高端图像传感器里的“中国名片”

王欣洋在介绍长光辰芯设计研发的CMOS图像传感器产品。

如果说摄像头像人类的眼睛，那么CMOS图像传感器就像人眼的视网膜。在我国高端装备领域，如此关键的元器件却长期被国外垄断。

近年来，这一局面正在被打破。2012年，中国科学院长春光学精密机械与物理研究所（以下简称长春光机所）通过从欧洲引进CMOS研发团队，成立长春长光辰芯光电技术有限公司（以下简称长光辰芯）。

12月22日，长光辰芯总经理王欣洋在接受《中国科学报》采访时表示：“长光辰芯在成立的8年时间里，CMOS 图像传感器产品已经在科学、工业、医疗等多个领域得到应用。未来，我们希望可以进一步带动我国CMOS上下游产业的快速发展。”

回国创业

博士毕业后，王欣洋先后供职于多家图像传感器领域的知名公司，参与设计了多款CMOS图像传感器，并成为其中一家初创公司的股东。

“在国外，我只是一个打工者，没有决策权。”王欣洋告诉记者，“一次回国考察的机会，坚定了我回国创业的决心。”

长春光机所被誉为新中国“光学的摇篮”。长春光机所党委副书记金宏说：“长春光机所不缺乏先进的光学技术，但只有技术还不行，我们需要探索一条从核心技术到成果转化的成功之路。”

这也是长春吸引王欣洋的地方，哈尔滨出生的他对东北颇有情怀。2012年9月，王欣洋回国成立长光辰芯。

“如果说当时回国是一时冲动，而今看来回国是对的。”作为长光辰芯的创始人，王欣洋表示，虽然从地域上来看，长春未必是最适合微电子公司发展的土壤，但是长春光机所在光电系统研发领域的经验以及在行业领域的资源，都为长光辰芯发展提供了有力的支持。

创业8年，长光辰芯的核心团队一直保持着积极向上的高度凝聚力，先后在日本、比利时、杭州成立子公司。

瞄准高端

长光辰芯的研发和产品如何布局？公司成立初期，王欣洋带领团队对国内市场进行了充分调研，最后瞄准高端装备制造领域的高性能CMOS图像传感器的研发和产业化。

长光辰芯的研发团队先后攻克了低噪声全局快门像素设计、背照式芯片制造等多项核心技术，发布了一系列具有超高分辨率、低噪声、高动态范围、超高速等特点的CMOS图像传感器产品。2014年3月，长光辰芯发布的一枚长167.6毫米、宽30.1毫米的CMOS图像传感器GMAX3005，可以提供1.5亿像素黑白影像。

王欣洋介绍道，高分辨率、大靶面（感光面积）是GMAX系列CMOS图像传感器的显著特点，可应用于高分辨率工业检测领域，如平板显示器（FPD）检测、半导体检测、工厂自动化检测等，满足用户对动态目标高清成像的应用需求。

在国外，王欣洋曾参与主导了多个工业级CMOS图像传感器的项目，这也与欧洲工业产品领域定制用户为主有关。然而，长光辰芯在成立之初，收到的定制订单并不多，王欣洋认为，主要是受限于国内企业规模、资金实力和对新产品研发的观念。

对此，王欣洋颇有信心，他表示，长光辰芯的核心还是产品，只要多给我们一些时间，通过不断地雕琢技术和产品，最终会赢得多数国内用户的认可。

不久前，国内工业相机企业使用长光辰芯设计的全局快门CMOS系列芯片，开发了相应的工业检测相机产品，并用于工业检测、快递扫描、机器视觉等多个领域。王欣洋认为，这也是工业用户对长光辰芯的认可。

助力产业

日前，中科院科技促进发展局在长春组织召开了弘光专项“面向高端装备制造的系列化CMOS图像传感器”阶段评估会议，参与评估的专家一致认为该项目全面实现了预期目标。该项目2019年立项启动，长春光机所为项目依托单位，长光辰芯为成果转化主体单位和产品市场推广单位。

中科院科技促进发展局高技术处副处长秦承虎介绍：“弘光专项按节点目标进行阶段性评估，实行经费全额后补助。”

