中科銀河芯：高性能傳感器芯片助力芯片國產(chǎn)化

 近日，中科銀河芯對外宣布于今年7月完成數(shù)千萬元Pre-A輪融資，由中科院創(chuàng)投領投，南京動平衡、三峽鑫泰、北京科微創(chuàng)投共同跟投，將主要用于技術研發(fā)、產(chǎn)品線擴展及部分產(chǎn)品量產(chǎn)，并進一步引進高端人才。中科銀河芯是來自中科院微電子所的創(chuàng)業(yè)團隊，此前，中科銀河芯曾在2018年獲中科創(chuàng)星數(shù)百萬元的天使輪融資。

2017年，全球傳感器規(guī)模近2000億美元，其中，中國增長最快，未來5年復合增長率超過30%。根據(jù)工信部在2017年12月發(fā)布的《傳感器產(chǎn)業(yè)三年行動指南》，2021年國內(nèi)市場規(guī)模超過5900億人民幣。而隨著上半年的華為禁令、日本對韓國半導體企業(yè)發(fā)出出口禁令以及半導體企業(yè)搶占科創(chuàng)板等一系列事件，中國傳感器行業(yè)，將迎來更快也更嚴峻的發(fā)展周期。

傳感器是一類將環(huán)境中的自然信號轉(zhuǎn)換為電信號，以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求的的半導體器件。測量對象包括聲、光、磁、力、溫度、濕度、位置等信號。隨著自動化進程的深入和物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的飛速發(fā)展，傳感器的種類日益繁多，應用范圍也不斷擴大，早已滲透到現(xiàn)代生產(chǎn)、生活的各個領域。可以說，幾乎每一個現(xiàn)代化項目，都離不開各種各樣的傳感器。

全球和中國傳感器市場規(guī)模及分布

作為最基本、最常見的物理量之一，溫度指標在各行各業(yè)，尤其是電子電氣、環(huán)境監(jiān)測中具有重要的作用，數(shù)量居各類傳感器前列。盡管目前正向微型化、數(shù)字化、高精度、低功耗、智能化、網(wǎng)絡化發(fā)展的新型溫度傳感器，對比傳統(tǒng)的熱敏電阻傳感器，由于采用高集成度設計和數(shù)字化處理，在可靠性、抗干擾能力以及器件微小化方面都有明顯的優(yōu)點，但還是存在測量范圍有限、復雜環(huán)境下精度較差、因測量管芯溫度而對位置有所要求;成本高;有延時等不足。

郭桂良表示，隨著工農(nóng)業(yè)的發(fā)展，復雜環(huán)境下對溫度的精度要求越來越高，這需要國產(chǎn)化傳感器有更高的競爭力。而除了不同場景的精度要求，一些細分領域里的多指標協(xié)同監(jiān)測也極其重要。比如作為全球第一大糧食生產(chǎn)國，我國糧食年產(chǎn)量達1.2萬億斤。一直以來，糧食儲藏都是一個很大的問題。由于技術條件的限制，目前的糧情監(jiān)測方案，最主要還是依靠分布式多點監(jiān)測溫度和倉內(nèi)固定幾點監(jiān)測濕度的方案來監(jiān)測糧食的儲藏情況。

但事實上，目前單溫度檢測系統(tǒng)監(jiān)測不到糧食水分，只能在糧食霉變升溫已經(jīng)造成損失后再介入處理。這種間接的、被動的、事后的方法，且不能檢測出糧食的具體含水量，會造成一定的損失。而溫度水分一體實時監(jiān)測，則可以提前介入，定量的測定糧食的含水量，更好的預防糧食的霉變，更好的儲糧、保糧;對我國智能化糧庫的建設、提高糧食品質(zhì)、提高糧食安全、科學儲糧等方面都具有十分重要的意義。

