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“芯”动珠城 建设MEMS产业高地

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2019-11-29 09:07     来源: 蚌埠新闻网
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□蚌埠新闻网记者 余小乔/文 刘晨/图

智能传感器技术应用于耳部手术机器人

■主持人语

当今世界,以信息技术为代表的新一轮科技革命方兴未艾,全球新兴技术发展已进入跨界融合、加速创新、深度融合的新时期,呈现万物互联、万物智能的新特征,MEMS(又名微机电系统)智能传感器作为与外界交互的重要手段和重要来源,正成为新时代关键引擎。

创“芯”发展、感知未来;“芯”系江淮、“智”联世界;从“芯”出发,智“慧”无限……2017-2019年三年间,我市连续举办三届中国MEMS传感器产业发展论坛(大会),一次又一次吸引业内优秀专家和领军人物来我市探讨交流MEMS产业发展趋势和机遇,大大增强了我市聚力发展MEMS传感器产业的信心和决心。

把脉我市MEMS产业,有哪些优势和潜力?三场MEMS行业大会,专家学者的思想碰撞给蚌埠带来哪些启迪?占领MEMS市场、抢占产业高地,蚌埠还要在哪些方面持续发力?推动技术成果应用,大院大所应有怎样的担当?围绕这些话题,本周受邀做客本报“党报会客厅”的三位嘉宾,将从他们各自的站位和视角谈认识、提建议、析方向。

●一年一度办大会,旨在发挥蚌埠地区汇集国家级高科技研究所的优势,引领中国MEMS产业发展。

●蚌埠是全国三大传感器研发制造基地之一,也是全省唯一同时拥有集成电路及MEMS晶圆生产线的城市。

张国威 市发改委工业与高技术产业科科长

●MEMS智能传感器产业是高技术、高投入、高回报,它的发展需要地方政府、科研院所、企业单位的共同方合作。

●我们所拥有成熟的MEMS技术、高端的MEMS装备以及门类齐全的MEMS工艺平台,已经逐渐走上了军品转民品、军民融合的MEMS发展道路。

展明浩 华东光电集成器件研究所副总工程师

●基于MEMS体积小、灵敏度高、稳定性好基础之上的微型化、智能化传感器的生物应用,必将是医疗设备制造的大方向。

●生物医疗未来发展的方向是微创化、智能化,离不开MEMS在设备生产环节的导入。

孙莉江 安徽奥弗医疗设备科技股份有限公司常务副总经理

深度对话

【“芯”观察】  

◎面对国内外MEMS传感器产业高速发展和蚌埠传感器产业迈向中高端水平的双重背景,办会能启迪智慧、加强合作

主持人:上个周末,第三届中国MEMS智能传感器产业发展大会在我市召开,据我了解,在此之前我市已经连续两年围绕该领域举办过高端论坛。一年一度的行业大会给蚌埠带来了哪些启迪,或者实质性合作?

张国威:没错,我市从2017年开始举办一年一度的中国MEMS传感器发展大会,旨在发挥蚌埠地区汇集国家级高科技研究所的优势,引领中国MEMS智能传感器和集成电路产业发展,并通过吸引全国各地高校、科研院所、知名企业的专家来蚌埠探讨未来技术及产业发展,为促进蚌埠高科技融入世界汇聚源源不断的力量。这也是我市在国内外MEMS传感器产业高速发展和蚌埠传感器产业迈向中高端水平的双重背景下作出的现实抉择。

回顾历届大会我们不难发现,与会的专家学者和行业翘楚,都在用他们敏锐的洞察力、睿智的判断力和躬行实践的执行力,引领着中国MEMS产业发展的潮流。我市近年来依托华东光电集成器件研究所的技术优势和产业优势,也已建成了MEMS核心器件产业化基地,产品包括MEMS加速度传感器、陀螺仪以及高温高精度压力传感器等,也代表了行业领先水平。

要说大会带来的项目合作,每届都有,今年大会上就有5G智慧交通大数据平台、压力传感器、张力传感器研发制造、智能精密压铸机研发制造等4个项目成功签约。在华东光电集成器件研究所的牵头和带动下,大会期间还联合9家关联企业成立了安徽省智能传感器创新联盟,相约携手推动智能传感器创新体系建设和产业发展。