一款CMOS芯片从想法变成产品，需要晶圆加工、陶瓷封装壳、玻璃盖片、光学镜头、后背系统和图像处理等产业的支持。长光辰芯主要从事芯片的设计工作，也需要寻找合适的供应商。

2016年成立的长春长光圆辰微电子技术有限公司（以下简称长光圆辰）就是长光辰芯的供应商之一，这是一家半导体制造企业，专注于背照式CMOS图像传感器晶圆加工。

在需求的牵引下，长春光机所孵化了一批高科技企业。长春光机所所务委员孙守红告诉《中国科学报》：“我们正在打造技术研发、成果转化、企业发展、资本运作、技术研发的自循环发展格局。”

孙守红介绍道，长春光机所的产业体系以光电子技术为核心竞争力，投资了74家企业，其中奥普光电已于2010年上市。如今，长春光机所投资的企业已经形成三阶IPO（首次公开募股）梯队，研究所将有序推进企业上市工作。

在吉林省政府和长春光机所共同建立的吉林省光电子产业孵化器内，记者看到长春光机所孵化的10多家企业入驻于此。长春长光智欧科技有限公司总经理管海军介绍：“我们瞄准基因测序市场的需求，与华大基因合作，实现了当前世界最高通量10000G基因测序仪的研制和生产。”

孙守红透露：“2020年，长春光机所孵化产业的经济体量已经超20亿元。未来，长春光机所还将发挥学科优势，推进交叉领域合作，打造特色产业园区，促进企业集群式发展。”（记者 沈春蕾）

来源： 《中国科学报》

不只是芯片！国产传感器发展现状，文末附细分市场十大优秀企业

美国真是穷尽一切手段打压遏制妖魔化中国。

2021年12月15日美国又将8家中国科技公司列入投资黑名单，这已经不知道是第几次对中国科技产业进行的打压举措。

据香港《南华早报》报道，当地时间12月16日，美国财政部宣布，将包括人工智能巨头旷视科技在内的8家中国企业列入投资黑名单。

芯片等半导体器件的制裁因华为手机被迫停产等事件而被大众关注，然而中国缺乏自主生产能力的高科技产业何止芯片？中国80%中高端传感器市场都是国外产品把持！纵观全世界，传感器的主要供应商还是海外巨头，排名前十的传感器公司，全部是海外公司把持着高端传感器市场。可见，国产传感器技术和国外进口流量计还是具有一定的差距。

全球MEMS传感器厂商排名前30位

我国传感器发展状况

我国早在20世纪60年代就开始涉足传感器制造业。

传感器为提升我国现代化信息技术的发展，推动产业化发展提供了一个突破点。 放在全球范围来看，其实我国的传感器总体起步比较晚，我国与国外的技术差距较大，而如今正是由传统向新型传感器转型的关键环节，在布局得当的情况下即有可能实现弯道超车。 从技术研发，设计方案，传感器产业已经发展成为一个完整的产业链体系。

传感器的运用也主要是以中高端为主，但部分细分化领域的技术也开始位居世界一流水平。目前，中国传感器产业正处于由传统型向新型传感器发展的关键阶段，它体现了新型传感器向微型化、多功能化、数字化、智能化、系统化和网络化发展的总趋势。

然而，在传感器迎来春天的时候，中国公众看到的似乎仍然是国外半导体巨头的盛宴。业内人士认为，虽然中国的传感器市场发展很快，但本土传感器技术与世界水平相比仍存在很大差距。

这种差距，一方面表现为传感器在感知信息方面的落后 ，另一方面，则表现为传感器自身在智能化和网络化方面的技术落后 。由于没有形成足够的规模化应用，导致国内的传感器不仅技术低，而且价格高，在市场上很难有竞争力。

目前全球传感器市场主要由美国、日本、德国的几家龙头公司主导。美国、日本、德国及中国合计占据全球传感器市场份额的71%，其中中国占比约11%。与全世界生产的超过2万种产品品种相比，中国国内仅能生产其中的约1/3，整体技术含量也较低，是目前急需改变的一个状态。

中国传感器发展与国外差距

国内传感器厂商占据中低端市场，从发展态势看，国内传感器厂商有三种情况：

一、民营或合资企业的产品占据了中低端市场；

传统技术和装备手段可以满足绝大多数产品的制造要求，市场发展状态良好。除个别厂家在个别品种方面将国外生产的芯片拿到国内封装出相关产品、占据市场较大份额外，其他高端产品均是国外厂商在垄断。

