中國擴散硅壓力傳感器基礎產業現狀

時間：2018-08-10作者：寶雞傳感器研究所瀏覽：70

1．曾經的中國傳感器基礎產業:

       中國傳感器產業在改革開放以后得到長足的發展，最主要的原因就是大量國外芯體的涌入使得原本復雜的制造工藝變的簡單。于是各種以經銷壓力傳感器為產業的公司如雨后春筍般的林立起來，這是若干年以前所不能想像的。
1990年我有幸早早的介入到了我國最早的壓力傳感器制造行業，我所供職的研究所也是國內較早的研究所。成立于70年代中期。那時我國的傳感器國內市場相當不錯，雖然說當時的傳感器應用范圍還不是很廣泛，但相對來說具有生產能力的企業更少，求大于供的局面維持多年。
我國的傳感器基礎產業相對國外來說比較落后，沒有形成專業化的生產模式，當時的每一個生產企業必須有一條工藝相當復雜的生產線。從原始硅材料制作成壓力傳感器芯片，要經過磨片---擴散（三次）-光刻（三次）-磨硅杯-蒸鋁-壓焊-調零-初測-老化等幾十道工藝，幾乎沒有那個私企能夠介入到這個當時工藝相當復雜的行業。我們也是名符其實的高科技企業。






八十年代自主生產的壓力傳感器硅片




說到壓力傳感器就不能不提到一個叫斯密斯的英國人。是他發現了擴散硅材料的壓阻效應，為壓力傳感器的生產奠定了理論基礎。說到擴散硅壓力傳感器不能不說到惠斯登電橋，這個被簡單的描述成幾個電阻的東西從事壓力傳感器行業的年青人都知道，但沒有幾個人能夠一睹它的廬山真面目。



自主生產于八十年代末期的擴散硅壓力傳感器芯片，此種主要用于微差壓傳感器的制作。







那時能夠生產壓力傳感器芯片的企業為數不多，據本人所知東北的沈工所.陜西的酈山微電子公司.寶雞秦嶺晶體管廠寶雞傳感器研究所是當時具有代表性也有所規模的幾家企業。就當時的生產環境來說，沈X所和陜西的XX微電子公司環境較好。凈化程度在國內沿列前茅。我們的技術人員在XX微電子公司出差回來向我們說，人家那兒的凈化程度很高，人人在生產車間都要換上凈化服裝，部門之間的傳遞也是從一個小小的窗口，我們比不上。讓我們羨慕不已。

但是當若干年后，我的一位傳感器行業的朋友從瑞士凱樂公司參觀回來說：“太先進了，原始的硅材料從無人車間送入到另外一端出來的就是成品芯片了。”那時，我們自己看似很土的生產線已全面停工，用上了下面這種用國外芯片制作成的傳感器芯體。










2．中國傳感器產業基礎土崩瓦解的主要原因：




1．起點太低：我國在傳感器行業的發展腳步較慢，始終跟在國外傳感器行業的后面。沒有動用國家力量投入自主研發項目。




2．利益驅動：通常，人們把傳感器從原始的硅材料制作成傳感器芯片這一過程統稱為前工序，制作工藝相當復雜。需要大量的人力資源保證其運轉。使用充油的隔離膜芯制作傳感器封裝簡單，易于操作。很適合大規模生產。對人力資源投入不多，價格也日趨合理。九十年代初中期，一只壓力傳感器芯體價格通常在1000多元左右，而現在的國產化傳感器芯體只賣到一百多元，原裝進口的傳感器芯體價格也貴不了多少。沒有人再愿意用過去的那種費時費力的傳感器芯片來制作傳感器。還有一個原因是國產傳感器芯片制作投入較大，由于自動化程度有限，要投入相當大的人力和財力。比如說當時生產用的凈化去粒子水，成本算下來比牛奶還要貴。沒有相當的市場和價格作為保證難以保證其正常運轉，也就經不起任何來自外界的竟爭。




3．國產傳感器芯片制作工藝較難操作：用國產傳感器芯片制作傳感器工藝比較復雜，對操作工人的要求較高也是難以推廣和市場化缺乏竟爭力的重要原因。原始芯片的引線是用直徑小于頭發的金絲作為引線的，然后再把金絲焊接在線路板上引線出去。那時工人都用的普通的烙鐵，要求焊接的速度很快。時間稍長就會把金絲在焊錫絲中熔掉。我在生產線上時光練習焊接金絲就花了幾個月時間。而現在的成品傳感器芯體只要工人稍加培訓就能上崗，方便不少。

   




使用傳感器芯片制作傳感器時加工的傳感器殼體







3．我國傳感器基礎產業現狀：

     在改革開放以后，隨著國外芯體和國產化芯體的逐漸普及，我國原有的壓力傳感器基礎產業生產線被迫紛紛下馬，據我所知，很少有能用自主生產的芯片加工成芯體的企業。國內的幾家大規模生產傳感器芯體的企業，其芯片主要來自于美國和德國，沒有用到國產化的傳感器芯片。據說，為了降低成本，某企業在試用了一批國產傳感器芯片后發現我們自己生產的芯片和國外的芯片還是有一定的差距，這是不難想象的。我們至今國內沒有一條能夠實現完全無人的超凈化生產線，而凈化程度對半導體工藝的重要性不言而喻。

        隨著時代的發展，傳感器技術在我國越來越得到廣泛的應用和發展，可謂花紅葉綠，然而再芬芳的花兒卻還是要植根于國外的泥土中。我們不得不扼腕嘆息！中國傳感器產業要完全實現國產化顯然還有很長的路要走。

        我們沒有，真是一大缺憾！



















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