近日,怀柔仪器和传感器硬科技孵化器传来喜讯——北京易感芯科技有限公司(简称“易感芯”)成功攻克高精度MEMS惯性传感器全工艺链核心技术。其生产的“微型感知芯片传感器”厚度仅几毫米,堪称无人机、自动驾驶等智能装备的“运动感知神经”,能实时测量速度、加速度、角速度等数据,精准捕捉设备运动姿态,让装备“知道自己在哪、如何移动”。其量产良率超90%、成本较以往下降80%-90%,实现国产化替代,为国产智能装备提供了经济可靠的“中国芯”。
易感芯自动探针台,用于对MEMS芯片进行电学性能的精密测试。
简单而言,MEMS惯性传感器如同智能装备的“神经末梢”:小到无人机悬停、自动驾驶规划路线,大到工业机器人抓取零件,它都能实时“感知”设备的速度、加速度、旋转角度(角速度),甚至计算出倾斜偏差(姿态),是保障装备“不摔机、不跑偏”的核心部件。
“国内智能装备此前多采用光纤、激光或机械陀螺技术制造传感器,但这些‘老物件’体积偏大——用在无人机上比飞控板还大,挤占了电池和摄像头空间;能耗也高,以光纤陀螺为例,通常在几千毫瓦量级,与之相比,采用MEMS智能惯性传感器,能耗仅需几十毫瓦,可满足无人机长续航的应用需求。此外,单颗传感器价格超万元,难以实现大规模应用。”北京易感芯科技有限公司总经理郭俊杰介绍。
国际上早已用MEMS芯片传感器替代传统方案——其体积仅如芯片大小、成本降低80%,能完美适配智能装备需求。但国内企业长期缺乏自主设计能力,多依赖国外技术路径;制造环节受限于核心封装工艺难度,难以完成晶圆级真空封装,产品良率不足60%,国产高精度芯片传感器的产业化进程一度受阻。
易感芯工作人员操作自动探针台对MEMS芯片阵列进行电学性能测试。
易感芯以“设计-制造-量产”全链条自主创新为突破口,扎实推进技术落地。设计端,易感芯自主研发梳齿、三明治结构,可根据应用场景需求定制不同灵敏度的产品;制造端,晶圆级真空封装曾是行业痛点——此前封装材料与芯片核心材料热胀冷缩不同步,温度变化时数据易出现紊乱。易感芯为传感器打造了一件“弹性外套”——玻璃-硅复合盖板,让两种材料胀缩节奏同步,彻底解决相互拉扯问题。如今,该传感器无论在东北零下40℃的寒冬,还是沙漠125℃的酷暑环境中,数据误差均小于千分之一,性能比肩国际水平;量产端,依托全链条自主技术,易感芯将产品良率从行业平均不足60%提升至90%以上,生产成本降低80%-90%,单条产线年产能达百万颗级,为国产化替代奠定了坚实的产业化基础。
易感芯的成长,深深扎根于怀柔科学城的创新生态。怀柔正着力打造战略设施聚集高地、创新生态涵养高地、科技成果转化高地,通过搭建硬科技孵化平台,为企业提供全周期支持。“我们依托中科院半导体所30年MEMS工艺积累,快速完成了实验室技术的产业化转化。”郭俊杰表示,“怀柔不仅提供了天使轮资金,园区还配套了专业测试中心及高精尖设备,解决了初创企业精密测试难题。”
目前,易感芯的高精度MEMS加速度计已进入产品定型阶段,正在多家头部车企测试验证,市场拓展进一步提速。企业将持续优化工艺,提升长期稳定性与可靠性,以更优性价比的国产方案,为自动驾驶、工业机器人等领域的智能化升级提供“中国芯”支撑。