段永利

當(dāng)今信息技術(shù)飛速發(fā)展，傳感器已成為物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、5G等新興科技的感官和數(shù)據(jù)源泉。然而，中國(guó)傳感器產(chǎn)業(yè)的發(fā)展一直受到制約，國(guó)內(nèi)高達(dá)90%的傳感器芯片依賴進(jìn)口，尤其是高端產(chǎn)品。這限制了中國(guó)傳感器行業(yè)的發(fā)展，也成為尖端科技進(jìn)步的一大障礙。

在這個(gè)充滿挑戰(zhàn)的背景下，廣州奧松電子股份有限公司（以下簡(jiǎn)稱“奧松電子”）脫穎而出。作為微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）領(lǐng)域的獨(dú)角獸企業(yè)，奧松電子在芯片設(shè)計(jì)、制造、封裝測(cè)試、終端應(yīng)用等方面均取得了喜人成績(jī)。這家位于粵港澳大灣區(qū)的國(guó)家專精特新“小巨人”企業(yè)擁有先進(jìn)的傳感器芯片制造和封裝測(cè)試量產(chǎn)線，其研發(fā)的30多個(gè)系列產(chǎn)品在尺寸、性能、封裝工藝等方面可與國(guó)際同行媲美，成功實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)替代，有效緩解了國(guó)內(nèi)傳感器產(chǎn)業(yè)的“芯片荒”。

奧松電子自成立之初便高度重視自主研發(fā)能力，設(shè)立了專業(yè)的研發(fā)中心，匯集了近200名工程師組成的強(qiáng)大研發(fā)團(tuán)隊(duì)，其中包括近30名歸國(guó)博士和碩士。團(tuán)隊(duì)成員橫跨半導(dǎo)體、溫濕度、流量、氣體、儀器儀表、新材料等多個(gè)領(lǐng)域。奧松電子的技術(shù)研發(fā)中心配備了各類先進(jìn)實(shí)驗(yàn)室，擁有步進(jìn)式投影光刻機(jī)、雙面光刻機(jī)、涂膠顯影機(jī)、深槽蝕刻機(jī)等專業(yè)設(shè)備，展現(xiàn)了其在微機(jī)電系統(tǒng)工藝領(lǐng)域的專業(yè)實(shí)力。奧松電子不僅與國(guó)內(nèi)外多所高校和研究院建立了產(chǎn)學(xué)研合作，還保持著對(duì)研發(fā)的持續(xù)投入，近五年來年均研發(fā)經(jīng)費(fèi)占到營(yíng)業(yè)收入總額的20%以上，三年累計(jì)研發(fā)出30多項(xiàng)新產(chǎn)品。

2020年，新型冠狀病毒感染疫情的暴發(fā)打亂了全球產(chǎn)業(yè)的步伐。面對(duì)美國(guó)、日本、德國(guó)等國(guó)家對(duì)多項(xiàng)傳感器技術(shù)實(shí)施的嚴(yán)重封鎖，國(guó)內(nèi)呼吸機(jī)、麻醉機(jī)等關(guān)鍵醫(yī)療設(shè)備的核心傳感器長(zhǎng)期依賴進(jìn)口的局面，暴露了中國(guó)在重要醫(yī)療設(shè)備供應(yīng)鏈上的薄弱環(huán)節(jié)。在這個(gè)危急時(shí)刻，奧松電子迅速集結(jié)力量，應(yīng)對(duì)國(guó)內(nèi)知名呼吸機(jī)生產(chǎn)廠家的緊急求助。在復(fù)工復(fù)產(chǎn)極為艱難的情況下，奧松電子集中所有資源，致力于攻克醫(yī)療用傳感器的研發(fā)難題。團(tuán)隊(duì)采用了基于TRIZ理論的多方法融合策略，成功研制出一種新型醫(yī)療用微型差壓傳感器，為抗擊疫情作出了重要貢獻(xiàn)。

