苏州敏芯:14载炼就“我的中国芯”

2020-06-01 11:11:22

一场突如其来的新冠肺炎疫情,让包括额温枪在内的各种医用防护器材走进人们的生活。对于这台红外测温仪来说,最核心的零部件就是由红外MEMS芯片封装之后形成的探测器。

苏州敏芯微电子技术股份有限公司就是红外MEMS芯片的研发生产企业。事实上,MEMS(微型机电系统)芯片已经悄然渗入各种生活场景。手机里的硅麦传感器、横竖屏感应传感器、汽车上的压力传感器等等,其核心都是MEMS芯片。随着5G时代到来,MEMS芯片的应用场景还在加速拓展。

毕业即创业,要把“冷门”变“热门”

在苏州工业园区独墅湖畔,专门从事MEMS芯片研发的敏芯微电子创始人李刚,已经在创业之路上奔跑了14年。

新冠疫情延迟了返工时间。交通恢复之后,敏芯已经全面复工,按照年度计划表上的既定目标,这家高新技术企业正在开足马力疾速前进。

今年将是敏芯创业史上最重要的年份。冲刺科创板,进而新建MEMS 麦克风生产基地项目、MEMS 压力传感器生产项目、MEMS 传感器技术研发中心建设项目等,李刚希望抓住产业机会,将MEMS的“中国芯”做强做大。他有这个信心,也有这个底气。在此之前,他已经带领敏芯由零开始,打通了MEMS全产业链的国产之路。

研究生就读于北京大学、在香港科技大学获得博士学位,李刚选择的研究方向一直都是MEMS研发。

2004年,李刚从香港科技大学毕业的时候,MEMS还是一个比较小众但是蕴藏巨大潜力的产业方向。“毕业的时候,我很多同学都选择去美国公司锤炼自己。工作中,我发觉MEMS发展前景广阔,这不是一个产品机会,而是一个产业机会,中国有广阔的市场。我认准一条路就一直走,也让家里人跟着吃了不少苦。”

MEMS技术是随着集成电路发展起来的一门新技术,起源于1947年美国贝尔实验室晶体管的发明。MEMS传感器芯片,就是利用半导体制造技术,在硅片上制造能够采集外界信号的电子机械系统,它实现了全面升级更新。

离开校园,李刚开始自己创业。“我当时觉得自己有技术,创业不是难事。”李刚用“有点天真”来形容自己最初的想法。这个“天真”的尝试在8个月后遗憾收场——因为没有供应链,MEMS微机电系统即使在试验室里设计出来了也无法对接市场,创业“幼苗”未见雨露便夭折了。

这次尝试历时8个月,李刚为此花掉了一大半辛苦积攒的奖学金。不过,“世上没有白走的路”,李刚这样总结自己的第一次创业。这次刻骨铭心的经历让他意识到,要从MEMS产业链入手,把产业链掌握在自己手里,才能走通创业之路。这个简单的思路,在十多年后的贸易战里,被证明是保证自身安全发展的不二道路。

“不容易”是迈向成功路上的一种常态

世事如棋,“危”中亦有“机”,只不过,这样的机遇,永远是留给自强者的。

从2005年到2007年,李刚和他的团队一直在尝试再次创业。

2007年左右,消费电子产品如手机、移动互联网设备等要求体积更小且功耗更低的MEMS传感器产品,MEMS产业的第二次浪潮开始了。

也是在2007年,李刚迎来了关键的机会,这次机会的契机来自于地方政府转型发展的驱动力。“因为我设计的MEMS传感器,我获评苏州工业园区的第一届科技领军人才,拿到了100万美元的奖金,这就是我真正意义上的‘第一桶金’。”对于当地来说,走科技密集型企业的发展之路,实现产业升级,是经济转型发展的正解;而对于像李刚这样的创新创业者而言,个人的执着和社会的发展找到了契合点,创业之路开始越走越顺。

