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【热门】美国矽翔:古老行业中的新生力量

企业风向标中国仪表网2010年10月26日 16:31人气:1215

编者按:MEMS (Micro Electro Mechanical System),即微机电系统,是采用现代加工工艺和材料生长及合成技术制造的具有机械、电子及其他物理特性的微系统。大多数的微机电系统是借用了大规模集成电路的主要工艺构筑在硅片上的。因而这一类的产品也称之为“微机电系统芯片”。

   在一百多年,这种全电子式技术一直是全球各个国家攻克的一项重要课题。 而总部位于美国加州硅谷的美国矽翔微机电系统有限公司是目前世界上唯一生产具有自主知识产权、低功耗、超大量程 MEMS流量芯片的厂商。其核心部件MEMS流量芯片及其专利封装技术由公司自主研发,可用于各类气体及微流体的流量计量和测控,为传统流体计量带来了根本的变革,提供了全新的拓展空间。

  在多国展上,我们中国仪表展览网(下面简称:ybzhan)有幸采访到矽翔公司的创始人黄立基博士,与他展开了一顿关于技术、关于矽翔的愉快对话。  

    (黄博士接受我们中国仪表展览网记者采访)

点击这里进入视频访谈播放

 Ybzhan:各位网友观众大家好!这里是2010年北京多国展的现场,我们现在所在的位置矽翔微机电的展台。所在我身边的是矽翔的创始人黄立基博士。感谢黄博士在百忙之中接受我们中国仪表展览网的采访。请黄博士跟我们镜头前的网友打一声招呼。

黄博士:大家好,谢谢!

Ybzhan:我们知道黄博士是矽翔公司的负责人,现在请您为我们介绍一下这家目前世界上唯一生产具有自主知识产权、低功耗、超大量程 MEMS流量芯片厂商现在的发展状况?

黄博士:好,谢谢大家。我现在大致为大家介绍一下公司目前整个发展状况。我们公司是2004年在美国硅谷注册成立的,是美国的风险投资注资,加上我们的技术成立的。公司成立的初衷是希望用MEMS这种技术来取代传统机械的这种技术,应用于能源的计量。

  因为现在全球能源管理与计量都是一个重要的课题,全球也有很多地方在做这件事情。特别是金融危机以来,各个国家都用了很多刺激经济的钱或基金来做能源管理的问题。现在大概有100多个国家都有这方面的项目或议题,而欧美是做得最多的。

  在这里,电表和电器管理是做得比较好的。因为电表经过上个世纪八十年代到2000年这二十年的发展,全部由机械电表转化成电子电表。那么它的管理功能、性能、网络化管理比较容易多了。但是另外两个主要的能源,水和气还是机械为主。全球百分之九十九点九都是使用机械的东西。

 机械的表要把它的信号导到电信号的转化,再传输出去的话,成本非常昂贵。同时,虽然机械技术它有很多优点,它也有很多缺点。特别是对天然气来讲,它的机械技术不能做温度压力的,这对于公平贸易计量来说是有缺陷的。因为到冬天的时候,气体就会压缩,同样的体积下的气体跟夏天的状况就不一样,交的钱也就不一样等等,这些都是一些问题,但是一百多年来都没有解决,我们是希望用新型的电子技术来解决这样一些问题,来适应未来能源管理的一些发展,这些也是我们公司产品核心的发展。

  04年,我们把芯片研发出来,05年开始在国内成立子公司,然后展开这方面的应用技术研发,和包括和国内燃气公司的一些合作,来开发更适合国内的燃气管理的产品。到目前来说的话,经过了这三四年的发展,我们的产品基本算是成熟了。今年开始,我们开始准备逐步大规模的推向市场。

  从国内公司客户关注的程度来看,我们跟国内最大的燃气公司燃气集团公司在讨论战略合作关系,有些协议正在签署之中。今年为作为企业比较大的动作,像国内比较大的燃气公司,比如港化燃气、中国燃气、华润集团、包括中石油,我们都在跟他们进行早期、中期、长期的合作。总得来说,国内一些燃气的客户,对我们的产品还是给予很高的期待,他们也非常愿意在各方面跟我们合作。

