微元時代全力推進中高精度慣性MEMS傳感器自主國產化


微元時代全力推進中高精度慣性MEMS傳感器自主國產化

微訪談:微元時代董事長&北京大學閆桂珍教授



<strong>採訪背景:北京微元時代科技有限公司(簡稱:微元時代),成立於2011年,是一家孵化於北京大學微電子學研究院,專門從事MEMS慣性傳感器研發、生產和銷售的高科技公司。微元時代的核心技術源於北京大學微納電子學研究院慣性MEMS課題組近二十年的深厚技術積澱成果轉化。公司致力於研製全國產化、自主可控的中高端MEMS陀螺儀、MEMS加速度計以及慣性MEMS組合等系列化產品,以及為MEMS業內提供專業而細緻的設計及工藝技術服務。公司創始人閆桂珍老師是北京大學教授、博士生導師,中國MEMS工藝技術奠基人,慣性MEMS傳感器專家,具有四十多年的集成電路和MEMS工藝技術研發經驗,精通微電子器件和集成電路製造技術。閆教授曾獲國家“八五”科技攻關重大科技成果獎、北京市科技先進一等獎、國家技術發明二等獎等,並開發了多套CMOS和MEMS工藝技術,其中廣受好評的北京大學MEMS SOG工藝,已經服務於國內十幾家大學和研究所。為了探秘微元時代,麥姆斯諮詢近期與閆教授進行了深入交流。

<strong>麥姆斯諮詢:閆老師,很高興採訪您。首先請介紹下微元時代和團隊情況吧。

閆桂珍:微元時代孵化於北京大學微納電子學研究院慣性MEMS課題組。北京大學的慣性MEMS技術研究放在微納電子學專業,是國內從事慣性MEMS器件研究最早的一批單位之一,我們有一個微米/納米加工技術國家級重點實驗室,微納加工技術是我們的專業特長,所以北京大學的慣性MEMS研究是以製造工藝為起點來展開的,而製造工藝恰恰是慣性MEMS器件研究中的基礎核心部分,這是我們的特色。我們課題組開展MEMS慣性器件研究近二十年,承擔過多項MEMS慣性器件的相關課題,圍繞國家對中高端慣性MEMS傳感器的迫切需求,在慣性MEMS器件設計、敏感結構製造加工、ASIC電路設計、可靠性封裝及批量測試等方面開展了較為系統的研究,突破了一系列關鍵技術,取得了一批具有國際先進水平的科研成果。其中,我們開發的MEMS SOG工藝具有高精度、高成品率的優點,滿足了高精度MEMS陀螺儀對工藝的需求,每年為國內十餘家科研機構提供近萬隻的MEMS慣性器件敏感結構加工,並在淮海工業集團成功實現了產學研轉化,為MEMS陀螺儀的產業化打下了良好基礎。高校不適於從事產業化運作,因此我們孵化出了微元時代來推動慣性MEMS產品的產業化進程,這也是響應國家近年來的有利政策,對高校的科研成果進行轉化。

現在的團隊成員都是來自MEMS領域的資深工程師和專家,包括一些北京大學的老師和我的學生等,人員專業且全面,包括結構力學、集成電路設計、微納工藝、微電子封裝等。整個團隊有很強的凝聚力和使命感,全力推進我國中高精度慣性MEMS傳感器的自主國產化。


微元時代全力推進中高精度慣性MEMS傳感器自主國產化

微元時代掌握慣性MEMS傳感器全技術鏈,自主可控



<strong>麥姆斯諮詢:接下來,請您介紹下微元時代的產品情況。

閆桂珍:經過這麼多年的技術攻關,我們團隊啃下了無數個“硬骨頭”,現在我們自己設計製造的MEMS陀螺儀和加速度計,具有完全自主知識產權,產品性能指標達到了國外同類產品先進水平,走出了產業化的重要一步。

現階段主要定位在中精度戰術級MEMS陀螺儀和加速度計。陀螺儀和加速度計為單芯片陶瓷封裝,產品尺寸都是10mm x 10mm x 3.5mm,全部為5V供電,內部進行了溫度補償,對外採用I2C或者SPI總線接口。陀螺儀的量程從±300°/s到5400°/s,加速度計的量程從5g到100g,中小量程下綜合力熱環境性能為30°/h和1mg,陀螺儀常溫穩定性和重複性在5°/h左右。此外,我們的陀螺儀和加速度計產品具有較強的抗高過載能力,可達20000g@8ms。現在,微元時代可隨時進行中小批量MEMS陀螺儀和加速度計的供貨,產品質量沒有任何問題。因為我們已經向國內的多個用戶提供了產品進行應用驗證,並取得了良好的反饋。

