央媒經(jīng)濟日報：MEMS傳感器芯片累計出貨量達10億顆！敏芯微深耕研發(fā)！

江蘇蘇州敏芯微電子技術股份有限公司深耕MEMS傳感器研發(fā) 用創(chuàng)新“感知”世界

經(jīng)濟日報記者 蔣 波

以下為報道全文：

什么是MEMS（微型機電系統(tǒng)）傳感器？記者在蘇州敏芯微電子技術股份有限公司（以下簡稱“敏芯公司”）里感受到了它的神奇。在一間混合著各類噪聲的房間里，僅需說一句口令，“沉睡”的智能音箱就會立刻被“喚醒”，發(fā)出接受指令提示。

“MEMS聲學傳感器的出現(xiàn)，讓音箱不再只能單純播放音樂，而是成為可以與人互動的智能終端?！泵粜竟緞?chuàng)始人、總裁李剛介紹，MEMS傳感器是利用半導體制造技術，在硅片上制造能夠采集外界信號的微電子機械系統(tǒng)，憑借微型化、低功耗、高可靠性等特性，廣泛應用于消費電子、汽車電子、醫(yī)療等領域。

在敏芯公司掛滿專利證書的產(chǎn)品展廳，記者看到，適用于無線藍牙耳機的MEMS麥克風傳感器只有芝麻粒大小。

“我們的MEMS傳感器芯片累計出貨量達10億顆?！崩顒傉f，作為國內(nèi)最早的MEMS企業(yè)之一，敏芯公司通過15年持續(xù)研發(fā)投入，完成了MEMS產(chǎn)品芯片設計、晶圓制造、封測封裝環(huán)節(jié)的基礎研發(fā)和核心技術積累，實現(xiàn)了MEMS傳感器全生產(chǎn)環(huán)節(jié)自主可控。

拓展細分市場

MEMS聲學傳感器誕生于20世紀初期，當時正在北京大學微電子專業(yè)學習MEMS技術的李剛對此產(chǎn)生了極大興趣。2007年，李剛帶領創(chuàng)業(yè)團隊開發(fā)的MEMS傳感器創(chuàng)業(yè)項目獲評蘇州工業(yè)園區(qū)第一屆科技領軍人才項目，同年籌備成立敏芯公司。

李剛說，那時候，智能手機興起，人們對手機功能的要求逐漸增多，除了能清晰通話，還要能錄音、攝像等，傳統(tǒng)的麥克風已不能滿足用戶需求，MEMS傳感器成為市場“新寵”。敏芯公司敏銳地覺察到這一市場前景，決定進行產(chǎn)品開發(fā)。

但敏芯公司的啟航之路并不順暢?！爱斘覀儙еO計思路尋找產(chǎn)品研發(fā)平臺和產(chǎn)業(yè)供應鏈時，卻連吃閉門羹?！崩顒傉f，因為MEMS傳感器在三維空間里設計和構(gòu)架芯片，產(chǎn)量不大、工藝特殊，因此當時國內(nèi)綜合型半導體企業(yè)不愿意投入生產(chǎn)。

敏芯公司一邊在行業(yè)內(nèi)挨家上門推介研發(fā)理念，一邊靠設計芯片維持生存。2008年，敏芯公司研發(fā)團隊獲得了中國科學院蘇州納米技術與納米仿生研究所的幫助，在其研發(fā)平臺上生產(chǎn)出第一批MEMS聲學傳感器芯片。

李剛坦言，實驗室樣品與量產(chǎn)工業(yè)品之間的差距不僅是數(shù)量，還有產(chǎn)品的質(zhì)量和穩(wěn)定的性能。

“我們最初的產(chǎn)品良品率只有30%，亟需通過量產(chǎn)進行工藝修正。”李剛說，當時正逢國家把新型電子元器件列入高技術產(chǎn)業(yè)發(fā)展項目，在政策和資金上給予大力支持，國內(nèi)一些半導體生產(chǎn)企業(yè)才把目光轉(zhuǎn)向MEMS傳感器的生產(chǎn)上。

隨后，華潤上華科技有限公司投資建設了MEMS傳感器生產(chǎn)線，與敏芯公司合作?！?家企業(yè)都組建了精銳團隊，研發(fā)人員幾乎天天泡在生產(chǎn)線上，看測試結(jié)果、修正工藝和參數(shù)，以不服輸?shù)膭蓬^攻克了難關。”敏芯公司研發(fā)總監(jiān)孫愷說，2012年，公司第一款使用自主研發(fā)芯片的MEMS聲學傳感器實現(xiàn)量產(chǎn)，因為質(zhì)量過硬，很快在市場上占據(jù)了一席之地。

目前，敏芯公司已成為多家知名品牌MEMS聲學傳感器供應商，產(chǎn)品應用于智能手機、平板電腦、可穿戴設備和智能家居等消費電子產(chǎn)品領域，并不斷拓展到汽車、醫(yī)療等領域。

