龙微科技“自己来”突破国内MEMS产业瓶颈

江南晚报 MEMS 2019-08-16

最近几天,日本限制向韩国出口氟聚酰亚胺、光刻胶及高纯度氟化氢三种半导体材料的消息再一次让整个半导体行业心生警惕。而在如火如荼的物联网产业发展中,也越来越多业内有识之士开始担忧:相比各类让人眼花缭乱的“黑科技”,我们的硬件基础并不像想象中那么牢固。近日,记者采访了龙微科技无锡有限公司董事长殷宗平,听他讲述在物联网发展的当下中国MEMS(微机电系统)传感器芯片的机遇和挑战。


什么是MEMS?虽然大部分人对于MEMS(Micro-electromechanical systems,微机电系统/微机械/微电子)感到很陌生,但是其实MEMS在我们生产、生活中早已无处不在,智能手机,健身手环、打印机、汽车、无人机以及VR/AR头戴式设备,现在几乎所有电子产品都应用了个头小、功能强大的MEMS器件,龙微科技的展厅中,最小的传感器芯片,只有1mm x 0.5mm x 0.4mm。


MEMS传感器主要优点是体积小、重量轻、功耗低、可靠性高、灵敏度高、易于集成等,是微型传感器的主力军,正在逐渐取代传统机械传感器,在各个领域几乎都有应用。常见的有压力传感器、加速度计、陀螺、静电致动光投影显示器、DNA扩增微系统、催化传感器。智能手机iPhone 5采用了4个MEMS传感器,三星Galaxy S4手机采用了八个MEMS 传感器。


作为MEMS传感器芯片领域的领先企业,殷宗平介绍龙微科技与其他同行业企业最大的区别是龙微科技采取了从芯片研发、设计、封装、标定、高端传感器,到物联网解决方案一体化运营的模式。


在越来越讲究“专业化”的今天,为什么龙微科技要从头到尾“自己来”?殷宗平解释,MEMS传感器从芯片设计到传感器应用,是一个很长的产业链;产品的研发周期长、生产周期长、测试周期长、市场窗口期短。在产业链上各个环节都薄弱的环境下,要求产业链上不同环节的专业化公司投入巨资去协同创新是不现实的。一体化模式,产品创新速度才能加快,成本控制才能实现。


“芯片研发期间非常烧钱,但不是立竿见影有成果的。可能一年烧了上千万,只有一堆玻璃碴。然后第二年又是一堆玻璃碴,第三年再一堆……”一般来说业内公认的一款传感器的研发周期是5-8年。而传感器芯片,即使设计完美,委托给专业代工厂加工,从先期沟通到产品成功导入也需要1年;一次流片至少3个月;然后就是晶圆切割、封装、老化、标定,这些技术环节即使不涉及技术开发,自己完成,也要一个月时间,如果委托外部企业,可能两个月也不一定能完成。封装、标定后再交给客户验证,如果应用到汽车上,验证时间一般是2-3年。换句话说,要将一颗MEMS 传感器芯片从研发设计到成功的大批量实现工业级应用,大概要十来年,而且这还是各个环节都协同得非常好的情况。只要有一步不对,那周期就更长。


但是,市场需求却是“现实”的:你不能供货,那客户立刻去别家公司。MEMS行业发展至今,已经不是产品和产品、企业和企业之间的竞争,而是产业链和产业链之间的竞争。2014年龙微科技芯片研发完成后,本以为“要发财”的殷宗平却发现高端传感器芯片找不到专业的封装厂,找国外工厂代工,不仅成本高周期长,而且涉及双方的技术秘密,无法实现批量生产。“无锡的产业配套条件在全国范围内已经是很好的了,但是整个MEMS产业链的薄弱,使得龙微不得不自力更生。”做完芯片研发,再做封装研发、批量标定……


现在,龙微科技一个月各类MEMS芯片出货量在100多万支。经过近10年的积累和发展,龙微科技拥有了完备的MEMS研发平台、自动化封装、标定产线,其MEMS压力传感器芯片、温度传感器芯片、湿度传感器芯片三大系列产品,应用遍布能源化工、冶金、高端装备及仪表、医疗、消费电子等各个领域,专利达33项。其自主设计、生产的SOI耐高温压力芯片、背部承压芯片、超低压芯片和高精度压力芯片四种产品填补了国家空白,实现了大批量生产;部分产品达到国际领先水平。高端压力传感器及模块替代进口,并开始实现出口。


历时两年完成封装研发后,龙微科技也没有“苦尽甘来”:很多大企业习惯性用国外产品。毕竟MEMS芯片验证周期长,消费级的要3-5个月,工业级的要2—3年甚至更长。即便价格更便宜,性能不输国外产品,很多企业负责人也不愿意拍板换供应商。


大家正在为各类物联网黑科技欢呼时,“不要被卡脖子”、“硬件是产业基础”的理念被越来越多企业负责人意识到。而价格便宜、性能不输进口产品的国产MEMS芯片、传感器,也迎来了极好的发展机遇。从2016年至今,龙微科技每年产销量都在翻倍,未来三年,龙微科技将向产业链下游延伸,扩大产能,全面升级公司产品结构和市场策略。加强产业规划布局,抓住MEMS产品需求窗口期,释放在MEMS芯片设计、封装技术积累的势能,助力中国芯片产业发展。


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