  所以我个人认为,在国内这一块,应该从今年下半年到明年开始,会有很大的变化。我们也在跟国家的一些政府部门,包括国家计量师做一些沟通,也参加了相关两个国家标准的制定。那我想的话,下面我们还会有一些标准的推动,通过这些东西,对国内能源管理水平在全球会有一个领先的地位。

  从世界来讲,我们在和欧洲、北美的一些燃气公司进行沟通与合作,现在我们在通过欧美的一些认证。做完这一步,我们将加快在欧美市场的拓广。包括拉丁美洲、南亚都有很多客户对这方面的技术关心。因为就现在全球来讲,全电子式的燃气技术应该是从85年开始,美国的一家公司开始做,但是做到现在,真正商业化的公司,除了我们还没有另外一家。

  当然,我们也有很多的挑战,我们的产品也有很多需要进一步完善的地方。但是我觉得我们有一个比较好的起点。在这基础上,我对未来的发展是充满了信心。谢谢!

Ybzhan:我们知道黄博士个人获得了很多的科研奖项,本身也是美国电气电机工程学会资深会员,那在这一系列从事仪器仪表行业的过程中,您能不能为我们谈一下您印象最深刻的几件事。

黄博士:实际上,我原来是个外行人,对这个行业也不是很了解。但真正开始 进入做这个行业才知道,这个行业实际上是非常困难的。机械技术它存在了160年,有这个原因,很多人想去改变这个状态,实际上有很多个人公司包括国外的一些大公司,比如日本的松下、日立、东京燃气、大阪燃气等,但是目前这个技术还没有真正能够推向市场。这其中当然包括各种原因,比如各个国家的法规法令因素。但是我总觉得,从计量角度,燃气是最复杂的。因为它涉及到多种技术,比如各种不同的流量端、温度、压力、以及包括燃气各种状态,它实际上是流量当中最复杂的技术。

  但是我觉得,也很好,我们选择了一个最难做的事情,那么这件事情做得差不多了,那么对很多相对比较容易的事情就比较简单一点。比如我们现在除了燃气以外,还在跟其他行业,比如医疗行业,医疗行业它在未来有很多这方面的需求,举个简单的例子,比如注射,像注射的针头,过去的话,它是根据压力慢慢来推动,那么速度会有所不同,同时也会产生一些气泡,这些气泡注射到人体,肌肉会不舒服。现在我们在跟国外的一些大的公司在合作,用流量来控制注射的快慢,这样的话,人体就会比较舒服,探测到气泡也可以报警。这样可以减少气泡进入到人体的损害。这些都是一些比较前沿的事情,也刚开始在做的过程中。

  包括一些消费电子类的,比如投影仪、投影机、电脑,他们里面都有风扇,他们是用风扇来散热,如果风扇一旦堵塞坏掉,很可能机器就会烧掉。但是如果我们能做这种大规模集成电路这种技术来做,就可能会克服。像现在芯片,随着需求量的增加,成本会下降,所以现在用这种技术应用到消费电子类里面,可能就会很便宜,应用起来也比较容易。我们公司也正在和世界领头的公司在合作这方面的事情,我们未来也会对消费类的电子方面做一些工作。

YBZHAN:那看来黄博士是相当用心的一个人。我现在有一个问题,我们都知道矽翔是在美国硅谷注册成立的一家公司,它相当于以外企的身份进入中国市场。我们知道外企进入中国市场都要面临一个公司产品本土化的挑战,那矽翔是怎么去解决这个问题的呢?

黄博士:这个问题可能对我们来说是比较简单。因为我们公司主要的创始人都是华人,有一些可能是从大陆出去的。像我本人在大陆也工作过一两年的时间,对国内的情况都比较了解,像本土化就会比较容易,不会像其他外企一样,有一些文化上的差异。

YBZHAN:那矽翔公司是作为GB/T 20727-2006《热式质量流量计》起草单位之一,可见矽翔公司在流量计这一块做得相当的出色。那今年的多国展,又为我们带来了哪些新产品?

