機(jī)器人爆火背后的隱形贏家:安徽蚌埠,站上萬(wàn)億產(chǎn)業(yè)風(fēng)口
今年,科技界最火的話題恐怕就要數(shù)“人形機(jī)器人”了。
1月,在央視春晚舞臺(tái)上扭秧歌。
4月,在北京亦莊跑半程馬拉松,全球首次。
5月,中央廣播電視總臺(tái)主辦《CMG世界機(jī)器人大賽•系列賽》,機(jī)甲格斗……
從扭秧歌到馬拉松,再到格斗,在我們看來(lái)好像簡(jiǎn)單的動(dòng)作,在機(jī)器人的世界卻是難度極高的挑戰(zhàn)。
說(shuō)個(gè)最基礎(chǔ)的,大家有沒(méi)有想過(guò)我們?nèi)祟愑每凇⑸?、鼻、目、耳感受世界,機(jī)器人怎么來(lái)看到、聽到、摸到、感覺(jué)到……
這里就離不開一個(gè)很重要的部件:傳感器。
簡(jiǎn)單地說(shuō),機(jī)器人身體上的各種傳感器一刻不停地采集現(xiàn)實(shí)世界的視覺(jué)信號(hào)、聲音信號(hào)、空間距離信號(hào)等,并轉(zhuǎn)化成它自己能理解的數(shù)字語(yǔ)言。
可以說(shuō),傳感器是機(jī)器人實(shí)現(xiàn)這些智能化操作的核心部件。
人形機(jī)器人涉及的部分傳感器
如今,在這個(gè)萬(wàn)物互聯(lián)的時(shí)代,傳感器不僅讓設(shè)備實(shí)現(xiàn)了智能,連傳感器自身也正在向智能化、微型化方向演變。
風(fēng)起于青蘋之末,MEMS智能傳感器,一個(gè)看似微小的技術(shù)正在重塑全球產(chǎn)業(yè)鏈格局。
著名市場(chǎng)研究出版商FortuneBusinessInsights的數(shù)據(jù)顯示,2024年全球傳感器市場(chǎng)規(guī)模是2410.6億美元(合人民幣1.73萬(wàn)億)。
而且,未來(lái)十年,年復(fù)合增長(zhǎng)率可能高達(dá)6%。
這樣一個(gè)龐大的萬(wàn)億產(chǎn)業(yè),正在成為城市產(chǎn)業(yè)發(fā)展?fàn)帄Z的新重點(diǎn)。
所謂傳感器,指的是能感受到外部信息,并把它們轉(zhuǎn)化成電信號(hào)實(shí)現(xiàn)記錄、輸出、存儲(chǔ)等的檢測(cè)裝置,被測(cè)量的信息通常包括溫度、濕度、壓力、聲音、速度等等。
而所謂MEMS(Micro-Electro-Mechanical System),本意是“微機(jī)電系統(tǒng)”,它是傳感器,但又超越了一般傳感器的特性,它是利用半導(dǎo)體工藝技術(shù)生產(chǎn)加工的,集微傳感器、微執(zhí)行器、微機(jī)械結(jié)構(gòu)、微電源微能源、信號(hào)處理和控制等等功能于一身的高科技電子機(jī)械器件。
我們可以把它理解成半導(dǎo)體芯片的一種。
微機(jī)電系統(tǒng)
當(dāng)然傳感器并不是一開始就是這樣,這背后是科技發(fā)展和應(yīng)用場(chǎng)景變化的結(jié)果。
上世紀(jì)60年代末,北越軍隊(duì)在高山密林中開辟了很多“胡志明小道”,作為軍事運(yùn)輸線。當(dāng)?shù)貐擦置懿?、氣候多變,加上夜幕的掩護(hù),雖然美軍掌握空中優(yōu)勢(shì),卻對(duì)這些林中小道無(wú)可奈何。
