2021感知領航年度杰出創(chuàng)新企業(yè)（成長型企業(yè)組，全國總共三家）”，公司董事長兼總經(jīng)理王國秋被評為“2021感知領航八大標桿人物之一”。作為唯一代表，為湖南捧回行業(yè)盛會的最高榮譽。

（在傳感器行業(yè)盛會上，啟泰為湖南捧回的獎杯。）

【行業(yè)背景】 當萬億產(chǎn)業(yè)的盛宴開啟

傳感器是物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能、智能制造等新一代信息技術的感知基礎和數(shù)據(jù)來源，已經(jīng)成為推動數(shù)字經(jīng)濟轉(zhuǎn)型升級與高質(zhì)量發(fā)展的關鍵基礎與重要引擎。

從人類社會發(fā)展趨勢表明，傳感器的需求量將隨著經(jīng)濟和科技進步而水漲船高?！兜谌喂I(yè)革命》和《零邊際成本社會》作者杰里米·里夫金甚至曾大膽猜想，“2030 年，全球應用的傳感器數(shù)量將從 2013 年的 35 億個突飛猛進到超過 100 萬億個，人與自然環(huán)境通過傳感器緊密相連?！?

（公司大樓外觀。啟泰供圖）

近些年來，隨著國際產(chǎn)業(yè)競爭格局的變化，全球萬億級傳感器產(chǎn)業(yè)格局重新洗牌。這為智能傳感器國產(chǎn)化帶來新的挑戰(zhàn)與機遇。

制造業(yè)正朝著數(shù)字化、智能化的方向轉(zhuǎn)型，傳感器的大量使用將是傳統(tǒng)制造業(yè)實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展的必然選擇，這為傳感器企業(yè)的發(fā)展提供了前所未有的機會。

王國秋介紹，在工業(yè)控制、石油石化、采油煉油、航空航天、城市管網(wǎng)監(jiān)測、工程機械、汽車等領域，壓力傳感器使用非常廣泛。如一輛傳統(tǒng)燃油汽車上面，壓力傳感器超過20顆。在未來發(fā)展中，壓力傳感器會趨向微型化、內(nèi)置化、數(shù)字化、網(wǎng)絡化方向發(fā)展。

產(chǎn)業(yè)競爭為傳感器打開巨大的市場機會，正是檢驗企業(yè)技術真功夫的關鍵時刻。

“我不能說啟泰的產(chǎn)品超過了歐美國家，但至少不會遜色。”啟泰公司所在的長沙是工程機械之都，全球50強中，有4家在此地。

長沙工程機械產(chǎn)業(yè)規(guī)模全國第一，但液壓傳感器作為關鍵零部件還長期依賴進口。兩年前，啟泰量產(chǎn)線通線，長沙乃至全國工程機械產(chǎn)業(yè)的液壓傳感器配套需求均可實現(xiàn)自主可控。

經(jīng)過對產(chǎn)品的嚴格篩查，啟泰公司今年已是本土三一集團、中聯(lián)重科、山河智能等工程機械巨頭的合格供應商。

沈陽國儀檢測技術有限公司等業(yè)內(nèi)權威機構的抽查檢測結(jié)果表明，由工程機械類客戶單位送檢的啟泰傳感器，各項指標均達到優(yōu)良水平。大部分指標甚至高于國外一流企業(yè)的產(chǎn)品。

王國秋提到一件趣事，一家企業(yè)在對啟泰公司產(chǎn)品的反復測試中，發(fā)現(xiàn)其各項性能指標好得超乎預期。懷疑啟泰特意挑好的送檢。有一次搞了個突然襲擊，派人直接上門，找到庫房挑了一些剛出產(chǎn)的產(chǎn)品去測試。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，性能指標和之前的測試完全一致。