黄博士:我们今年主要是有几个新的产品。比如像这样的一种产品也是比较有意义的。这种产品的好处就是它也是用质量流量计的方式来做,但是它的成本比较低,它可以应用到很多不能使用精密计量的地方。我举个例子,比如在医院里面,我们吸氧都是按时间来收费的,据说卫生部他也在03年、05年的时候希望有一种方式能够更精密的提供一种用氧的计量,病人真正用了多少氧就付多少钱,这种方法是比较合理的。很多省的人大、政协委员也在呼吁改变这种计量方式,化解医患矛盾,让病人出钱出得心甘情愿。
那我们的这个产品最早是从301医院开始,我们给他们装科室计量的这种表,按片区来收费,到现在按照病床来收费。它希望比较便宜一点,计量很准确。那过去机械式的计量,它就做不到这种程度。今年,我们就把这种产品开发出来,推向医院一些比较需要精密计量又不能实现的地方。

  那除了这些,还有一些需要精密计量但是过去又不能实现的地方,比如焊接,大家都知道以前焊接都是凭眼睛看。那焊接师傅如果经验比较足眼睛比较好,就可以根据颜色来做焊接的处理。但是如果气体控制得比较好,实际上不用经验足的老师傅九可以达到这种程度。这种技术,在现在还是比较重要,比如在一些压力、温度领域,如果你焊接得比较好,及可能减少一些泄露、爆炸的事故。

  所以这种技术的应用场合时比较多的,我们是希望通过MEMS这种全电子式的技术,类似于大规模集成电路这种工艺把过去非常高端、价格非常昂贵的精密计量做得比较平民化,能给社会带来更多的利益。特别是能对能源计量、工业控制更有效地减少一些浪费。

YBZHAN:黄博士现在提到的是一个产品技术的情况。 我们都知道一个优秀的产品它除了有一个优秀的产品品质、适合于市场,还需要一个良好的售后服务运作。那矽翔像这一块是怎么去做的?

黄博士:我们售后服务这一块是相当重要的。尤其是气体流量这一块,它涉及到不同场合的安装。在公司刚成立的时候,我们公司就专门成立了售后服务部。随着时间的推移,我们在北京、上海、广州,包括我们在西北银川我们成立了分公司,这样做,希望在各个地方都能有就近的售后服务人员。他能很快的达到客户服务现场,很快地为客户解决问题。其实在同与客户交谈解决的过程中,我们也能拓展市场的应用。

  比如举个例子,在照明这个市场里面,国际做灯泡的很著名的一家公司的国内分公司在我们这里买了很大测量的产品,他们觉得这个产品很好,比过去方式有、很大的改进。他就跟我们的售后服务人员讨论,能不能做一些便宜一点、能大规模使用的,每个生产线充灯泡的地方可以用到。我们当时觉得,他们给我们提供了一个很好的市场信息,所以我们很快地将这个信息转达给我们的研发部,很快地做出这样的产品,并且为他们定制出这样的产品。他们的生产线就进行了大规模的改造。对他来说,提高了生产效率,减低了他的浪费,当然我们也扩展而来我们的市场。

  所以,我觉得售后服务时特别重要的,尤其是在与客户交流之间,会发现很多不同新的应用。同时也能帮客户解决很多新的困难,发现他们应用中的一些问题,这些都是我们公司非常非常重视的地方。

YBZHAN:从黄博士的谈话中,我们看到矽翔公司售后服务这一块做得非常的好、也非常懂得从服务中吸取经验。在服务客户中发现问题、发现产品新应用来重新对产品进行改造、设计定制,这是非常明智的做法。

  我这里有一份报告指出,现在的流量计市场竞争相当的激烈,而且集中度比较高。百分之五十的市场它是又ABB、艾默生这些国际巨头占领,那像矽翔公司有什么方法去突围这一块呢?

黄博士:我觉得这个在于一个技术的发展。热式质量流量计发展了有大概七十年的历史。可以追溯到1964年,或者更早可以到1959年开始到现在也有几十年的发展。像你刚才讲到的一些大公司,他们都有一些专长的地方。他们其实做得产品蛮多的。但是想热氏这一块,ABB并不是做得全球最大的公司。像热氏做得最大的公司也在今年的多国展参展,是美国FCI。那在欧洲,想ABB、E H做热氏这一块也做了很多年,也做得不错。

  那我们也是发挥我们技术的长处,我们不可能所我们的一个产品跟他们所有现有的基础竞争,但是我们可以取长补短。刚刚讲到一些大公司,比如美国FCI,其实我们也在跟他们紧密的合作。他们也是能希望我们的一些小流量端(他们做不了的)进行一些合作。而我们则希望在一些大流量、温度压力很高的地方进行合作。那么我们从大家的互相合作、互相学习进步。