加大研發(fā)投入

走進敏芯公司聲學實驗室，孫愷和研發(fā)團隊成員們正對著仿真嘴，利用聲學分析儀做高信噪比產(chǎn)品的噪聲測試。

“快看，咱們傳感器的信噪比已經(jīng)達到70dB（分貝），AOP（最大聲壓級）達到135，處于行業(yè)領先水平。”看著聲學分析儀上顯示的數(shù)值，孫愷興奮地說。

“信噪比是指信號與噪聲的比例，信噪比越高，混在信號里的噪聲就越小，聲音的音質(zhì)就越好；聲壓級則是指麥克風在失真之前能處理聲音的最高聲級，聲壓級越高代表能處理的聲音越高?！睂O愷說，MEMS聲學傳感器在保障清晰音質(zhì)的同時，想要實現(xiàn)更遠距離的語音控制及隨聲定位等功能，就必須提高信噪比和最大錄音聲壓。

為了推動研發(fā)速度，加快產(chǎn)品迭代，敏芯公司成立了多個研發(fā)小組，針對每項產(chǎn)品連續(xù)開展“頭腦風暴”，進行成千上萬次試驗，不斷攀登行業(yè)巔峰。李剛告訴記者，公司近年定制開發(fā)的高頻、寬頻、小型化的特殊MEMS聲學傳感器有80多種，滿足了市場各類需求。

敏芯公司大量的產(chǎn)品輸出源自于不計成本的研發(fā)投入。公司2019年研發(fā)投入3567.04萬元，2020年研發(fā)投入4204.34萬元，2021年研發(fā)投入7561.86萬元；研發(fā)技術人員占公司員工總數(shù)超33%；研發(fā)支出占營業(yè)收入比重超21%。

成立15年來，敏芯公司堅持創(chuàng)新研發(fā)，目前已擁有自主研發(fā)、自有知識產(chǎn)權(quán)的多品類產(chǎn)品線，逐步成長為國內(nèi)為數(shù)不多的掌握多品類MEMS傳感器設計和制造工藝能力的企業(yè)。

“2021年，敏芯公司發(fā)明、實用新型專利數(shù)量較2020年分別增長150%、140%，研發(fā)人員數(shù)量同比增長40%；2022年上半年發(fā)明專利授權(quán)量是2021年全年的1.4倍。”在李剛看來，企業(yè)要保持生命力，僅靠模仿走不長遠，必須通過研發(fā)創(chuàng)新，不斷突破自我、超越對手，才能贏得未來。

強化自主可控

一個MEMS傳感器的制造分為芯片設計、晶圓廠代工制造、封裝、測試等核心環(huán)節(jié)?！叭绻耆蕾囃獠慨a(chǎn)業(yè)鏈，初創(chuàng)容易上量難，成本、規(guī)模優(yōu)勢也難以發(fā)揮，還會失去核心競爭力，無法避免陷入‘同質(zhì)化’競爭困境?！崩顒傉f，因為MEMS傳感器芯片的生產(chǎn)工藝具有較高的定制化特點，生產(chǎn)工藝要按需開發(fā)，制造、封裝、測試等環(huán)節(jié)尤為重要。

李剛對幾年前的一次封裝參數(shù)誤差事故記憶猶新。在外包的封測生產(chǎn)線上，因為參數(shù)誤差，導致已經(jīng)安裝在手機上的麥克風面臨失效危險?！奥晫W傳感器不同于別的零部件，它一旦失效，手機就無法使用。如果麥克風出現(xiàn)問題，需要照價賠償手機價值，這對于一個初創(chuàng)公司來說難以承受。產(chǎn)品要設計好，更要制造好、封裝好、測試好?！崩顒傉f。

幸運的是，這一批產(chǎn)品并沒有大面積發(fā)生故障。但這給公司敲響了警鐘，讓公司意識到，產(chǎn)業(yè)鏈必須自主可控。

2019年，敏芯公司投資建設了全資子公司，專注于MEMS封裝?！澳壳拔覀円黄?a target="_blank">封裝測試工廠已經(jīng)投入使用，MEMS傳感器封裝月產(chǎn)能達到4000萬只。明年上半年，二期工廠也將投入使用，單月封裝產(chǎn)能將有望提升到1億只。”李剛說。

如今，敏芯公司成功邁入國內(nèi)MEMS行業(yè)領軍企業(yè)梯隊，多種產(chǎn)品的應用場景已涵蓋消費電子、醫(yī)療、工業(yè)控制、汽車電子等領域。“這些年，公司以中低端應用為切入口，在激烈的市場競爭中存活了下來。目前，公司正在努力打入國際知名消費類電子品牌大客戶的供應鏈體系。”李剛說，在研發(fā)創(chuàng)新上，敏芯公司正快馬加鞭不斷突破；在全產(chǎn)業(yè)鏈構(gòu)建上，企業(yè)也在不斷完善、補齊短板，確保供貨能力跟上，發(fā)揮供應鏈優(yōu)勢。

審核編輯黃昊宇