微元時代無論從技術上還是產品應用上已經取得了非常不錯的成績,但是仍處於起步階段,我們非常希望同國內的各個單位進行緊密合作,共同推動我們國家的MEMS產業發展,在這一點上,我們團隊是十分開放的。可以針對每一個客戶的具體需求,從單芯片到多軸組合,從芯片級到組件級,幫助客戶快速實現產品原型並進行評估。


微元時代全力推進中高精度慣性MEMS傳感器自主國產化

單軸陀螺儀(10mm x 10mm x 3.5mm)




微元時代全力推進中高精度慣性MEMS傳感器自主國產化

單軸陀螺儀組件(21mm x 15mm x 5mm)




微元時代全力推進中高精度慣性MEMS傳感器自主國產化

雙軸陀螺儀(20mm x 20mm x 15mm)




微元時代全力推進中高精度慣性MEMS傳感器自主國產化

慣性測量單元(IMU)(30mm x 30mm x 27mm)


<strong>麥姆斯諮詢:你們如何解決慣性MEMS產品的量產問題?

閆桂珍:為了實現較高成品率的批產能力,在MEMS設計上巧妙降低對工藝誤差的敏感度,在工藝控制上努力降低工藝誤差,保證加工的一致性和加工成品率。另一方面同時開發及採用了全自動芯片中測系統、全自動貼片設備、自動鍵線設備以及自動封裝設備,將MEMS器件後道工序中的全部設計要點在設備工藝流程中實現,有效地提高了產品的良率,保證了性能的一致性和可靠性。現在,我們可以給用戶提供中小批量產品供貨(萬隻以內)。

<strong>麥姆斯諮詢:微元時代有無融資計劃?可否介紹下?

閆桂珍:微元時代在發展過程中,得到了很多人的大力支持,也曾遇到過很多困難,比如發展資金問題,我們團隊成員自掏腰包,“眾籌”搞開發。我的學生、博士後還有眾多員工,放棄了外面高薪的機會,在這個領域繼續深耕,就是想早日把自主國產化的產品推向市場。既然國外中高端MEMS陀螺儀和加速度計能用,咱們國內的產品沒有理由不能用。隨著團隊的努力,公司取得了巨大的進步,因此到目前有很多不同背景的投資機構表達了投資意願,也歡迎認可微元時代能力並看好中高端慣性MEMS產業發展的機構來投資我們,加速更多的慣性MEMS產品落地。

<strong>麥姆斯諮詢:閆老師,聽說您的學生對您的評價都很高,能否說說您的學生們?

閆桂珍:我的學生們真是都非常優秀,我本人的水平有限,在很多領域沒有他們懂得多,但是他們都能通過自己的努力解決了一個個技術難題。我非常欣慰的是,這麼多年從組內畢業的很多學生仍在MEMS產業奮鬥,很多人都已經成長為各個單位的中堅力量,為國家MEMS事業奉獻著自己的力量,儘管MEMS專業可能不如計算機、金融等專業薪酬待遇高,但是國家必須有人去從事這些實體科技行業,板凳一坐十年冷,沒有忍受孤獨和不成功的心態,是不可能取得成績的,各個行業皆如此。我快70歲了,沒能看到全國產的MEMS陀螺儀能真正用起來,因此總是不甘心,一直憋著一股勁在做事。我希望自己的學生們能夠堅守自己的夢想,不忘初心,記得北京大學母校對你們的培養,不求做出多大成績,只求在你們各自的崗位上兢兢業業,安守本分,儘自己的能力為國家做出貢獻。

<strong>延伸閱讀:

《高端慣性系統市場與技術-2017版》

《ADI精密6軸MEMS慣性傳感器:ADIS16460》

《賽峰Colibrys VS1000系列加速度計》

《Silicon Sensing組合傳感器(Z軸陀螺儀和2軸加速度計):CMS300》

《村田SCC2000系列:X或Z軸陀螺儀和3軸加速度計》

《Tronics陀螺儀:GYPRO3300》

《Epson Toyocom石英陀螺儀:X3500W》

《Sensonor高精度MEMS陀螺儀模塊:STIM210》

《3軸MEMS陀螺儀:ST L3G4200D》

《美信3軸MEMS陀螺儀:MAX21000》

原文鏈接:http://www.mems.me/mems/micro-interview_201901/7531.html


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