  我们有一个很好的长处就是我们有一个自己的研发团队,我们能在美国很快的设计制造芯片,我们能从一个月的时间,完成设计到制造,甚至到初期的测试,这些都是我们的技术优势。我们希望我们不断地改变我们的产品、不断地扩张产品的应用程度。那么可能在传统的领域会有更多的市场份额。但是我相信,市场份额的取得,也是在于应用的扩展,我想我们现在更加关注的过去传统做不了的地方,或者传统的技术都是机械式的技术,他们精确度不高,控制比较困难。在这些地方,我们希望能多做一些事情。而不是和一些数量比较少,要求比较高的地方去竞争。

  从热氏质量流量计这个角度来讲,也有这么多年的发展历史,就全球来讲,真正的哪一个公司真正的在热氏质量流量计的份额都比较小的,销售量也很低的,也不是个独占的行业。像ABB可能名声响一点,是因为他们又各种各样的产品能让他们在这个行业里有一定的市场,但是他在热氏质量流量计里面占的市场份额就比较小。

  从我们的角度来讲,我们是希望能从各种新的应用,比如在节约能源啊、精密控制方面能够提供一些新的产品,在一些传统技术现在无法实现的地方,我们能迅速的拓展市场。在一些非常非常传统,现在产品用得比较好的地方,我们可能是慢慢地去做那方面的事。

YBZHAN:从黄博士的谈话中我们可以得出矽翔是通过专注于自身技术优势的拓展市场空白点来抢占市场份额的。刚才黄博士提到了矽翔公司的一个研发队伍,您能不能为我们谈一下矽翔公司的人才战略。

黄博士:从技术的源头来讲,这也是个很现实的问题,在美国硅谷,它必定是全球的一个技术集中地。这个主要可能取决它的科技政策导向,社会环境造成的。硅谷所聚集的科研人才就比较多。我们公司在硅谷的科研团队也在随着公司的成长在不断地扩大。是希望把最核心的部分放在硅谷,做研发。

  那在国内它有它自身的环境,它有非常好的应用环境。那么我们在国内的应用研发的团队就会不断地扩大。现在大概有一个三十人的研发团队。今年,我们还会扩大我们的团队,现在我们做得大部分是气体,我们现在也在涉足液体,像我刚才提到的注射都是液体方面,我们会不断地扩大这一方面的人才。我们也在考虑建设一个更好的研发基地,亚洲的研发基地,这个基地主要是以中国为主,以中国的研发人员为主来开过各个应用领域的市场研发。而核心的技术,我们会在美国做。利用两岸的优势,来互补。

YBZHAN:那相当与矽翔公司的研发实力是中西合璧。那矽翔在中国区以及整个亚洲地区还会有什么样的新动作?

黄博士:我们今年的话,主要想做几件事情:第一是我们希望跟国内主要的燃气公司形成一种战略性的合作。这个已经开始做,而且比较有成效,我相信在明年的上半年会完成。这种合作达成之后,我们这种全电子式的燃气表技术逐步的在中国大陆市场推开。
第二就是我们可能会建立一个更强的技术团队,来涉足能源管理方面的一些事情。还有包括过去在工业精密控制方面,可能需要专门的一些团队来培养市场的需求。

YBZHAN:我们都知道中国的流量计企业和国外存在一定的差距。在采访的最后,黄博士作为资深的仪器仪表人,能不能为我们国内的企业提几点发展建议?

黄博士:国内的企业主要以合资企业、民营企业、外资独资企业等等这些形式存在。国内的企业可能在技术的投入方面要差一点。这个呢,我觉得可能跟大环境有关系,可能也是一种不断改进的过程。而且流量计行业,我也是从过去不太懂这个行业到现在慢慢了解,这个行业是非常古老的行业。最早是我们每家每户的燃气表,基本上都有160年的历史,现在还在用这样的产品。

  在国内燃气行业,也没有很多这种新的技术,我想这可能跟国外的一些技术接轨有问题,另外一个,国外它有一些技术的开发,当然我们国家也有投入,比如原来的电子锁方面,国家也投入了很多的资金,在建MEMS的生产线,在做这方面的一些研发。我觉得随着时间的推进,还是会逐步的发展。

