传感器是数据采集的入口，也是实现大数据分析的基础与核心。近年来，随着AIOT在各个领域的深化应用，全球数据量呈现爆发式增长，极大地推动了对智能传感器的需求。
最近，芯八哥“走进产业链”栏目记者采访了国内领先的环境传感器厂商—中科银河芯的CEO郭桂良，探讨在AIOT时代国内传感器高速发展的背景下，当前中科银河芯企业的发展情况以及对行业未来发展的展望。
温度传感器年出货量已经超过千万颗，可以实现对德州仪器同类产品的PIN TO PIN替换 据了解，中科银河芯成立于2018年，是一家中高端环境传感器芯片提供商，专注于温度、湿度、水分、压力、单总线、信号调理等芯片的研发与销售，产品广泛应用于汽车电子、工业控制、白色家电、消费电子、智慧农业、物联网等领域，目前销售额已经接近1亿元。 我们公司孵化于中科院，初创团队其实在2010年就已经开始成型。早在2014年，我们团队就研发出了国内第一款分布温度传感器，在此基础上2015年我们又开始着手研发高精度温度产品，并且在2017年实现了第一款高精度温度传感器产品的研发成功。 郭桂良向记者介绍道，为了让该产品实现商业化落地，我们在2018年成立了中科银河芯公司，发展至今我们已经形成了温度传感器、温湿度传感器、单总线三大系列50多款产品，年出货量已经高达几千万颗。 中科银河芯主要产品线 资料来源：中科银河芯 温度传感器方面，中科银河芯目前已具有相对完整的产品线，覆盖单线、两线和三线接口的系列产品已经实现了大规模量产出货，并且在测温范围、精度、速度、功耗等技术指标上已经位于行业领先水平。 具体来看，公司的单线温度传感器测温精度范围为±0.6℃-0.1℃，分辨率最高达到14bit，测温速度最快可以达到2ms，并且功耗小于1uA，具有业内最高标准的静电保护能力。由于具备大面积多点式分布测温的特点，可广泛应用于智能粮储、工业测温、烤烟行业、药品储存、电网、医药设备等对温度要求较高的行业；而2/3线接口温度传感芯片系列产品封装尺寸最小可至1.8*1.3毫米，转换速度最快达2ms，测温范围在-55℃~+150℃之间，温度精度从±0.1℃到±1℃，平均功耗仅1uA，可以满足不同通信方式、通信速度的要求，目前也已经被广泛应用在工业、消费类等各种有测温需求的场景。 以高精度快速测温数字式温度传感器芯片GX112为例，该产品通过I2C/SMBus接口能提供12位高精度数字温度输出，最快温度转换速度为26ms。此外，该产品还支持全校准的数字化输出，典型精度为±0.5℃，宽测温范围为-55℃~150℃，转换电流为7uA，静态电流小于1uA。在产品各项性能上，完全可以PIN TO PIN替换德州仪器的TMP112产品。 中科银河芯与德州仪器同类产品技术参数比较 资料来源：中科银河芯 郭桂良表示：温度传感器是我们公司自2018年成立之初就重点研发的一条产品线，目前发展比较迅速，针对不同领域的需求，我们已经开发了数字模拟各种接口的温度传感器超过30多款。其中在智能储粮领域，我们的主打产品为GX1820，现在在这个领域我们已经做到国内第一；在工业领域，我们已经量产了低成本、高速度的GX1832系列产品，并且已经实现了在工业探头等细分领域批量出货；此外，我们还有应用于服务器领域的GX75C系列、远程加本地测温的GS51系列等产品，目前也已经在大规模出货。从销量来看，2021年我们在中储粮的7家A级供应商（比如华脉、科信、硕人等）、国家电网以及小米生态链等公司的销售量就已突破千万颗。 温湿度传感器已在智能家居等领域批量应用，单总线系列芯片供不应求，形成了较好的业内口碑 随着生活水平的不断提升，人们越来越意识到外部湿度环境对个体身心健康的影响，并将对温度的关注进一步拓展到了温湿度领域。 湿度和温度指标一样，由于与人们的生活息息相关，经常被放在一起考虑，因此温湿度一体传感器应运而生，并且已经被引入到各行各业的监测应用中。比如空调、冰箱、加湿器、空气净化器等家电家居领域、测试及检测设备、各类仓库、汽车、冷链车、孵化家禽及其他相关湿度检测控制领域。未来，随着技术的进步与发展，温湿度传感器有望朝着高精度、多功能、高稳定的方向提升，也将在工业、电子通讯及物联网等领域拥有更加广阔的前景。郭桂良说道。 中科银河芯温湿度传感器产品主要应用场景 资料来源：中科银河芯 从2018年开始研发，经过定型、量产、系列化等发展过程，目前中科银河芯在温湿度传感器产品线上已经形成了支持I2C和单总线接口标准、温度精度从± 0.1℃到± 0.5℃、湿度精度误差从± 5%RH到± 1.8%RH的 GXHT30、GXHT31、GXHT3L、GXHTC3、GXHT3W、GXHT30A、GXHT01等多个产品，能够满足不同领域用户的各种温湿度测量需求。 以GXHT30为例，该产品是一款具有高精度全集成温湿一体的传感器，通过I2C接口最快通讯速度可达1MHz，能够支持的温度测量范围为-45℃~+130℃，典型温度精度±0.3℃；可以提供的湿度测量范围为0-100%RH，典型湿度精度为±3%RH；此外，在16位分辨率下该产品最快温度转换速度为2.5ms， 并且功耗极低，静态电流下功耗仅150nA，封装尺寸仅2.5mm*2.5mm*0.9mm /2mm*2mm*0.75mm ，而且还具有硬件报警、地址可选、转换速度可选等功能。 