【自主可控】 傳感器雖小作用大

（黃光車間。）

在我國民用市場完全空白的金屬基MEMS壓敏芯片領域翩翩起舞，開啟自主可控的全新技術時代，啟泰公司憑什么這么牛？其技術產(chǎn)業(yè)化的價值到底有多大？

早些年，我國對傳感器的發(fā)展有很大的爭議。很多人認為傳感器非常重要，需要國家加大力度來支持。但也有一種聲音說，傳感器單體價值不高，發(fā)展起來非常難，中國沒有必要去做，用國際上現(xiàn)成的產(chǎn)品就好。美其名曰，產(chǎn)業(yè)分工。

王國秋介紹，我國自己能夠生產(chǎn)的傳感器敏感芯片占據(jù)份額不到10%。比如壓敏金屬基芯片，國產(chǎn)率不到0.5%。國內(nèi)民品市場國產(chǎn)芯片，在啟泰量產(chǎn)之前，顆粒無收。

“沒有傳感器，什么設備的能力都發(fā)揮不出來。所以傳感器單個價值不大，但作用巨大?！?王國秋說，我國去年起加大對傳感器研發(fā)的支持力度。但這種支持多從研究型出發(fā)，忽略了產(chǎn)業(yè)型。而產(chǎn)業(yè)化主要靠各種設備、工藝來保障。如果在特種工藝和設備上沒有投入的話，產(chǎn)業(yè)化不可能有結(jié)果。

（生產(chǎn)線。）

王國秋說，傳感器敏感芯片生產(chǎn)線不像一般的集成電路產(chǎn)線那樣具有通用性，一條傳感器敏感芯片線，往往只能做很少種類的產(chǎn)品。比如說做溫度傳感器的產(chǎn)線不能做壓力傳感器，反之亦然。

“盡管單條線3到5億元的投資看起來不大，但是由于傳感器的種類太多，要把這兩三萬種傳感器敏感芯片都做全，這個投資也是一個巨大的數(shù)額。”王國秋表示，傳感器敏感芯片短期內(nèi)完全自主可控有困難，有些傳感器芯片不花10-20年時間是做不好的。

創(chuàng)新不是空喊口號，沒有速成法，不經(jīng)過長期積累是無法創(chuàng)新的。

基于科學預見和科學家情懷，啟泰在壓力傳感器產(chǎn)業(yè)化這條道路進行了長期的艱辛探索。

啟泰作為一個民營企業(yè)，在國家早期沒有一分錢的投入下，在這個“高技術門檻、高資金門檻、高人才門檻”的微機電領域，以不管企業(yè)是否實現(xiàn)盈利，也一定要研發(fā)出“傳感中國芯”，在產(chǎn)品價格與質(zhì)量上與國外競爭的目標。憑借著滿腔熱誠和湖南人“吃得苦、霸得蠻、耐得煩”的秉性，王國秋最終堅持了下來。

在“十四五”開局之年，國家已將微機電系統(tǒng)作為集成電路的特色工藝納入到了“十四五”前沿攻關技術領域，“傳感中國芯”真正迎來了發(fā)展的春天。

【研發(fā)歷程】 這把劍磨了十五年

（芯片。啟泰供圖）

壓力傳感器的核心技術是敏感芯片，從相關技術的研發(fā)到量產(chǎn)，王國秋這把劍磨了15年。

王國秋是從事“中國芯”較早的一批科研人員。早年在國防科技大學工作，后任湖南師范大學數(shù)學與統(tǒng)計學院教授、博士生導師。曾獲得全軍科技進步一等獎和二等獎，主持過4項國家級集成電路項目，湖南省政府曾給其記一等功。

（紐扣般大小的啟泰產(chǎn)傳感器“中國芯”。）

2006年，王國秋研究重心轉(zhuǎn)向應用廣泛的壓敏芯片和傳感器，并決定走產(chǎn)業(yè)化道路。但是，壓敏芯片的研制難度遠超王國秋的預料。實驗數(shù)不勝數(shù)，紐扣般大小的基底材料一籮筐、一籮筐的被燒壞。僅從2019年通線開始，調(diào)試工藝和設備用的芯片就消耗了1.9萬顆。