二、随着物联网等新兴产业的兴起，传感器产业成为世界各国在高新技术发展中争夺的一个重要领域；

近年来我国传感器产业快速增长，应用模式也日渐成熟。但由于产业档次偏低、技术创新能力较差，国内传感器产业呈现低端过剩、中高端被国外垄断的市场格局。传感器技术发展滞后已掣肘国内战略性新兴产业的顺利推进。

目前从材料、器件、系统到网络我国已形成较为完整的传感器产业链。在网络接口、传感器与网络通信融合、物联网体系架构等方面取得较大进展。但产业档次偏低、企业规模小、技术创新能力差，很多企业只是引进国外元件进行加工，同质化严重。

而生产装备落后、工艺不稳定等造成产品指标分散、稳定性差。模仿产品在敏捷度方面也不尽如人意。在相对突出的领域，却忽略了工业化基础性开发，商品化开发严重滞后。

目前我国传感器产品约6000种左右，而国外已达20000多个，远远满足不了国内市场需求。中高端传感器进口占比达80%，传感器芯片进口更是达90%，国产化缺口巨大。其中数字化、智能化、微型化等高新技术产品严重短缺。国家重大装备所需的高端产品主要依赖进口。

而涉及国家安全和重大工程所需的传感器及智能化仪器仪表，国外对我国往往采取限制。外资企业产品占据国内高端市场绝大多数的市场份额，并将会在今后很长一段时间内持续把持高端市场，这种势头在短期内不会得到根本转变。

三、国有企业发展处于平稳增长状态，总体上跟不上国外最新技术发展的步伐，除少数厂家外，总体差距有扩大的趋势。

这是因为传感器技术发展快，工艺和制造设备更新快，许多新设备国内厂商无法制造等原因造成的。并且设备的单台价格少则几十万美元，多则数百万美元，绝大多数厂家靠自身积累很难购买新型设备，致使在许多新技术、新工艺方面无法跟上国外企业飞速发展的步伐。

国内传感器行业现状

我国传感器制造行业以中小企业为主

我国传感器制造行业以中小企业为主。由于小型企业规模较小，受到资金和人才限制影响，技术水平较低，多数集中于低端产品的生产，以价格竞争为主;高端产品集中在龙头企业及外资企业之中，以技术竞争和品牌竞争为主。

中国大致从1980年以后开始重视传感器技术的研究。 经过多年的努力，在传感器研究方面的发展水平还算是比较好的。但是，在产品化方面的技术进步还不是很理想，很多传感器技术，其实国内的实验室研究水平并不是很差，可惜未能充分利用，没有转化为进入市场的成熟产品。

相比于比较大型的仪器设备，传感器在产品化过程中需要的投资一般不是很大，所以比较适合小型企业投资。在这方面，中国应该是有优势的。然而，如果从另外一个方面考虑，这也是一个短处。

传感器行业的一个特点是，传感器本身技术含量高，但单只传感器的价格一般不高。此特点导致的一个结果是，尽管传感器的技术附加值高，但单纯依赖传感器很难形成可观的产值。

我国传感器发展差距的主要原因

一、核心制造技术严重滞后于国外，国内产品差强人意。

国外传感器的新技术、新产品、新工艺、新材料不断涌现，传感器数字化、智能化、微型化已成趋势，大多数产品已变成现实，且在不断完善、不断升级。

而我国的传感器虽然所涉足的研究开发领域基本与国外相差无几，但由于在某些核心制造工艺技术上还严重滞后于国外，所以在深度和广度上差异较大，主要表现为：

1、产品品种不全、规格少，新品欠缺。

我国目前传感器产品品种数为6000个左右，而国外已达20000多个，产品品种满足率仅在60%-70%左右，远远满足不了国内传感器市场需求。

从行业产品结构看，老产品比例占60%以上，新产品缺少，高新技术类产品更少，数字化、智能化、微型化产品严重欠缺从总体看，品种不配套、系列不全、低档产品多、高档产品少、缺乏市场竟争力。