后來(lái),美軍發(fā)揮科技優(yōu)勢(shì),搞出來(lái)一種“熱帶樹”,種到了越南戰(zhàn)場(chǎng)。它其實(shí)是一種偽裝成樹的偵察傳感器,里面由電池,傳感器,無(wú)線電發(fā)射機(jī)等部分組成,主體是個(gè)長(zhǎng)97厘米、粗7.6厘米、重0.2公斤的像釘子一樣的圓筒,從飛機(jī)上拋下來(lái)扎進(jìn)土里,頂端裝著長(zhǎng)76厘米的偽裝天線。
這個(gè)裝著振動(dòng)傳感器的圓筒能感知車輛行駛和部隊(duì)行動(dòng)造成的地面振動(dòng),產(chǎn)生相應(yīng)的電信號(hào)通過(guò)無(wú)線電發(fā)射到后方,就可以給美軍打擊提供指引,讓越方吃了不少苦頭。
偽裝成樹的偵察傳感器示意圖
這算是比較早期的傳感器大規(guī)模應(yīng)用案例,當(dāng)時(shí)的各類傳感器都又大又笨重,精度有限又容易被干擾。
其實(shí)早在1947年,點(diǎn)接觸式鍺晶體管誕生在貝爾實(shí)驗(yàn)室時(shí),時(shí)代就已經(jīng)徹底被改變了。人類開始跟體積龐大、容易損壞的真空管說(shuō)拜拜,大步跨進(jìn)小型化乃至微型化的電子時(shí)代。
隨后仙童半導(dǎo)體的羅伯特?諾伊斯和德州儀器的杰克?基爾比分別獨(dú)立發(fā)明了基于硅的平面工藝,使得能夠量產(chǎn)的集成電路本質(zhì)的原理到今天都沒(méi)變。
MEMS主要產(chǎn)品類型 來(lái)源:麥姆斯咨詢
MEMS智能傳感器以集成電路為發(fā)展前提和基礎(chǔ),起步晚卻一點(diǎn)都不慢。
1962年,第一個(gè)硅微壓力傳感器問(wèn)世,是MEMS微傳感器的起始點(diǎn)。
傳感器從過(guò)去的碩大無(wú)比,變成在指甲蓋大小的方寸間就能集成各種功能。小型設(shè)備的多功能得以實(shí)現(xiàn)。
很多人印象深刻,作為世界上第一臺(tái)內(nèi)置MEMS三軸陀螺儀的手機(jī)iPhone 4,可以感知來(lái)自六個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)、加速度、角度變化。
喬布斯在發(fā)布會(huì)上,只是轉(zhuǎn)動(dòng)手機(jī),游戲中的木塊堆也跟相應(yīng)跟著轉(zhuǎn)向、搖擺,這讓當(dāng)時(shí)的人們大開眼界。
2010年,喬布斯在發(fā)布會(huì)上展示iPhone 4陀螺儀功能
發(fā)展到今天,從國(guó)防科工、工業(yè)生產(chǎn),到各種消費(fèi)電子產(chǎn)品的聽聲、拍照、感光、導(dǎo)航,MEMS傳感器已經(jīng)無(wú)處不在,甚至已經(jīng)涌現(xiàn)出一批相關(guān)領(lǐng)域的上市公司。
其中一家名叫“芯動(dòng)聯(lián)科”的公司,就是國(guó)內(nèi)MEMS慣性傳感器、壓力傳感器方向的佼佼者。
這家公司兩年前在上交所科創(chuàng)板掛牌上市,發(fā)行市盈率竟然達(dá)到99.96倍。
2024年總營(yíng)收也不過(guò)4.05億元,可今天的市場(chǎng)仍能給出百倍市盈率,憑什么?
