力争进口替代&国际首创,大牌“60后”创业者率团队实现国产智能传感器逆袭
传感器不仅是未来智能制造的支撑技术,也是航空航天、机器人、智能汽车等高端装备的核心技术。然而,全球传感器市场70%份额被欧美企业把控,中国企业竞争力较弱。
从2020年全球智能传感器产业调查数据中可知,美国智能传感器产值占比最高,达到43.3%,欧洲次之,占比29.7%。目前我国国产传感器呈现低端过剩、中高端被国外垄断的市场格局,其中中高端传感器进口占比达80%,传感器芯片进口更是高达90%,主要原因是无法突破传感器行业技术壁垒以及缺乏产业化能力。
为支持国内智能传感器产业发展,国家相继出台了一系列政策。上海集成电路产业基础雄厚,在全国具有举足轻重地位,嘉定则是上海市集成电路“一体两翼”空间布局的重要组成部分。2018年,在国家工信部的指导下,国家智能传感器创新中心在嘉定成立;2019年,在市经信委的指导下,上海智能传感器产业园再一次选择嘉定,进一步确立了嘉定智能传感器产业的发展定位。
上海摩仑智能传感研究所的缘起
上海摩仑科技有限公司于2021年7月22日成立,是一家专注于工业底层技术和核心技术开发和应用、投资培育工业高科技公司的控股企业。摩仑科技公司由原霍尼韦尔公司中国总裁张宇峰博士领衔,旨在聚焦新技术策源、知识产权布局,通过自主研发和资本运作双轮驱动,以及以知识产权为核心资产的国际化、专业化研发管理运营,推动中国制造业升级和新兴产业发展,提升中国制造的国际化能力。
创办智能传感研究所的缘起,是长三角国家技术创新中心主任、上海长三角技术创新研究院院长刘庆与张宇峰的一次交流。张宇峰想获得长三角国创中心的支持,推动高端工业传感器的自主研发和产业化。“我们有一种支持科技创新策源的模式,是建设专业研究所,采用多元投入、团队控股或持股、轻资产运营的公司体制,搭建专业化技术创新平台。”刘庆的介绍,引起了张宇峰兴趣。
成立专业研究所的做法是:长三角国创中心根据地方产业和市场发展遴选、引进核心科研团队,由人才团队、地方国资平台和长三角国创中心共同现金出资,组建团队控股或持股的轻资产运营公司来负责研究所的建设运营;由地方政 府和园区提供研发场地和专业设备,研究所形成的固定资产归国有资产管理公司持有和管理;建设期内,长三角国创中心和地方政 府提供研究所运行和研发经费;研究所公司享有研发成果的所有权、处置权和收益分配权,公司产生的增值收益按股权分配。
这一制度设计,让人才团队、地方政 府和长三角国创中心在创新过程中各司其职、利益共享、风险共担,其核心是激励科研人才团队干事创业,让他们有获得感。作为研究所的两个“小”股东,地方国企和长三角国创中心为研究所提供场地、设备、研发经费和运行经费。作为研究所的控股或持股“大”股东,人才团队拥有成果所有权、处置权和转化收益权,激励作用明显。对于团队控股的研究所模式,摩仑科技创始团队非常认可。他们与长三角国创中心、嘉定工业区开发集团共同出资,组建了上海长三角技术创新研究院智能传感研究所,并将摩仑科技的传感器业务迁移到这家研究所公司。
作为一名在业内拥有极深资历与广泛影响力的领军人物,张宇峰谈到自己作为“60后”创业者的初心时,说得很动容:“我一直在想,到我这个年纪,为什么要选择带领团队,选择一条最艰难的路,创建一个相对冷门的工业底层关键技术研发平台,日夜埋头于实验室,辛苦耕耘于市场?这个答 案源于我们这一代人心底里的一个梦想。”
张宇峰是土生土长的上海人,毕业于上海交大,留 学海外获博士学位,并在跨国公司工作多年。他说:“改革开放四十年的红利,我们享受到了。现在,国家走到了转型发展、创新开拓的关键期,需要我们站出来,用所学回报国家、回馈社会。”实际上,张宇峰团队以及上海相关部门和机构,也都看到了我国在智能传感器领域的突破性机会。
上海市经信委总工程师张宏韬表示,摩仑研究所的成立,可以说是智能传感器打通产业链创新链、加快成果转化的“关键一招”。他透露,上海智能传感产业人才储备充足、应用场景丰富、政策支持有力,目前发展十分迅速。预计到十四五期末,产业规模将达800亿元,成为全国智能传感器产业高地。
力争进口替代和国际首创