但他的投入幾近癡迷，這些年心無旁騖，沒有做過其他投資。別說不賺快錢做房地產(chǎn)，連自己的住房都一直沒有買，股票從沒開過戶。

研發(fā)是有風險的，因為一旦卡在一個環(huán)節(jié)上過不去，意味著前面的所有投入都白費。

面對各種困境，王國秋也有過幾近崩潰、差點放棄的時刻，“要買材料、買設備、做實驗，200萬元很快就沒了，還欠下了一屁股債，過年都有人上門討債。還好，最終挺過來了?！?

2013年，符合國際主流技術的壓敏芯片關鍵技術終于破冰。這不是簡單地重復國外的技術，而是一場顛覆性原創(chuàng)，研發(fā)了全新的功能材料和電路布局。

（生產(chǎn)場景。）

2016年開始建量產(chǎn)中試線，2019年，啟泰的一條規(guī)范的高標準金屬基壓敏芯片生產(chǎn)線建成，從材料、核心技術、關鍵工藝和設備，到廠房的設計、芯片檢測、封裝均由啟泰團隊自主完成。

這是國內(nèi)第一條量產(chǎn)線，也是目前唯一的一條。

自此，啟泰攻克了“傳感中國芯”生產(chǎn)全流程的難題，填補了我國規(guī)?；a(chǎn)線的空白。

（流水線上的啟泰傳感器。）

長沙市工程機械協(xié)會常務副會長兼秘書長吳京生說，啟泰生產(chǎn)的芯片，是中國目前很少幾類能與國際先進同類芯片相PK的芯片產(chǎn)品，是真正填補市場空白的具有核心競爭力的技術產(chǎn)品。

通線的喜悅實在是太短暫。還沒有來得及好好休息一下，意料之中的“攔路虎”很快又出現(xiàn)了。芯片產(chǎn)線最麻煩的是良率、產(chǎn)能雙爬坡，啟泰生產(chǎn)線的第一批下線產(chǎn)品合格率不到20%。于是，啟泰人開始了艱苦的良率爬坡。

所謂的良率爬坡，就是攻克產(chǎn)線里幾十套生產(chǎn)工藝，任何一套工藝沒有攻克，生產(chǎn)就會在這個環(huán)節(jié)停擺。例如，在光刻環(huán)節(jié)，由于進口的光刻膠不適合金屬基底，啟泰人硬是“跨界”配置出了自己的光刻膠，定制出了自己的光刻機。沒有專用光刻機，生產(chǎn)效率是不可能提升的，產(chǎn)品的品質(zhì)更無法保證。在產(chǎn)線建設中，由于芯片的基底不是硅材，由此導致傳統(tǒng)的設備失效，這樣的學費交了許多。如研磨機也是由國內(nèi)知名廠商定制的，但它達不到對粗糙度的要求，第一臺研磨機就交了學費。

又是一年半時間的努力，在產(chǎn)線上喂了1.9萬顆基底，啟泰產(chǎn)品現(xiàn)在的良率終于穩(wěn)定在95%上下。

（車間一角。）

“在這個行業(yè)里面，95%良率是目前的天花板了?！蓖鯂镒院赖卣f。

產(chǎn)能爬坡也在同步進行。啟泰第一條線的設計產(chǎn)能是每年600萬顆。目前正在根據(jù)市場的需求，逐步釋放產(chǎn)能。

不久的將來，啟泰首條線每年可生產(chǎn)600萬顆金屬基壓敏芯片和數(shù)百萬支傳感器，年產(chǎn)值可達10億元。

【湖南力量】 “三個高地”生力軍

11月28日上午，中國共產(chǎn)黨湖南省第十二次代表大會在省人民會堂勝利閉幕。

在全面落實“三高四新”戰(zhàn)略定位和使命任務，為全面建設富強民主文明和諧美麗的社會主義現(xiàn)代化新湖南而努力奮斗的歷史號角聲中，啟泰正加快啟動第二條生產(chǎn)線的建設。產(chǎn)品專門針對新能源汽車，年產(chǎn)值將達到50億元，可填補我國汽車傳感器這類芯片領域產(chǎn)線的空白。