  当然,我觉得还是大环境的影响,如果大环境有所改进,国内的进步会更大一点。

YBZHAN:感谢黄博士接受我们中国仪表展览网的采访。祝矽翔越走越远。

后记:采访黄博士的整个过程非常流畅顺利,他渊博的知识与言语中的从容为我们在现场上了一堂生动的仪器仪表专业课。这堂课中,我们知道,仪器仪表行业是一个古老而深具魅力活力的行业;我们知道,仪器仪表行业是一个需要我们不断去突破不断去挖掘的行业;我们知道,作为仪器仪表行业的一份子,我们要做好吃苦实干的准备。让我们一起祝愿,在这个古老传统的行业中,矽翔在黄博士的带领下,能焕发出不一样的魅力!


资料补充

黄立基博士简介:

  1988年毕业于清华大学材料专业,获得博士学位。在国内外相关文献发表过上百篇论文,拥有多项专利技术;曾在美国西捷公司(Seagate)担任过5年的部门经理,具有丰富的新技术和新产品开发经验。微功耗MEMS流量传感芯片就是黄博士多年研究成果的结晶,并在美国已获得7项相关专利。

  黄立基博士是美国电气电机工程学会(IEEE)资深会员;曾获中国科学技术委员会自然科学二等奖,中国国家教委霍英东青年教师二等奖,美国材料研究学会研究生奖,北大西洋公约组织国际合作奖等。

MEMS简介:

  MEMS (Micro Electro Mechanical System) ,即微机电系统,是采用现代加工工艺和材料生长及合成技术制造的具有机械、电子及其他物理特性的微系统。大多数的微机电系统是借用了大规模集成电路的主要工艺构筑在硅片上的。因而这一类的产品也称之为“微机电系统芯片”。

  微机电系统芯片可获得某些宏观机电器件所不能达到的功效。一个典型的微机电系统芯片包含有微传感器、微调节器及智能电子控制线路。其传感器能感应环境的热、机械、磁、光、化学或生物特性,通过微调节器及智能电子控制电路来完成器件所赋予的功能。本流量计采用了本公司生产的热质量气体流量传感器芯片,属于质量流量传感方式的流量计,它通过气体流动产生的热场变化来测量气体的流量。由于不同质量的气体对热场变化具有不同的影响,因而,它所测量的流量为质量流量。

  不同于传统的"热丝"方式采用单一热传感器及热源来测量气体的热损耗,并由此测量气体的质量流量(风速式热质量流量原理),微机电系统芯片热质量流量传感器采用了多个热传感器及一个微热源(量式热质量流量原理),大大减少了环境对测量的影响。微机电系统芯片热质量流量器的热源十分微小,采用插入式在相对大的流场中,在无气体流动时,传感器的热源对环境无影响,不会像传统的"热丝"式质量流量计那样造成气体的对流。因而,微机电系统芯片热质量流量传感器具有优良的零点稳定性和极短的响应时间。

公司简介:

  矽翔微机电系统有限公司(Siargo Ltd.)成立于2003年。公司总部位于美国加州硅谷。矽翔公司是目前世界上唯一生产具有自主知识产权、低功耗、超大量程 MEMS流量芯片的厂商。其核心部件MEMS流量芯片及其专利封装技术由公司自主研发,可用于各类气体及微流体的流量计量和测控,为传统流体计量带来了根本的变革,提供了全新的拓展空间。

  目前,矽翔公司专门为适用于中、小型企业和商业燃气计量开发的流量计已经在四川、重庆、湖北、湖南、东北、华东等地区使用。由于产品为全电子式,采用标准体积(质量)计量,具有超大量程、高精度、无可动部件、强大数据存储功能、压力损失小、易于数据远传和网络化等特点,从根本上改变了传统机械仪表的计量方式,在小流量计量能力上大大提高,使有效实施天然气的能源管理。实时监控和资源合理调配成为了可能。矽翔公司基于MEMS技术的流量芯片除在天然气计量中的应用外,还广泛应用于医疗麻醉与呼吸设备,工业制造业用气测量及过程控制,环保等多个领域,在医院中心供氧、制氧设备;分床计费系统;在食品加工、科学气体分析仪器、楼宇控制、民用健身等领域也有广泛应用;到今为止,产品已经销售到美国、欧洲、南美、亚洲等多个国家。

  同时,矽翔公司是GB/T 20727-2006《热式质量流量计》起草单位之一。
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