展明浩:蚌埠连续举行三届MEMS大会,华东光电集成器件研究所在蚌埠市委市政府的鼓励和支持下,不是承办方就是主办方,每年都深度融入其中。记忆中,三届大会的办会规模以及外地来蚌参会的企业数量逐年增多,专家级别也不断提高。以今年为例,大会就吸引了包括材料、装备制造、设计、封装等MEMS上下游关联企业及兄弟省市行业协会390余人,加上终端产品线上的合作客户,参会人数达到600余人。

MEMS智能传感器产业是高技术、高投入、高回报,它的发展需要地方政府、科研院所、企业单位共同合作。召开行业大会的目的,就是希望通过搭建桥梁,形成以政府为主导、企业为主体、市场为导向、院校为先锋的政产学研相结合的技术创新体系,促进中国MEMS智能传感器产业化的快速发展。我们也确信,在各界领导、学者、企业家和政府部门的共同努力下,蚌埠乃至安徽MEMS智能传感器产业必将进入一个全新的高速发展阶段。

孙莉江:虽然蚌埠已经举办了三届MEMS大会,但今年奥弗医疗还是首次参加,通过聆听专家学者及行业代表对MEMS传感器在生物医疗领域的应用介绍和前景分析,深受启发和鼓舞。

并且,大会期间,奥弗医疗十分荣幸地作为9家成员单位之一,首批加入了安徽省智能传感器创新联盟,这对我们来说,既是一种信心提振,也是一次方向指引。虽然现在奥弗医疗对于智能传感器的应用还不是很广,但基于MEMS体积小、灵敏度高、稳定性好基础之上的微型化、智能化传感器的生物应用,必将是医疗设备制造的大方向,我们也希望借助这个创新联盟载体,加强MEMS智能传感器在我们公司的应用。

【“芯”作为】  

◎形成了智能传感器设计、制造、测试、封装和应用的完整产业体系,是全省唯一同时拥有集成电路及MEMS晶圆生产线的城市

主持人:客观把脉我市MEMS智能传感器产业,有哪些优势和潜力?

张国威:MEMS智能传感器是电子信息产业的核心,而电子信息产业作为我市的首位产业,发展有基础、有条件、有优势,产业创新度和行业技术水平一直领跑全国。这是MEMS产业发展的根基所在。

近些年,我市依托华东光电集成器件研究所成功创建了MEMS国家地方联合工程实验室、MEMS器件产业化安徽省重大新兴产业工程,逐步形成集MEMS传感器研发设计、工艺加工、封装测试及应用等为一体的综合性产业基地。同时,作为历史布局的全国三大传感器研发制造基地之一,蚌埠还拥有凯盛科技、希磁科技、德豪光电、北方芯动联科等一批智能传感器研发设计制造企业,是全省唯一同时拥有集成电路及MEMS晶圆生产线的城市。随着三届MEMS大会的成功举办,相关企业向蚌埠集聚的速度正在加快。

孙莉江:计划经济时代,蚌埠的传感器曾一度辉煌,诸多无线电厂的首创发明就是很好的例证。但谁能想到,这些无线电厂在国企改制期间没有调整好方向,导致很多人才流失到外地另起炉灶,且至今发展良好。这对蚌埠来说是一个弥补不了的历史遗憾。但是近些年,随着集成电路产业的不断发展和MEME龙头企业的高端引领,我市的传感器产业重整旗鼓并不断实现产业集聚,是一个很好的转机。

奥弗医疗作为生物医疗领域的一员,对高端传感器在医疗设备上的应用充满无限期待。只是目前,我国高端传感器还主要依赖进口,在敏感材料、设计、加工、检测、封装技术等方面存在较大问题,特别在敏感机理、基础工艺和共性关键技术方面研究不足,制造工艺设计与优化分析方面缺乏深度,工艺的可靠性控制有待加强,影响稳定性和可靠性的封装技术尚缺乏系统解决方案。而这些,恰恰是MEMS智能传感器产业在未来要着重发力的方向之所在。