今年的省政府工作報告明確提出，要重點抓好十大技術攻關項目。其中列出的“湘潭大學碳基生物等先進傳感器件項目”提到，湘潭大學、啟泰傳感等正在研制的傳感器，突破碳基場效應晶體管傳感器和我國工程機械、汽車產(chǎn)業(yè)液壓裝備發(fā)展的高性能壓力傳感器關鍵瓶頸技術，實現(xiàn)液壓裝備金屬基薄膜壓力傳感器芯片產(chǎn)業(yè)化，建設液壓裝備壓力傳感器封裝生產(chǎn)線，實現(xiàn)進口替代，提升我省工程機械關鍵核心零部件配套能力。

不久前，建設銀行給予啟泰傳感授信1.39億元，第一筆款項8000萬元已到賬。這些資金主要用于芯片產(chǎn)能的建設上。

建行瀏陽支行行長章卓說，建行以服務全省全面落實“三高四新”戰(zhàn)略定位和使命任務、增強服務國家建設能力為己任，今年以來，通過“五大行動”已對重點高科技型企業(yè)實現(xiàn)了走訪的全覆蓋?！皩鲜蠊リP項目啟泰的支持，得益于省行濃厚的創(chuàng)新氛圍和創(chuàng)新實力。在省行直接指導下，我們通過產(chǎn)品創(chuàng)新，克服了公司處于初創(chuàng)期在融資上的系列限制，成功實現(xiàn)授信，這在金融支持科技企業(yè)發(fā)展上有較強的示范意義?；趩⑻┰趥鞲衅黝I域的核心地位，我們會長期合作而不僅僅是微風拂面式的短期支持。”

11月中旬，中國安全應急產(chǎn)業(yè)大會創(chuàng)投交易會發(fā)布項目評審結(jié)果，啟泰公司“智慧消防物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)”入選為50大優(yōu)秀項目之一，項目的核心支撐點就是啟泰芯片在低壓領域的重大突破。在國際上，這類芯片的最低測壓只能到1MPa。而啟泰芯片的最低測壓可以到0.2MPa，將測量能力下探了兩個數(shù)量級。

此前，長沙銀行對啟泰的預授信高達20億元，積極支持啟泰傳感進軍智慧消防領域。

今年5月29日，湖南省傳感器產(chǎn)業(yè)促進會第一次會員大會在長沙召開，王國秋當選第一屆會長。

湖南省傳感器產(chǎn)業(yè)促進會的成立，是傳感器產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一座里程碑。

在啟泰等行業(yè)龍頭企業(yè)帶動下，促進會將加快傳感器關鍵核心技術攻關，攻克關鍵技術，發(fā)揮傳感器產(chǎn)業(yè)促進會引領、規(guī)范、協(xié)調(diào)、服務的重大作用，未來將引導全省人工智能與傳感器產(chǎn)業(yè)快速健康發(fā)展，助力湖南省打造成為傳感器產(chǎn)業(yè)強省，為建設現(xiàn)代化新湖南貢獻力量。

“傳感器核心是敏感芯片，在相當長的時間內(nèi)敏感芯片還是我國的短板。”展望未來，王國秋表示將繼續(xù)攻堅克難，為我國制造業(yè)屹立于世界民族之林，為湖南全面落實“三高四新”戰(zhàn)略定位和使命任務，作出新的應有貢獻！

（文：李 治  本版圖片除署名外均由范遠志提供）