研發(fā)這款微型差壓傳感器的過程充滿挑戰(zhàn)。首先，作為方艙醫(yī)院的核心設(shè)備，這種傳感器必須能夠在50帕壓力下工作，確保方艙內(nèi)持續(xù)產(chǎn)生負(fù)壓，從而隔離污染區(qū)和潔凈區(qū)，防止病毒擴(kuò)散。其次，國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體制造業(yè)的基礎(chǔ)相對(duì)薄弱，加之國(guó)外的技術(shù)封鎖與限制，使得研發(fā)與生產(chǎn)過程困難重重。此外，研發(fā)團(tuán)隊(duì)在實(shí)際操作中遇到了諸多技術(shù)難題，如兼容現(xiàn)有的6英寸芯片生產(chǎn)線、在不增加核心芯片尺寸的前提下快速應(yīng)用于醫(yī)療設(shè)備、控制研究及量產(chǎn)成本等。

面對(duì)諸多難題，奧松電子的創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了深入研究。他們查詢了發(fā)達(dá)國(guó)家的先進(jìn)專利，進(jìn)行了廣泛的技術(shù)分析，并運(yùn)用了最終理想解法（IFR）、功能分析法、因果鏈分析法等一系列創(chuàng)新方法。通過對(duì)過往產(chǎn)品的大量工藝驗(yàn)證數(shù)據(jù)的分析，團(tuán)隊(duì)確定了影響產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵因素，如懸膜膜厚、電阻間距、刻蝕精度等，并將這些問題作為未來研究的重點(diǎn)。

在多次與國(guó)內(nèi)外專家進(jìn)行交流學(xué)習(xí)后，奧松電子建成了先進(jìn)的MEMS半導(dǎo)體智能傳感器特色芯片生產(chǎn)線，覆蓋了晶圓清洗、光刻、刻蝕、封裝等關(guān)鍵工藝流程。

為解決工藝過程中的難點(diǎn)，創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)運(yùn)用九屏幕法、資源分析、STC算子、物理矛盾等創(chuàng)新方法，提出了27種理論解決方案。經(jīng)過集成電路半導(dǎo)體行業(yè)專家的綜合評(píng)估，最終確定了7個(gè)最終實(shí)施方案。在實(shí)際工藝過程的試驗(yàn)后，形成了最終方案：采用深反應(yīng)離子硅刻蝕工藝（DRIE），優(yōu)化光刻版圖，增加復(fù)合基底，調(diào)整參數(shù)進(jìn)行流片。這一創(chuàng)新使得微型差壓傳感器在0～50帕量程內(nèi)能精準(zhǔn)檢測(cè)出6毫伏以上的電壓變化，尺寸縮小40%，成本減少20%，徹底打破了國(guó)外在這一領(lǐng)域的技術(shù)壟斷。該產(chǎn)品經(jīng)過兩個(gè)月的持續(xù)改進(jìn)研究，最終成功實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，并在多家國(guó)內(nèi)醫(yī)院的醫(yī)療設(shè)備中得到應(yīng)用，解決了呼吸機(jī)等關(guān)鍵醫(yī)療設(shè)備中的核心部件短缺問題。

創(chuàng)新之旅并未止步。奧松電子啟動(dòng)了8英寸MEMS特色芯片生產(chǎn)線的建設(shè)，多款智能傳感器芯片代表了科技的前沿。這些產(chǎn)品不僅為全國(guó)提供全方位的一站式MEMS特色芯片解決方案，也在智慧醫(yī)療、新能源汽車、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、智慧安防、智能家電等領(lǐng)域發(fā)揮了重要作用。奧松電子研發(fā)的多種傳感器，如溫濕度、氣體流量、液體流量、差壓、氣體、氧氣、水蒸氣、二氧化碳、PM2.5、X射線等傳感器，均已成功轉(zhuǎn)化為成果，標(biāo)志著國(guó)產(chǎn)替代進(jìn)口的重要一步，緩解了中國(guó)智能傳感器關(guān)鍵技術(shù)的“卡脖子”現(xiàn)象，保障了國(guó)家關(guān)鍵零部件供應(yīng)鏈的安全。