展明浩:我们知道,MEMS智能传感器是核心战略性技术领域,是基础性、支柱性关键产业,其发展水平和工程应用能力直接关乎基础产品核心竞争力,关乎信息行业命脉,关乎国防装备性能瓶颈的根本突破。它有别于传统传感器的地方,最重要的是具有高精度、高可靠、低风险、高分辨率等特点,这也成为智能传感器未来发展的主要方向。同时,推进MEMS传感器的技术提升,实现产品的工程化、产业化、武器化,实现微电子机械系统核心技术的自主可控,确保关键工艺装备和基础产品的自主保障,都对加快推动MEMS领域的技术进步和行业高质量发展提出了更加高远宏大的目标和现实发展的迫切需求。

鉴于此,蚌埠市与中国兵器工业集团密切合作,希望联合打造国内最具规模、功能齐全、核心竞争力强的MEMS器件产业基地。作为驻扎在蚌埠的科研院所,华东光电集成器件研究所早在1999年就开始关注并跟踪MEMS技术,2005年成立MEMS技术研发团队,2010年与中科院上海微系统与信息技术研究所合作,通过多年的攻关发力,现已在MEMS成套工艺及高性能惯性传感器方面做到了国内“绝对领先”。前期研发生产出的产品,已经在车辆导航、姿态控制、平台稳定等方面有了广泛应用。

而随着新所完成搬迁,我们无论是研发能力还是生产能力都有了极大提升。在刚刚结束的第三届MEMS大会上,我们所就新发布了12款产品,受到业界高度关注。

【“芯”应用】  

◎MEMS智能传感器正被广泛应用于各类智能终端、智能汽车、生物医疗等领域,需求量与日俱增,应用前景十分广阔

主持人:有人说,传感器的存在与发展,让物体有了触觉、味觉和嗅觉,从而慢慢“活”了起来。从这个角度说,MEMS智能传感器的应用市场会非常广阔。蚌埠在这方面总体表现如何?

展明浩:我们所是兵器工业集团所属唯一的微电子专业研究所,也是国家军用微电子技术骨干所,主要从事半导体集成电路与系统级芯片、硅基MEMS器件与组件、光电器件与组件、混合集成电路与微小型电子信息系统、微波/毫米波器件与组件、先进封装与3D集成微系统、军用电子元器件可靠性技术等领域的研究开发、生产制造和技术服务。成立40年来,建有国内先进的6英寸0.5um军用半导体集成电路生产线、6英寸体硅MEMS器件生产线等六大工艺平台。

鉴于我们拥有成熟的技术、高端的装备以及门类齐全的工艺平台,近些年我们十分认真地走上了军品转民品、军民融合的道路。我们深深地知道,中国集成电路每年进口量非常大,对外依存度非常高,MEMS传感器也是一样。作为一个非常重要的电子信息产业门类,MEMS智能传感器已经被确定为我们所的五大高端芯片产业之一,是接下来要重点发展的领域。

目前我们成功的案例,有给华为供货的光学器件,还有为百度供货的MEMS射频器件,MEMS气息传感器也已成功应用在合作伙伴的产品上,并且实现了大批量供货。前不久我们有十几款新产品通过仪器仪表学会新产品鉴定,包括4款MEMS陀螺仪、3款MEMS加速器,还有特种装置用的大量程MEMS开关,等等。

张国威:作为“感知器官”的传感器,因物联网与其他信息产业的融合诞生了巨大发展契机,中国传感器产业也将焕发新的活力与生机。而随着科技革命和产业变革,MEMS智能传感器正被广泛应用于各类智能终端、智能汽车、生物医疗等领域,需求量与日俱增,应用前景十分广阔。

为了启迪智慧、启发思路、共谋发展,这次MEMS大会专门设置了一个有关“智能传感器及应用”的分论坛。与会专家从高性能MEMS惯性传感器的研究与应用、非制冷红外焦平面技术与产品、压力传感器与电子调理芯片、磁传感器芯片的设计及应用、MEMS针尖技术在纳米制造和测量中的应用等不同角度切入,为MEMS传感器推荐了种类繁多的应用场景,也大大拓展了蚌埠在打造MEMS器件产业基地及传感器应用等方面的思路。