2008年,敏芯利用苏州纳米所的4寸中试线进行产品和工艺开发,技术逐渐成型,MEMS生产工艺的摸索逐渐成熟。年底将封装技术转移给共达电声,实现研发和产业结合。

2009年,和中芯国际成都厂(成芯)共同开发基于8寸线的MEMS量产工艺,“算是中兴最早的客户”,实现从4寸线到8寸线的跨越。

2010年,敏芯参与国家“02专项”,通过“工艺导入”,和华润合作生产晶圆。 2011年,华润上华的MEMS工艺逐渐成熟,可以大规模量产MEMS成品。又经过一年在MEMS封装厂的封装工艺导入,敏芯的MEMS产品在2012年终于在中国本土的供应链上进行大规模量产,这对中国的MEMS产业来说都是里程碑式的事件。


十余载深耕坚守,敏芯迎来了企业发展“黄金期”。

与此同时,MEMS产业的第三次发展浪潮到来。越来越多的MEMS传感器被应用到手机中来提高手机用户体验。高端手机普遍装配有加速度传感器、压力传感器、陀螺仪、硅麦克风、指纹传感器、距离传感器,环境光传感器、磁传感器等数种MEMS产品。在可穿戴产品中,MEMS器件的应用也越来越广泛,如测量运动记录步数的加速度传感器、进行心率监控的心率监控传感器、测量血氧值的血氧传感器、感知海拔高度变化的气压传感器等等。同时,其他各种类型的MEMS传感器在消费电子领域的应用也正逐步普及。

在创业这条路上坚守十数年,李刚终于等来MEMS产业的红利爆发期。

“不容易!”,回顾十多年创业历程,这位年轻的企业家发出这样的感慨。在他看来,创业路上没有坦途,一切机会都是留给目标坚定和执着坚守者。“这两个特质都很重要,否则走不到最后。”

“中国芯”是倒逼出来的

集成电路产业充满机遇,同时也危机四伏。“一步生,一步死”,是这个特殊产业的写照。而MEMS更是其中最难的一个分支。

就是在这个充满危机挑战的领域,敏芯“杀”出了一条血路。经过多年深耕,敏芯已经彻底打开全球市场,企业呈现产销两旺的喜人态势,目前,公司硅麦克风产品的市场份额已排名全球第四位。

我国的MEMS产业起步较晚,一般认为从2010年前后我国的MEMS产业才有了雏形。彼时,包括苏州敏芯、深迪半导体、苏州明皜等一批MEMS芯片设计企业在国内刚刚成立。

与此同时,一批具有产品封装和测试能力的国内企业开始走另一条路:采购国外MEMS芯片公司的晶圆进行封装,生产MEMS成品,成功打入包括Apple在内的一系列国内外顶尖客户。

但是,跟集成电路产业的发展一样,“购买+封装”的模式存在风险。要解决“卡脖子”的问题,就要彻底实现我国MEMS产业的自主可控,最关键的还是要突破MEMS芯片的设计和生产制造环节,以及产业链的国产化。

作为国内MEMS产业自主发展的“拓荒者”,李刚经历了由零开始到打通全产业链的过程。2007年,敏芯成立之初,三位创始人用自制的简陋的试验设备进行MEMS器件的腐蚀工艺。


创业初始,李刚(左一)和创业伙伴一起在简陋的试验室里进行研发

经过十余年研发投入,敏芯完成了MEMS产品芯片设计、晶圆制造、封装和测试环节的基础研发工作和核心技术积累,并帮助中芯国际、华润上华和华天科技等国内半导体制造厂商开发了专业的MEMS晶圆制造与封装测试工艺, 实现了全生产环节的国产化。可以说,敏芯为MEMS全产业链的国产化探索了一条完整的道路。

“供应链的稳定很重要。敏芯在MEMS芯片设计方面的能力很强,并且最为重要的是,敏芯把MEMS设计制造的整个产业链串起来了,具备了出产品的能力。这在国内的MEMS产业里是很少见的。”中芯集成电路制造(绍兴)有限公司的执行副总裁刘煊杰这样评价。

截至2019年6月30日,敏芯已在MEMS传感器领域积累了境内外发明专利38项、实用新型专利17项,正在申请的境内外发明专利16项、实用新型专利8项。2018年,公司营业收入25271.34万元,年复合增长率为 87.17%,净利润6138.37万元,年复合增长率为 294.74%。

这些有力的数据支撑和激励着李刚和团队向更光明的前方进发。他希望在MEMS产业转移的过程中,中国能够抓住机会走在世界的前列。“创业就像西天取经,未来的道路上,我们将一直秉持创新之上的理念深耕发展。炼就强大的‘中国芯’!”

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