因?yàn)椋瑐鞲衅髡娴氖情T好生意。
以為這樣的業(yè)績(jī)只是偶然?不,事實(shí)上這只是它的基本盤。
2024年度它的毛利率是85.03%,凈利率是54.93%,甚至在上市前的2022年凈利率就已經(jīng)有51.4%,還保持兩位數(shù)的高增長(zhǎng)。
根據(jù)相關(guān)財(cái)經(jīng)媒體的統(tǒng)計(jì),#芯動(dòng)聯(lián)科 毛利率及凈利率數(shù)據(jù)均排名中國(guó)所有A股股票前列,位列中國(guó)半導(dǎo)體及元件領(lǐng)域第一,逼近茅臺(tái)的毛利水平。
芯動(dòng)聯(lián)科
而除了財(cái)務(wù)指標(biāo),超高的市盈率也正是市場(chǎng)看到它核心競(jìng)爭(zhēng)力后的結(jié)果。
芯動(dòng)聯(lián)科所主營(yíng)的MEMS慣性傳感器,涵蓋MEMS陀螺儀、慣性測(cè)量單元(IMU)、MEMS加速度計(jì),MEMS陀螺儀和加速度計(jì)均包含一顆微機(jī)械(MEMS)芯片和一顆專用控制電路(ASIC)芯片,慣性測(cè)量單元(IMU)則集成陀螺儀和加速度計(jì)。
部件雖小,技術(shù)含量卻非常高。
MEMS陀螺儀內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖
比如前面提到的智能手機(jī)的例子,陀螺儀與GPS、地磁傳感器等配合,可以實(shí)現(xiàn)精確的定位和導(dǎo)航功能,同時(shí)也讓玩家們晃動(dòng)手機(jī)就能體驗(yàn)到3D游戲的快感。
當(dāng)手機(jī)進(jìn)入隧道丟失GPS信號(hào)的時(shí)候,手機(jī)能憑借陀螺儀感知的加速度方向和大小繼續(xù)為用戶導(dǎo)航。
在國(guó)防工業(yè)、航空航天、工業(yè)自動(dòng)化、氣象監(jiān)測(cè)、汽車輔助駕駛等高端場(chǎng)景,這更是屬于典型的“卡脖子”技術(shù)領(lǐng)域,全球具備同類技術(shù)的企業(yè)是少之又少。
而根據(jù)此前芯動(dòng)聯(lián)科上市招股書披露,其量產(chǎn)的產(chǎn)品與霍尼韋爾、Silicon Sensing、Sensonor等公司性能最優(yōu)量產(chǎn)產(chǎn)品相比,各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)都接近甚至優(yōu)于國(guó)外廠家,技術(shù)水平已達(dá)國(guó)際先進(jìn)水平。
不過(guò),很多人沒(méi)關(guān)注到一個(gè)細(xì)節(jié):芯動(dòng)聯(lián)科公司是在安徽蚌埠。
其實(shí),不只是芯動(dòng)聯(lián)科,蚌埠在傳感器領(lǐng)域已經(jīng)做到全國(guó)城市的頭部。
目前,集聚了智能傳感器產(chǎn)業(yè)相關(guān)企業(yè)200余家,省級(jí)以上研發(fā)平臺(tái)在中國(guó)傳感谷布局就達(dá)到39家,其中國(guó)字號(hào)平臺(tái)6家,還有上市企業(yè)1家、上市輔導(dǎo)備案1家,包括華鑫微納、希磁科技、芯動(dòng)聯(lián)科等在內(nèi)的研發(fā)設(shè)計(jì)、晶圓制造、封裝測(cè)試、材料設(shè)備、終端應(yīng)用等板塊正在以全產(chǎn)業(yè)鏈姿態(tài)集群式發(fā)展。
中國(guó)傳感谷入駐企業(yè) 攝影/李斌
臺(tái)積電創(chuàng)始人張忠謀在上世紀(jì)70年代中期,還在德州儀器擔(dān)任高級(jí)副總裁,當(dāng)時(shí)他就提出半導(dǎo)體行業(yè)的三大趨勢(shì):
1)當(dāng)芯片變得更復(fù)雜,設(shè)計(jì)和制造很可能分離;
2)隨著摩爾定律推動(dòng)的芯片不斷迭代,制造工藝也變得日益復(fù)雜,需要投入的資本、經(jīng)驗(yàn)、積累門檻越來(lái)越高,并不是所有芯片設(shè)計(jì)者都希望自己參與到芯片制造中來(lái);
3)隨著芯片算力的提升,芯片的應(yīng)用場(chǎng)景將更為廣闊,設(shè)計(jì)與制造的分離有助于更多類型的芯片制造,而第三方代工商也因此有著巨大前景。
正是基于這樣的行業(yè)預(yù)判,張忠謀在56歲時(shí)創(chuàng)立了臺(tái)積電,締造出一個(gè)半導(dǎo)體代工帝國(guó),而且一家公司足可改變地緣政治格局。
睿智者總能洞悉時(shí)代發(fā)展趨勢(shì),歷史總有巧合。