“这是我们在研发的MEMS(微机电系统)放电传感器样品,有望用于电网、高铁、化工等工业场景,实现国际首创。”在上海长三角技术创新研究院智能传感研究所,所长张宇峰博士指着一个椭圆形的小型设备,告诉记者。他曾任一家世界500强企业中国总裁,2021年辞职创业,创办了上海摩仑科技有限公司。“如果我们能把它推向这些工业场景,将是国际首创。”张宇峰说,“比如在高铁上,继电器如果出现低电压的放电,放电传感器就能敏锐地感知到,并将数据传到控制中心。这样能防患于未然,不会等到继电器打坏了才发现故障。”
张宇峰还介绍了另一款高端压力传感器。这种传感器可用于飞机液压系统压力监控等场景,是先进制造业的底层技术,在我国长期依赖进口。为了实现进口替代,智能传感研究所设计了具有自主知识产权的结构和工艺,研制出的高端压力传感器样品在气密性、耐高温性、精度和可靠性方面与国际先进水平对标。
制作一颗米粒般大小的智能传感器芯片,大致需要这些工序:首先要提炼制作出硅棒,然后将之“切”成一张张形如CD的数毫米厚的晶圆裸片,然后经过多道名为“流片”的工序,通过光刻、薄膜刻蚀、清洗等几十甚至上百道步骤,把已设计好的电路“画”上去,然后再把这张晶圆片按芯片的不同规格切片后镀膜,进行封装测试,测试合格即可使用。其中,有些企业的技术在实验室里非常先进,但找不到商业应用场景,只能长期留在实验室;有些公司设计产品的电路图很有价值,但自己没有大型设备,就做不出相应的芯片。对此,在提高“产学研用”的衔接度方面,摩仑智能传感研究所也将有所作为。
“国内的传感器实验室研究水平并不差,却因没有专业的产品开发体系、高效的持续创新能力以及高质量的产业化管理运作,导致科研成果往往难以进入市场。”张宇峰告诉记者,研究所致力于建立以市场为导向的创新研发体系,建设一个既可以夯实底层通用技术、攻关关键核心技术,又能与市场无缝对接的科研与产业化团队,提高技术成果转化率。张宇峰表示,摩仑科技专注于工业底层技术和核心技术的开发应用,通过新技术策源、知识产权布局、研发管理和资本运作,投资培育工业高科技公司,以此来提升中国制造的国际化能力。
目前,智能传感研究所正在与一家研发电子材料的民营大企业合作,谋划共建MEMS研究中心,支撑企业在未来发展中构建核心竞争优势。为此,研究所访问了这家企业30多位高管,深度研判企业产品和技术水平,商讨未来3—5年研发规划。“很多世界500强企业的研发投入分为3块:50%的投入用于提升现有产品;30%左右的投入用于自我革命,在现有产品领域开发新产品;其余投入用于‘蓝天项目’,即中长期的基础研究。”张宇峰说,“我们将与更多企业分享这些创新方法论,为它们提供高水平创新赋能支撑。”
聚焦高科技,嘉定当仁不让
上海嘉定工业区(集团)有限公司是嘉定区国资委出资成立的国有独资企业,目前园区已经形成了新能源汽车和汽车智能化、集成电路和物联网、高端医疗设备和精准医疗、智能制造和机器人等四大新兴产业,以及总部经济、文化创意、电子商务、互联网及互联网金融等四大特色产业,吸引了来自世界40多个国家和地区的2700多家实体型企业落户。
上海智能传感器产业园是嘉定工业区智能传感产业重要载体,集聚智能传感器领域的龙头企业,遍布传感器芯片设计、制造、材料、系统、应用、封装、测试等产业链环节,构建多元集聚的智能传感器产业生态布局。在整个上海智能传感器产业园乃至嘉定区,一座智能传感器产业“产学研用”形成闭环的“产业城”也正在形成。比如在上海智能传感器产业园里,做晶圆片的,有新傲科技,此前国内首条8英寸超越摩尔和先进传感器研发中试线即诞生于那里;做应用端的企业有矽杰微电子等。面向未来,嘉定区已明确重点培育“3+1”产业,其中智能传感器及物联网产业即为“3”之一,到2025年将打造成千亿级产业集群。
嘉定工业区党工委书 记、管委会常务副主任李超告诉记者,“十四五”期间,嘉定工业区将以上海智能传感器产业园为试点,探索特色园区发展壮大新路径。“目前,产业园已形成设备材料、研发设计、制造、封装、测试、应用的全产业链布局,未来将构建以智能传感器为核心的半导体产业生态圈,争取早日让‘中国芯’走入千家万户,不断开辟新的应用场景,赋能新赛道。”
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