2、科技创新差，拥有自主知识产权的产品少。

企业自主开发与技术创新能力差。由于多种因素影响，国内企业仍以手工方式生产技术含量低或国外已停产的产品。

很多新公司就是国外产品的推销商和代理商，在多数院校和研究院所中，对高技术的跟踪和对高技术附加值产品的研发能力还是可以的，但其成果以样品居多，距产业化较远， 自主开发和拥有自主知识产权的科研成果不多。

二、工艺装备落后，产品质量差。

经过多年开发，虽然研制出一批工艺和产品，但由于批产工艺的稳定性、可靠性问题没有得到根本解决，限制了其应用领域和产业的发展有些高性能产品，不是靠工艺保证，而是靠筛选分档。

从技术角度看，由于国内传感器生产工艺与工艺设备相对落后，微机械加工技术和封装技术不够先进，手工操作比较多，检测手段不规范等等，造成主要性能指标和国外差1-2个数量级，使用寿命差2-3个数量级。

因此，在化工、电站、冶金、石油、环保、机械等领域重大工程中，许多高性能传感器仍依赖于进口。

三、人才资源匮乏，产业发展不足。

传感器及其产业的特点之一是技术密集，由于技术密集，也自然要求人才密集。

从目前国内的情况看，能够适应当今传感器技术发展需求的具有高水平的科研队伍及中青年科技专家、技术管干、学术带头人相对缺乏，使行业技术更新换代步伐慢，产业发展后劲不足。

四、统筹规划不足，投资力度不够。

目前存在的问题是重复分散、统筹规划不足，科研投资强度偏低，科研设备落后，科研和生产脱节，影响了科研成果的转化，使我国传感器产品综合实力较低。

其次是由于政府重视不够, 在信息技术发展的过程中, 对传感器技术重要性的认识滞后于计算机技术和通讯技术, 发展需求的资源投入规模和强度太小, 使传感器技术的发展速度缓慢, 牵制了信息技术的飞速发展。

我国传感器产业分布状况

目前我国传感器企业正努力追赶国外企业，并出现区域的传感器企业集群，企业主要集中在长三角地区，并逐渐形成以北京、上海、南京、深圳、沈阳和西安等中心城市为主的区域空间布局。

长三角区域 ：以上海、无锡、南京为中心。逐渐形成包括热敏、磁敏、图像、称重、光电、温度、气敏等较为完备的传感器生产体系及产业配套。

珠三角区域 ：以深圳中心城市为中心。由附近中小城市的外资企业组成以热敏、磁敏、超声波、称重为主的传感器产业体系。

东北地区 ：以沈阳、长春、哈尔滨为主。主要生产MEMS力敏传感器、气敏传感器、湿敏传感器。

京津区域： 主要以高校为主。从事新型传感器的研发，在某些领域填补国内空白。北京已建立微米/纳米国家重点实验室。

中部地区： 以郑州、武汉、太原为主。产学研紧密结合的模式，在PTC/NTC热敏电阻、感应式数字液位传感器和气体传感器等产业方面发展态势良好。

从应用领域来看，工业、汽车电子、通信电子、消费电子四部分是传感器最大的市场。国内工业和汽车电子产品领域的传感器占比约42%左右，而发展最快的是汽车电子和通信电子应用市场。