在大洋的這一邊,差不多同一時(shí)間也在進(jìn)行一次影響今天的布局。
上世紀(jì)七十年代,兵器電子化發(fā)展越來(lái)越快,國(guó)家在原華北物理所半導(dǎo)體研究室的基礎(chǔ)上,成立第五機(jī)械工業(yè)部207研究所,并組建第四研究室專業(yè)從事集成電路研究。
1979年,在高層決策下,經(jīng)過(guò)系統(tǒng)的調(diào)研考察,第四研究室扎根蚌埠市龍子湖畔,在改革春風(fēng)的沐浴下,214所如春筍破土而出。
當(dāng)年的214所
以214所為起點(diǎn),蚌埠的半導(dǎo)體集成電路產(chǎn)業(yè)平臺(tái)從1.5英寸、4英寸到6英寸、8英寸,從第一代電子時(shí)間引信電路、熱成像儀,到新一代光電技術(shù)、微納制造技術(shù),從引進(jìn)仿制,到自主可控,走了一條艱難但光明的道路。
集成電路行業(yè)商業(yè)模式示意圖
所以,今天我們看到的芯動(dòng)聯(lián)科的行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力,其實(shí)是蚌埠一代又一代微電子人篳路藍(lán)縷,用汗水澆灌出來(lái)的。
超過(guò)四十年的產(chǎn)業(yè)積累,也讓蚌埠在傳感器上底氣更足。
而就在蚌埠,總投資50.6億的安徽華鑫微納集成電路有限公司8英寸MEMS晶圓生產(chǎn)線項(xiàng)目,進(jìn)入主要產(chǎn)品的工藝串線階段,預(yù)計(jì)6月底就能完成。
這是蚌埠下的更大一盤棋。
公開資料顯示,華鑫微納投資建設(shè)的生產(chǎn)線位于蚌埠中國(guó)傳感谷D區(qū),用地面積約154畝,總建筑面積8.7萬(wàn)平方米,項(xiàng)目建成后月產(chǎn)能將達(dá)到3萬(wàn)片,有望成為國(guó)內(nèi)MEMS晶圓產(chǎn)出最大的一條生產(chǎn)線,同時(shí)也將是我國(guó)第一條8英寸壓電MEMS量產(chǎn)線。
華鑫微納8英寸MEMS晶圓生產(chǎn)線項(xiàng)目成功串線,運(yùn)轉(zhuǎn)順利 攝影/劉晨
這家由蚌埠城投為主要出資人的平臺(tái)企業(yè),定位要做國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的8英寸MEMS晶圓代工企業(yè)以及國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的“開放式、定制化MEMS代工平臺(tái)基地”。
這意味著,智能傳感器的核心部件——MEMS芯片,將在蚌埠生產(chǎn)并向全球的智能傳感器企業(yè)供貨,產(chǎn)能可以涵蓋產(chǎn)品涵蓋慣性傳感器、壓力傳感器、光MEMS器件、環(huán)境傳感器、噴墨打印頭等,為整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈安全提供有力支撐。
我們幾乎可以想象,蚌埠在做的事,就像當(dāng)年張忠謀創(chuàng)業(yè)臺(tái)積電,野心不可謂不大。
不夸張地講,蚌埠雖然人口才300多萬(wàn),地區(qū)生產(chǎn)總值只有2000多億元,可挖人才、搞科研、布產(chǎn)業(yè)從來(lái)都是這個(gè)城市的基因。
熟悉地理的朋友可能知道,蚌埠因水運(yùn)而生、因鐵路而興,公路、鐵路、水運(yùn)四通八達(dá)。
蚌埠交通大通道規(guī)劃示意圖 制圖/正解局
在建國(guó)之初的50年代里,這里誕生了影響深遠(yuǎn)的“蚌埠五大機(jī)”(蚌埠機(jī)床廠、空壓機(jī)廠、柴油機(jī)廠、拖拉機(jī)附件廠和水泵廠),成為機(jī)械工業(yè)領(lǐng)域的排頭兵,也更加強(qiáng)化了蚌埠作為皖北交通樞紐和工業(yè)中心的地位。
計(jì)劃經(jīng)濟(jì)時(shí)期,多所國(guó)家級(jí)科研單位遷入或落戶,濃厚了城市科研氛圍。
其中包括中建材玻璃新材料研究院集團(tuán)有限公司、如今中國(guó)電科集團(tuán)第四十、四十一所,以及主攻微電子的214所。
時(shí)至今日,蚌埠已經(jīng)瞄準(zhǔn)新能源、新型顯示、智能傳感器、生物化工、汽車零部件、商業(yè)航天等六大產(chǎn)業(yè)集群發(fā)力,板塊已然完整,藍(lán)圖已然清晰。
中國(guó)傳感谷關(guān)于刀片電池和中高端車規(guī)級(jí)傳感器的介紹 攝影/李斌
每一個(gè)產(chǎn)業(yè)布局都有章有法,這些年不斷結(jié)出碩果。
