中高端环境传感器市场高速增长，中科银河芯如何在国产替代中站立潮头

随着智能物联网时代来临,传感器作为物联网技术最重要的数据采集入口预期同步受益。据CCID数据显示,2020年中国传感器市场规模达到2510.3亿元,市场规模巨大,未来3-5年中国市场仍然保持10%以上的较高速度增长,考虑到去年以来海外大厂的传感器芯片供货吃紧,地缘政治引发的贸易摩擦,中国国产供应链自主安全,国产替代的需求十分迫切。

根据Markets and Markets最新报告显示,全球温度传感器市场规模预计将从2021年的59亿美元增长到2028年的80亿美元,从2021年到2028年的复合年增长率(CAGR)为4.5%。消费电子和医疗保健等行业对集成到可穿戴手环、智能 手机 和患者监测设备中的温度传感器的持续需求正在推动温度传感器市场的增长。亚太地区在2020年占温度传感器市场的最大份额,接近46%,中国、印度、韩国和日本是主要温度传感器的需求市场。

此外,智能家居领域,人们对于舒适性、宜居的智能家居需求,引发了他们对于测量湿度的加湿器、空气净化器需求增加。在智能 家电 领域,从冰箱到空调对于温湿度传感器的需求都在显著上升。以往在这些领域,盛思锐、博世、霍尼韦尔等国际厂商占据着显著的市场份额,但是近期中国本土的 科技 创新企业中科银河芯的产品受到了广泛的关注。

“2021年,无论是温度传感器、温湿度传感器还是单总线类产品,中科银河芯都取得快速的增长。”中科银河芯CEO郭桂良对记者表示,“温湿度传感器细分应用市场拓展顺利,最先在智慧农业领域大规模应用,然后扩展到工业、服务器领域,现在最新拓展到消费类应用。”

中科银河芯的拳头产品是什么?它的优势和工作原理是什么?为何能在传感器芯片缺货的当下,实现对国外同类型温湿度传感器、单总线产品的替代?未来的发展规划如何?中科银河芯CEO郭桂良给我们带来了精彩的解读。

图:中科银河芯CEO郭桂良

突破关键性能和产品一致性挑战 中科银河芯三大产品线发力

成立于2018年1月,中科银河芯是一家由中科院微电子所孵化的专注于半导体传感芯片设计的企业。历经三年的自主研发和持续发展,中科银河芯形成了三条主要产品线。

首先,温度传感器产品线,GX18B20温度传感器系列产品可应用于智慧农业、工业设备温度采集,具备可编程分辨率和单总线特点,分辨率达0.0625℃;第二、温湿度传感器产品GXHT30可以应用在智能家居、物联网、智能仓储、冷链物流等领域;三是单总线电子标签芯片,GX2431、GX28E01为代表型号,可以应用于智能光纤ODN设备、打印机墨盒、 FPGA加密仪器设备加密认证等领域。

单总线系列产品 GX2431

中科银河芯CEO郭桂良表示:“2021年,中国温度传感器市场快速增长,温度传感器向高速度、低功耗、小体积趋势迈进,我们现在最小的温度传感器体积做到了0.75 x 0.75mm,转换功耗做到了7μA,速度做到了2ms,这几乎是业内最快的转换速度。”

温度传感器系列产品GX18B20

据悉,在今年上海慕尼黑电子展上,中科银河芯发布了三款芯片:高精度快速测温温度传感器芯片GXTS02S具有高速低功耗的特点;高精度温湿度传感器芯片GXHT30/GXHT30A/GXHTC3,具有高精度小体积的特点;SPI接口快速测温芯片GX122则是具有通信速度最高特点。三款芯片主要针对智能家居等消费电子场景和市场需求,

SPI接口快速测温芯片GX122

郭桂良指出,单总线快速温度传感器,低功耗、高速率和高精度是主要发展方向。中科银河芯今年正式发布了单总线快速温度传感器芯片GX1831,芯片采用标准单总线通讯,芯片具有-55℃～+125℃的测温范围,最高测温精度可达±0.1℃;芯片具有极快的温度转换速度和温度稳定速度,最快温度转换速度可达1.5ms,达到业内最高水准。

除了在功耗、速度和精度上比肩国外产品外,中科银河芯的传感器产品一致性达到98%以上。郭桂良表示,有感于国内传感器芯片的品质参差不齐,中科银河芯的产品在追求一致性上,从设计和测试两个方面入手,设计上采用先进的工艺,先进的芯片设计方法和封装形式。比如高精度温湿度传感器芯片GXHT30,通过I2C接口提供16位高精度数字温度、湿度输出,I2C通信速度高达1MHz,芯片采用小型化封装2.5mm*2.5mm、2mm*2mm,令这款芯片可以在多种应用场景使用。又比如对于物联网应用,公司提供产品多采用DFN和MSOP8的这种贴片式封装;针对可穿戴产品,中科银河芯提供给客户WLCSP小封装形式,满足不同场景的应用需求。

在产品测试上,中科银河芯建立一套自主研发的标定流程,这个流程和和标定算法,已经经过了千万级的传感器的验证,成为企业的核心技术之一。郭桂良认为,温湿度传感器更广泛的应用场景为白色家电、智能家居,市场前景向好。随着公司在工业、智慧农业领域的发展,供应链水平逐步提升,供货水平、管理水平、测试能力都逐步达到消费电子领域的需求,就有足够的能力进入消费应用市场。

扩充产线+加强备货,应对客户需求增长

“从去年开始,芯片上游的晶圆、封装都出现了供应紧张的状况,某个芯片海外大厂的交货周期已经长达20周以上。” 郭桂良分析说,“中科银河芯自2018年成立以来,就与多个晶圆代工厂合作,建立自有的供应链系统,供应链是相对稳定的。我们现在几乎所有的产品供货都在两周到四周之间,很多都是有现货的。”

之前,面对芯片行业的供货短缺现状,郭桂良曾表示:“很多 汽车 、手机摄像头芯片都用到8英寸产线,8英寸产线的紧张状态,势必要占掉其他产线的产能,也影响到了其他领域,目前有的厂家甚至12周以后才能交货。由于我们前期准备比较充分,可以从容应对。”

郭桂良透露,中科银河芯开启新一轮融资,融资最重要的目标是建立更加完整的和快速的供应链体系,另外公司也在建立自动化工厂,持续在品质和供货提升能力。鉴于中科银河芯的高品质、可靠性产品和交付及时,国家电网、服务器厂商已经向他们抛出了橄榄枝,这家公司陆续接到订单,开始批量出货。

11月15日,北京中科银河芯科技有限公司凭借企业在中高端环境传感器芯片领域的研发创新能力及过硬的黑科技产品,入选北京市2021年第七批认定的“专精特新”中小企业名单。对于这个荣誉,郭桂良认为更加坚定了公司自主研发投入的信心。

“要想在中高端传感器的国产替代上做得更好,我们还需要更多的产品线。对比TI、美信这些有上万个型号产品的模拟IC厂商,国内厂商的替代还局限在比较小的领域。我们每年持续将销售额的30%投入研发,就是要在产品系列研发上实现新突破。中国传感器市场足够大,细分应用市场随着物联网的发展迎来黄金发展期,只要我们能做出质量过硬的创新产品,就一定能实现大发展。”郭桂良对记者表示,公司看好2022年中高端环境传感器市场发展前景,预期投入更多研发人员,实现销售额翻番的发展目标。

(作者 电子发烧友 章鹰)