我国传感器产业未来将遵循的五大方向：

1、以工业控制、汽车、通讯信息业、环保为重点服务领域；

2、以传感器、弹性元件、光学元件、专用电路为重点对象，发展具有自主知识产权的原创性技术和产品；

3、以增加品种、提高质量和经济效益为主要目标，加速产业化，使国产传感器的品种占有率达到70%——80%，高档产品达60%以上；

4、以MEMS(微机电系统)工艺为基础；

5、以集成化、智能化和网络化技术为依托，加强制造工艺和新型传感器和仪表元器件的开发，使主导产品达到和接近国外同类产品的先进水平。

国内是十大传感器企业

目前中国传感器产业无论是在产值，还是在重视程度上，都无法与芯片产业媲美。这既有发展优先级的原因，也有基于对国民生活影响程度的考虑。

有机构做出预测，到2030年，中国芯片产业将有可能赶上国际先进水平。

附录： 国内MEMS各细分领域优秀企业

压力传感器（排名不分先后）

序号

公司名称

属地

1

盾安传感科技有限公司

浙江省绍兴市

2

麦克风传感器股份有限公司

陕西省宝鸡市

3

苏州敏芯微电子技术股份有限公司

江苏省苏州市

4

美泰电子科技有限公司

河北省石家庄市

5

昆山双桥传感器测控技术有限公司

江苏省昆山市

6

无锡市纳微电子有限公司

江苏省无锡市

7

北京青鸟元芯微系统科技有限责任公司

北京市

8

龙微科技无锡有限公司

江苏省无锡市

9

苏州纳芯微电子股份有限公司

江苏省苏州市

10

苏州感芯微系统技术有限公司

江苏省苏州市

惯性（组合）传感器十大企业（排名不分先后）

序号

公司名称

属地

1

北京星网宇达科技股份有限公司

北京市

2

深迪半导体（上海）有限公司

上海市

3

美新半导体（无锡）有限公司

江苏省无锡市

4

上海矽睿科技有限公司

上海市

5

北京耐威科技股份有限公司

北京市

6

美泰电子科技有限公司

河北省石家庄市

7

西安中星测控有限公司

陕西省西安市

8

苏州明皜传感科技有限公司

江苏省苏州市

9

安徽北方芯动联科微系统技术有限公司

安徽省蚌埠市

10

杭州士兰微电子股份有限公司

浙江省杭州市

射频（RF）MEMS器件十大企业（排名不分先后）

序号

公司名称

属地

1

苏州能讯高能半导体有限公司

江苏省苏州市

2

北京中科汉天下电子技术有限公司

北京市

3

诺思（天津）微信系统有限责任公司

天津市

4

深圳飞骧科技有限公司

广东省深圳市

5

锐迪科微电子（上海）有限公司

上海市

6

唯捷创芯（天津）电子技术股份有限公司

天津市

7

美泰电子科技有限公司

河北省石家庄市

8

江苏微远芯微系统技术有限公司

江苏省南通市

9

苏州希美微纳系统有限公司

江苏省苏州市

10

北京时代民芯科技有限公司

北京市

MEMS麦克风十大企业（排名不分先后）

序号

公司名称

属地

1

歌尔股份有限公司

山东省潍坊市

2

杭州士兰微电子股份有限公司

浙江省杭州市

3

瑞声科技控股有限公司

江苏省常州市

4

共达电声股份有限公司

山东省潍坊市

5

无锡芯奥微传感技术有限公司

江苏省无锡市

6

苏州敏芯微电子技术有限公司

江苏省苏州市

7

汉得利（常州）电子股份有限公司

江苏省常州市

8

深迪半导体（上海）有限公司

上海市

9

华景传感科技（无锡）有限公司

江苏省无锡市

10

上海微联传感科技有限公司

上海市

非制冷红外热成像和探测器十大企业（排名不分先后）

序号

公司名称

属地

1

浙江大立科技股份有限公司

浙江省杭州市

2

上海丽恒光微电子科技有限公司

上海市

3

武汉高德红外股份有限公司

湖北省武汉市

4

烟台睿创微纳技术股份有限公司

山东省烟台市

5

广州飒特红外股份有限公司

广东省广州市

6

北方广微科技有限公司

北京市

7

北方夜视技术股份有限公司

云南省昆明市

8

上海巨哥电子科技有限公司

上海市

9

武汉高芯科技有限公司

湖北省武汉市

10

烟台艾睿光电科技有限公司

山东省烟台市

气体传感器十大企业（排名不分先后）

序号

公司名称

属地

1

武汉巨正环保科技有限公司

湖北省武汉市

2

汉威科技集团股份有限公司

河南省郑州市

3

合肥科迈捷智能传感技术有限公司

安徽省合肥市

4

苏州慧闻纳米科技有限公司

江苏省苏州市

5

合肥微纳传感技术有限公司

安徽省合肥市

6

武汉微纳传感技术有限公司

湖北省武汉市

7

苏州诺联芯电子科技有限公司

江苏省苏州市

8

深证市戴维莱传感技术开发有限公司

广东省深圳市

9

苏州麦茂思传感技术有限公司

江苏省苏州市

10

苏州钽氪电子科技有限公司

江苏省苏州市

数据来源：赛迪顾问《2021年中国MEMS传感器潜力市场暨细分领域优秀本土企业》

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