中科银河芯温湿度传感器系列GXHT30产品 资料来源：中科银河芯 温湿度传感器是我们近两年重点发展的品线，因为温度和湿度之间要互相补偿，我们把它集成在单颗芯片上能够做到体积小、精度高、速度快、功耗低、一致性强等优势。 郭桂良指出，发展至今，该系列产品已经较为完善，其中GXHT30主要用在对可靠性要求较高的工业和家电等领域，GXHTC3则用主要用于对性价比要求比较高的消费电子等领域，而GXHT3W则是专门为智能粮储这个领域打造的一款产品，它采用的是单线技术，可以在一个总线上挂几十颗甚至上百颗温湿度传感器，非常适合于粮仓这种大型的、多点测量的应用场合，目前我们的产品各种测试已经通过，未来将在中储粮这个领域会得到大规模的应用。 值得一提的是，近两年单总线存储芯片同类产品国际品牌库存告急，国内可替代产品屈指可数。在此背景下，中科银河芯以硬核技术为背书，自主研发了电子标签芯片、单总线存储、加密认证芯片、开关芯片、接口芯片等产品，逐步走向进口替代。 郭桂良表示：公司的单总线芯片采用的是高可靠的工艺，从设计、流片、封装到测试基本上都实现了国产化，可以替换海外大厂美信的同类产品。凭借较好的性能和口碑，目前我们的产品已经出口到意大利、德国、美国等国家，而且产品供不应求，很多客户提前一年给了我们订单计划，目前该系列已经在智能光纤ODN设备、打印机墨盒、手术刀、加密认证等领域中实现了批量出货。 以技术作为立足之本，背靠中科院逐步发展成为国内顶级的温度/温湿度传感器供应商 传感器是指能感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件，是连接物理世界和数字世界的桥梁。 近年来，受汽车、工业自动化、医疗、环保、消费等领域的智能化、数字化市场需求的持续带动，传感器逐渐由传统型向智能型方向发展，市场规模也不断扩大。根据赛迪顾问数据，2020年，全球传感器市场规模为1606.3亿美元，其中智能传感器市场规模达到358.1亿美元，占总体规模的22.3%；据其预测，到2023年全球传感器和全球智能传感器市场规模将分别达到2,032.2 亿美元、487.2 亿美元。 全球传感器2018-2023年主要市场规模情况（单位：亿美元） 资料来源：赛迪顾问 在温度传感器市场，受智能穿戴和医疗保健等行业需求的持续增长，推动温度传感器市场不断扩大。根据Markets and Markets的数据，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，未来7年CAGR为4.5%。 从工作原理来看，由于传感器主要是将感受到的声音、光、温度、湿度等被测量的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需的形式进行信息输出，本质属于模拟芯片的范围。因此，目前该行业主要玩家仍然以TI、ADI（MAXIM）、ST、 Microchip等头部模拟厂商为主，竞争格局较为稳定。其中，在温度传感器领域TI、ST、ADI（MAXIM）有较大的优势，而在湿度传感器盛思锐、泰科TE、TI等位于行业领先水平。 中国虽然是传感器最大的一个消费市场，但是目前国内中高端传感市场主要被TI、ADI、盛思锐、泰科TE等厂商垄断，国内自给率依旧较低，尚未出现绝对的龙头。因此，这给了我们国内厂商巨大的国产化替代空间。 对于当前传感器行业的发展现状，郭桂良分析道，相比其他厂商，我们公司更专注于技术，从自己最擅长的温度传感器这个点进行突破，做到了国际一线的水准后再进一步扩展到温湿度，最后到压力和其他传感器芯片领域。目前我们在智能储粮这个领域温度传感器已经打破了MAXIM等国际厂商的垄断，并且在这一细分领域我们的市占比已经在50%以上。此外，在温湿度传感器领域，我们也已经在大规模出货，在性能上完全可以替代瑞士盛思锐的同类型产品，在该领域目前我们的市占率也已经位列行业前列。 作为一家孵化、成长于中科院体系的公司，中科银河芯自成立以来，在种子轮、天使轮、Pre-A轮、A轮不断获得中科院体系下的中科院微电子、中科创星、中科院创投等资本的支持，并且在近期完成了由小米集团和昌发展等产业资本的B轮融资。据郭桂良透露，未来公司在资本市场主要是结合公司现在的市场应用情况，引进更多的类似汽车、家电、物联网等与公司发展协同度较高的相关战略投资者为主。 郭桂良表示：我们团队主要来自于中科院，属于技术出身，是一家以技术为立足之本的公司。目前公司近两年的研发投入占比接近公司收入的60%，研发的重点主要在更高精度、更高可靠性、更高的温湿度传感器芯片以及其他模拟芯片等方面。此外，我们现在也在对汽车电子的智能座舱、电池、空调、摄像头等领域的温度、温湿度传感器进行重点布局和投入，相信这块未来将成为是我们非常重要的一个市场。 进入IoT时代以后，对信息采集需求的爆发促使整个传感器市场快速发展。对中国传感器产业来说，尽管已经初步形成了从研发、生产到应用的完整体系，但与国际先进水平差距依然存在，高端传感器严重依赖进口。 中科银河芯以温度传感器作为切入点，并不断拓展自己的能力边界，现已形成温度传感器、温湿度传感器、单总线产品为核心的三大核心业务品线。未来，公司有望在实现对国外大厂产品替代的同时，逐步发展成为国内顶级的中高端传感器产品提供商。