面對(duì)復(fù)雜的國(guó)際環(huán)境，集成電路技術(shù)的限制和封鎖，奧松電子堅(jiān)持不懈地推進(jìn)創(chuàng)新步伐。公司董事長(zhǎng)兼首席技術(shù)專家張賓，深諳《孟子》所言：“行有不得，反求諸己?！彼J(rèn)為，個(gè)人的學(xué)習(xí)能力是企業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。為此，奧松電子建立了完善的培訓(xùn)管理體系，積極組織或參加國(guó)內(nèi)外技術(shù)交流會(huì)、學(xué)術(shù)論壇、技能大賽等活動(dòng)，不斷拓寬員工視野，提升創(chuàng)新能力。張賓親自為研發(fā)團(tuán)隊(duì)授課，分享專業(yè)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，激發(fā)團(tuán)隊(duì)的創(chuàng)新潛力。

通過創(chuàng)新方法的培訓(xùn)，奧松電子進(jìn)一步增強(qiáng)了企業(yè)科研人員對(duì)TRIZ理論的深刻理解，不斷增強(qiáng)自主創(chuàng)新能力，加快產(chǎn)業(yè)核心技術(shù)攻關(guān)，實(shí)現(xiàn)更高效率的創(chuàng)新和突破。公司制定了科研創(chuàng)新獎(jiǎng)勵(lì)制度，鼓勵(lì)員工利用現(xiàn)有平臺(tái)和技術(shù)資料開展創(chuàng)新性研究，并申請(qǐng)專利。2022年以來，奧松電子已開發(fā)出20多個(gè)研發(fā)項(xiàng)目，申請(qǐng)了50多項(xiàng)專利，其中發(fā)明專利26項(xiàng)，促進(jìn)了傳感器研發(fā)速度的快速增長(zhǎng)，并使得新產(chǎn)品源源不斷地進(jìn)入市場(chǎng)。

此外，奧松電子還非常重視高端人才的引進(jìn)。公司已獲批建立“博士后科研工作站”，積極引進(jìn)博士人才，為公司產(chǎn)品研究提供新的思路和方向。通過與廣東省科技專家工作站的合作，奧松電子聚集了業(yè)界專家共同開展研發(fā)，促進(jìn)了更多理論研究成果的轉(zhuǎn)化。

奧松電子以其產(chǎn)品的可靠性、高精度測(cè)量和強(qiáng)大的抗干擾能力而著稱，為此，奧松電子榮獲諸多榮譽(yù)，包括“國(guó)家專精特新‘小巨人企業(yè)”“高新技術(shù)企業(yè)”“廣東省科技專家工作站”“廣東省MEMS傳感器工程技術(shù)研究中心”。此外，奧松電子的項(xiàng)目產(chǎn)品也獲得了“第七屆廣東省專利獎(jiǎng)優(yōu)秀獎(jiǎng)”“2022年中國(guó)創(chuàng)新方法大賽全國(guó)總決賽一等獎(jiǎng)”等多項(xiàng)榮譽(yù)。這些成就標(biāo)志著奧松電子在高端智能傳感器領(lǐng)域的領(lǐng)先地位，結(jié)束了我國(guó)長(zhǎng)期完全依賴進(jìn)口的歷史。如今，奧松電子的部分產(chǎn)品更是遠(yuǎn)銷至日韓、東南亞、南亞、歐美等國(guó)家和地區(qū)。

奧松電子的故事展示了中國(guó)專精特新“小巨人”企業(yè)在全球高科技產(chǎn)業(yè)中所取得的卓越成就。在面對(duì)全球挑戰(zhàn)和機(jī)遇的新時(shí)代，奧松電子不僅為中國(guó)智能傳感器產(chǎn)業(yè)鋪平了道路，更為全球科技創(chuàng)新作出了重要貢獻(xiàn)。