據(jù)了解，中科銀河芯產(chǎn)品覆蓋溫濕水傳感器系列、壓力傳感器系列、單總線芯片系列(主要是標簽芯片)三個方向，以傳感單元+信號調(diào)理的基本架構，核心技術包括國內(nèi)唯一的單芯片水分溫度檢測技術、高精度溫濕度檢測技術、無線測溫技術、傳感器校正技術、增強型單總線通信技術、大批量溫度標定測試技術等，同時擁有軟件設計能力、射頻芯片設計能力、系統(tǒng)研發(fā)能力。其中定位糧情行業(yè)的溫度水分一體化傳感器是業(yè)界首款該類傳感器。

團隊充分分析了目前糧清測溫行業(yè)的痛點，結合單總線技術、高精度溫度傳感器技術、傳感器標定技術等核心技術，可以充分解決目前糧食行業(yè)痛點。并與業(yè)內(nèi)標桿企業(yè)北京佳華儲良合作開發(fā)出了糧情溫度水分監(jiān)測系統(tǒng)，提供完整解決方案，幫助下游線纜客戶盡快升級改造目前單溫度檢測系統(tǒng)，有望在短時間內(nèi)升級整個國內(nèi)糧情監(jiān)測系統(tǒng)。

今年上半年，中科銀河芯已成功量產(chǎn)高精度溫度傳感器芯片GX18B20H和GX20MH01，最高精度達到±0.1℃，可廣泛應用于醫(yī)療電子、藥品儲藏、高精度工業(yè)測量等領域，該產(chǎn)品得到了客戶的廣泛認可。同期成功研發(fā)出帶有存儲功能的溫度傳感器芯片GX20ME04，該芯片是一款具有1024bit存儲空間的分布式溫度傳感器芯片，每顆芯片具有全球唯一64位ID碼;每顆芯片具有1024bit的存儲空間可用于存儲二次校準溫度信息或者用戶自定義信息。工作在溫度校正模式時，可在128℃的溫度范圍內(nèi)每0.5℃溫區(qū)調(diào)節(jié)-0.4375℃~+0.4375℃，校準步進0.0625℃，可使傳感器在極寬的溫度范圍內(nèi)達到0.1℃的精度。GX20ME04在-10℃~+70℃范圍內(nèi)的出廠不二次校準精度可以達到±0.4℃。芯片靜態(tài)待機功耗小于1uA。

此外，其水分傳感器芯片已經(jīng)在糧、土壤等領域開展應用方案的研發(fā)，開始規(guī)模測試。知識產(chǎn)權包括授權發(fā)明專利1項，實質(zhì)審查階段發(fā)明專利3項;實用新型專利1項;集成電路布圖專利4項;軟件著作權授權5項。其它產(chǎn)品包括分布式溫濕度傳感器芯片、單芯片RFID+溫度芯片、單芯片壓力傳感器、單總線系列芯片等。涵蓋汽車電子、工業(yè)領域、智能制造領域、通信領域以及物聯(lián)網(wǎng)等領域。核心芯片開發(fā)人員10位，技術人員二十余人，可以同時開發(fā)3~4款傳感器或者模擬混合信號類芯片產(chǎn)品。目前合作客戶包括中儲糧5家A級供應商、華脈、科信、碩人等。

據(jù)中科銀河芯CEO郭桂良介紹，對比傳統(tǒng)的結構型傳感器和固體型傳感器，如今的智能型傳感器，除了采集精度上的更高標準外，還具有采集、處理、交換信息的能力。目前國內(nèi)中高端傳感器95%依賴進口，90%以上的芯片依賴國外技術。尤其在應用最廣泛、市場需求量最大的溫度傳感器、濕度傳感器、壓力傳感器等相關領域，不僅高精度高分辨率的產(chǎn)品很少， 滿足實際場景應用的一體化、智能化的產(chǎn)品也亟待上市。中科銀河芯核心技術團隊來自中科院微電子研究所，除了此前曾參與過包括國家重大專項、863計劃、自然科學基金重點項目等多個科研項目，也擁有從產(chǎn)品選型、芯片開發(fā)、產(chǎn)品應用、市場開拓、客戶技術支持、量產(chǎn)測試等所有環(huán)節(jié)實際項目經(jīng)驗。