而人工智能作为传感器产业的重要应用场景之一,也已经悄悄走进了蚌埠人民的生产生活中,并且已有个别企业正式开启了人工智能及机器人领域研究与开发工作。

孙莉江:生物医疗未来发展的方向是微创化、智能化,离不开MEMS在设备生产环节的导入。当前,MEMS智能传感器在医疗领域的应用已经很是广泛,比如远程心电的实时监护,脑积水的引流实时监测,颅脑、膀胱内压实时监测,以及各种微创手术的实时监测等,个人认为,随着MEMS技术的进步,未来的应用空间会更大。

拿奥弗医疗来说,我们在生产膀胱内压检测仪时,专门从德国进口传感器。为了丰富产品门类,开拓产品市场,我们三年前开始接触包括华东光电集成器件研究所在内的好几家微电子研究所,进行技术上的交流。

【“芯”期待】  

◎政府和企业院所一起,共同研判和把握未来趋势,锚定自主创新之路,不断弥合人才缺口,实现规模化崛起和赶超

主持人:客观说,MEMS的日趋智能化,对于研发和生产企业来说既是机遇也是挑战。对此,MEMS业界应抓住哪些热点、在哪些方面发力?

张国威:没错,随着云计算、物联网、大数据、可穿戴设备、智慧医疗、新能源汽车等新业态的蓬勃发展,MEMS产业的发展和应用空间十分广阔。特别在万物互联时代,谁把住了机遇,谁就赢得了新一轮MEMS商机。有预测数据显示,到2020年,全球MEMS传感器市场规模可达300亿美元,中国市场也将超过百亿。

市委书记汪莹纯在出席第三届MEMS大会上指出,“坚持把发展智能传感器产业作为蚌埠重要战略选择,主动谋划,加紧布局,密集发力,努力打造要素齐全、开放协同的产业生态,加快建设在全省、全国具有重要影响力的MEMS产业‘蚌埠高地’”。这是一次战略指引,政府主管部门也将和MEMS研发、生产企业一起,研判和把握未来趋势,锚定自主创新之路,不断弥合人才缺口,实现规模化崛起和赶超。

展明浩:我们所拥有国家发改委“MEMS国家地方联合工程实验室”、“安徽省MEMS工程实验室”、“安徽省智能传感器创新中心”等十余个省部级及以上创新平台,是中国高端芯片联盟会员单位和国家集成电路封测产业链技术创新战略联盟成员单位,在蚌埠人民眼里,华东光电集成器件研究所是驻蚌的“大院大所”典型代表之一。近些年,我们所在有力保障200多项国家重点装备工程核心器件国产化需求的同时,更加聚焦以智能传感器、智能车辆仪表和视光学智能装备为重点的三大民品支柱产业,并不断萌生出带领蚌埠乃至安徽占领MEMS市场、抢占MEMS产业高地的发展战略选择。

几年前,我们所专门为发展MEMS产业引进了2个国家“千人计划”团队,目前,通过产品技术研发,惯性器件MEMS陀螺和加速度传感器已经达到国内领先水平,特别是我们所的陀螺,所有技术指标均优于国外同类产品。

接下来,我们还将思考一个问题:如何将军用产品改良优化成“接地气”的民用产品,特别要在价格上提高市场接受度?把这个问题厘清了,军民融合的道路才能越走越通畅。

孙莉江:常年工作在医疗设备生产一线,我清楚地知道,MEMS芯片的小尺寸、集成化是未来发展大势。但对于MEMS产业而言,芯片做的越小,代表里面的机械结构、设计会有很多的约束和限制,挑战非常大。而医疗设备对于MEMS的可靠性、稳定性以及与人体的生物相容性要求都极高,毕竟从原材料的输入到设备产品的输出,所有环节都严格受控。

去年,我们以65万元/台的价格购进了3台红光检测仪,试图借助相关院所通过“解剖”、解析实现优化、再生产,结果至今未能如愿。所以,面对机遇和挑战并存的局面,传感器业界应如何抓住热点加强技术创新、提升核心竞争力,如何直面问题破解产业发展瓶颈、开启快速发展模式,都是需要深入研究的方面。(完)

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