我國半導體傳感器發(fā)展現狀與趨勢剖析
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MEMS傳感器即微機電系統(tǒng)(Microelectro Mechanical Systems)在微電子技術基礎上發(fā)展起來的多學科交叉的前沿研究領域。經過40多年的發(fā)展,已成為世界矚目的重大科技領域之一。
隨著物聯網時代的逐步到來,傳感器現正被廣泛應用于包括各類智能終端、智能汽車、生物醫(yī)療等在內的眾多新興領域,需求量與日俱增。近幾年,我國物聯網產業(yè)發(fā)展綜合增長率達到了30%以上,充分體現了其強勁的發(fā)展勢頭。
物聯網產業(yè)中的關鍵技術之一便是傳感器技術,半導體傳感器已經廣泛應用于物聯網中的各個領域。過去幾年中,半導體傳感器的銷售額一直保持著穩(wěn)步的增長。2017年,全球MEMS傳感器總體市場規(guī)模為115億美元,其中半導體傳感器為61億美元,增長17.3%,預計2018年,全球半導體傳感器銷售額將增長10%以上,達到68億美元。目前,全球MEMS市場規(guī)模已經逼近150億美元,隨著MEMS技術的進一步發(fā)展,半導體傳感器的價格也隨之降低。
美國是MEMS產業(yè)、技術和產品的發(fā)源地,其發(fā)展水平世界領先。上世紀60年代,斯坦福等大學就從事MEMS領域的研究開發(fā),佐治亞理工學院和美國加利福尼亞大學洛杉磯分校等眾多美國大學幾乎都建立自己的MEMS晶圓生產線。現在越來越多的半導體傳感器被應用到生活當中的方方面面,提高人們的體驗度。比如手機中普遍裝配有加速度傳感器、壓力傳感器、陀螺儀、硅麥克風、指紋傳感器、距離傳感器,環(huán)境光傳感器、磁傳感器等數十種半導體產品。如智能家居中,以半導體溫濕度傳感器、空氣傳感器、流量傳感器、人感傳感器等多維度智能監(jiān)控,打造更為舒適的人居環(huán)境,各種類型的MEMS傳感器在消費電子領域的應用正逐步普及。
隨著生活水平的提高,人們對傳感器的應用需求不斷提升,多種傳感集成的MEMS器件應運而生。據第三方市場研究機構提出了未來三大傳感器集成方向:密閉封裝集成傳感器、開放腔體集成傳感器和光學窗口集成傳感器。這三大集成方向無論從生產端還是用戶端,都在逐漸滿足越來越多的新需求,由此可見,多傳感集成已經成為未來MEMS產業(yè)發(fā)展的一種必然趨勢。
半導體傳感器作為國際競爭戰(zhàn)略的重要標志性產業(yè),以其技術含量高、市場前景廣闊等特點備受世界各國的關注。近十年來,中國半導體傳感器產業(yè)生態(tài)系統(tǒng)也正逐步完善,從研發(fā)、設計、代工、封測到應用,完整產業(yè)鏈已基本形成,國家對半導體傳感器行業(yè)也給予了前所未有的政策支持。我國MEMS產業(yè)發(fā)展面臨重大的機遇,特別是移動互聯網和物聯網的快速發(fā)展,將對MEMS產業(yè)產生深遠的影響,并將催生大量新的產品、新的應用,帶動MEMS產品在日常生活及工業(yè)生產中的普及化。
由于我國MEMS產業(yè)起步較晚,半導體傳感器產品在測量精度、溫濕度特性、響應時間、穩(wěn)定性、可靠性等方面與國外差距較大,尚未形成具有市場競爭力、較為完善的產品及品牌。
因此,創(chuàng)立于2003年9月的廣州奧松電子有限公司創(chuàng)立伊始,堅持以“科技領先、顧客至上”的理念,長期與國內外多家科研機構、院所以及高分子材料學術界專家、教授合作,組建了一批具有博士研究生背景的業(yè)內資深專家、研發(fā)工程師等研發(fā)團隊,公司內部設有“技術中心”,目前各類研發(fā)科技人員已超50人。研發(fā)技術中心配有各類實驗室及生產線,配置先進的投影式光刻機、離子注入機、深硅刻蝕機、光學鍍膜機、LPCVD、PECVD、掃描電子顯微鏡、高精密濕度標準儀等設備。
奧松電子每年投入超過銷售收入20%以上的研發(fā)經費,以確保各研發(fā)項目有效實施開發(fā)。目前研發(fā)實驗室面積超過10000平方米。近3年累計開發(fā)研發(fā)項目近20項,均已形成科技成果且成功進行成果轉化,同時已申請獲得各項發(fā)明、實用新型及軟件著作權等專利知識產權50余項。
奧松電子先后通過了ISO9001:2015、IATF16949:2016、ISO14000及ISO45000認證,產品完全符合歐盟RoHS指令要求,并通過CE認證,各類智能傳感器廣泛應用于家電行業(yè),客戶群體涵蓋惠而浦、伊萊克斯、大金、海爾、美的等國內外一線家電品牌,產品適用于智能家居,智慧家電,環(huán)保檢測,氣象采集、汽車、醫(yī)療等多個應用場景。
在2020年伊始,奧松電子推出了國內最小的半導體溫濕度傳感器-AHT20,它在尺寸與智能方面建立了新的標準:可嵌入適于回流焊的雙列扁平無引腳SMD封裝,3mmx3mmx1mm超小體積;經過標定的數字信號,標準I2C輸出格式。這款半導體傳感器的成功研發(fā),打破了國外傳感器巨頭企業(yè)在半導體傳感器領域的壟斷地位,具有里程碑式的重大意義。
奧松電子研發(fā)的半導體溫濕度傳感器-AHT20(3*3*1mm)