2019年我國(guó)首片8.5代TFT-LCD玻璃基板產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn),讓我國(guó)成為繼美日之后全球第三個(gè)掌握高世代TFT-LCD玻璃基板生產(chǎn)技術(shù)的國(guó)家。
國(guó)內(nèi)唯一覆蓋“高強(qiáng)玻璃—極薄薄化—高精度后加工”的全國(guó)產(chǎn)化超薄柔性玻璃產(chǎn)業(yè)鏈,也誕生在蚌埠。這里產(chǎn)出的30μm超薄柔性玻璃(UTG),能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)100萬(wàn)次彎折不破損,彎折半徑小于1.5mm,成為眾多一線折疊屏大牌的“幕后英雄”。
2024年6月,我國(guó)自主研制的深度變推液氧甲烷發(fā)動(dòng)機(jī),在十公里級(jí)返回飛行中首次試飛成功,這款發(fā)動(dòng)機(jī)也是“蚌埠造”。
位于禹會(huì)區(qū)大洪山的九州云箭火箭發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)場(chǎng)
“有效市場(chǎng)”和“有為政府”在這里形成有效合力,迸發(fā)出巨大能量。
至于傳感器產(chǎn)業(yè),5月24日,第七屆智能傳感器產(chǎn)業(yè)發(fā)展大會(huì)在蚌埠市隆重舉行。
大會(huì)緊跟智能傳感器產(chǎn)業(yè)前沿趨勢(shì),涵蓋汽車、醫(yī)療、機(jī)器人、腦機(jī)接口等多個(gè)熱門應(yīng)用領(lǐng)域,為與會(huì)者提供了一次研究產(chǎn)業(yè)未來(lái)發(fā)展的專業(yè)交流平臺(tái)。
這樣的大會(huì),已經(jīng)成功舉辦六屆了。
立足深研發(fā),布局大生產(chǎn),蚌埠正從點(diǎn)到線,從線到面地展開藍(lán)圖。
首先不得不提的是,位于安徽省合肥市的“中國(guó)聲谷”、蕪湖市的“中國(guó)視谷”和蚌埠市的“中國(guó)傳感谷”是并稱安徽省人工智能產(chǎn)業(yè)“三谷”。
中國(guó)傳感谷 攝影/劉晨
2023年,安徽省政府印發(fā)《打造通用人工智能產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新和應(yīng)用高地若干政策》,又在2024年省科技創(chuàng)新攻堅(jiān)計(jì)劃項(xiàng)目中,專門設(shè)置了傳感器關(guān)鍵部件研發(fā)及應(yīng)用項(xiàng)目指南。
為了保障政策落地,省、市財(cái)政拿出900萬(wàn)元,就帶動(dòng)研發(fā)投入超過(guò)3000萬(wàn)元。更有省級(jí)人工智能母基金在蚌埠市設(shè)立了2只子基金,規(guī)模10億元。
政策力推,投產(chǎn)在即,中央創(chuàng)新園區(qū)生產(chǎn)生活配套設(shè)施建成投用,3條公共服務(wù)示范線投入運(yùn)營(yíng),8英寸晶圓制造線成功串線,成為全國(guó)為數(shù)不多的同時(shí)擁有集成電路及MEMS晶圓生產(chǎn)線的城市。
賽迪顧問(wèn)發(fā)布《2025中國(guó)MEMS產(chǎn)業(yè)發(fā)展與十大高質(zhì)量傳感器園區(qū)報(bào)告》,蚌埠的入選十大MEMS園區(qū),排名全國(guó)第六。
中國(guó)傳感谷展廳里的人形機(jī)器人 攝影/李斌
無(wú)論從哪個(gè)角度講,MEMS智能傳感技術(shù)都是一項(xiàng)革命性的新技術(shù),是妥妥的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè),是一項(xiàng)關(guān)系到國(guó)家的科技發(fā)展、經(jīng)濟(jì)繁榮和國(guó)防安全的關(guān)鍵技術(shù)。
在各種應(yīng)用場(chǎng)景大爆發(fā)、國(guó)產(chǎn)替代大戰(zhàn)略的背景下,智能傳感器產(chǎn)業(yè)處于前所未有的發(fā)展機(jī)遇期。
四十年產(chǎn)業(yè)沉淀,蚌埠傳感器產(chǎn)業(yè)已蔚為大觀。
未來(lái),這座“傳感之城”必將以更敏銳的“觸角”,感知并引領(lǐng)未來(lái)智能時(shí)代的每一次脈動(dòng)。
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