本期话题：
00:30 揭开气体传感器的奥秘：技术背后的原理与挑战
01:44 以MEMS传感器为基础，构建IDM产业体系
03:28 布局新兴赛道，打造多领域创新产品
揭开气体传感器的奥秘：技术背后的原理与挑战
幻实（主播）：欢迎大家关注芯片揭秘，我是主播幻实，今天我邀请到了一家专门做气体传感器的公司——苏州慧闻纳米科技有限公司（以下简称：慧闻纳米）。现在坐在我旁边的是来自慧闻纳米的营销总监厉坤龙。
慧闻纳米营销总监 厉坤龙 做客芯片揭秘
厉坤龙（嘉宾）：曹老师好，大家好。
幻实（主播）：先从您做的气体传感器开始。请问它是一个什么样的原理以及做这种产品的难点在哪里？
厉坤龙（嘉宾）：气体传感器分很多种原理。市面上比较常见的有半导体原理、电化学原理、催化原理、光学的原理，种类比较多。我们慧闻纳米也是行业里为数不多的掌握这几种原理的一家公司。传感器的难点在于前期投入比较大，产出比较慢，技术门槛又比较高。
SMT系列气体传感器图示（图源：慧闻纳米）
幻实（主播）：气体传感器的技术门槛高的原因是什么？
厉坤龙（嘉宾）：测气体的传感器一般分两种，一种是化学类的，一种是物理类的。物理类的相对来说简单一些；化学类的原理在于通过气体在敏感材料表面发生化学反应来产生电信号，而在发生化学反应的过程中，空气中的各种气体和环境中的温湿度等会对气体传感器造成一定的影响，难点在于如何控制这种影响，且还要把传感器精度做高、寿命做长、体积做小，还要方便进行产业化。
以MEMS传感器为基础，构建IDM产业体系
幻实（主播）：听起来控制环境变量是一个动态的过程。我看到慧闻纳米的传感技术涉及到五感中的触觉和嗅觉，请问你们为什么会选择这样的领域去开发产品？那是什么样的契机？
厉坤龙（嘉宾）：我们公司的孙教授是曾在美国NASA任职的海归博士，他基于纳米材料多年领域的研发经验做了MEMS半导体气体传感器。在这之后，我们发现柔性压力触觉传感器的市场逐步在扩大，于是以此为契机，我们基于纳米材料的底层技术做了柔性压力的传感器。因为这类传感器的底层技术有一些相通的地方，基于这些技术我们也开发出来了柔性压电的传感器，包括电化学的，催化的等这些化学材料的传感器。
气体检测器模组——单芯片/双芯片/多芯片（图源：慧闻纳米）
幻实（主播）：听起来就是更高端的、更贵的产品了。看来你们的团队不仅是更擅长产品设计，还对工艺端很了解。那是不是也是基于这个原因，你们敢于靠自己去做一条产品线？
厉坤龙（嘉宾）：没错，传感器是一个高投入、产出慢的行业，基于这个行业特性，我们认为还是要坚持长期的投入。如果只是依靠外部生产加工，我们掌握不了核心的工艺，所以我们从芯片的设计做起，在这个基础上根据客户的需求开发出不同的传感器种类，形成我们较大的一个优势。
幻实（主播）：这条产品线是国内首条吗？现在在哪个地区布置？它目前的状态是对外代工还是你们自用？
厉坤龙（嘉宾）：是的，目前产品线在苏州纳米城投入，以自用为主。维持这样一条产品线比较奢侈，但是我们认为这个产业有长期发展的潜力，因此我们也敢于大胆地投入。
布局新兴赛道，打造多领域创新产品
幻实（主播）：能不能给我们讲讲这些产品在哪些行业哪些场景下得到了应用？
厉坤龙（嘉宾）：气体传感器应用种类比较广泛，比如新装修的房子需要测甲醛和测空气质量，我们就可以通过甲醛传感器和VOC传感器来监测环境状况，依此判断房子能否入住。再者，比如第一天晚上喝了酒，很多人无法判断第二天是否能开车，那么我们用这种酒精传感器可以判断是否属于酒驾。还有比较常见的一些应用场景，比如家居环境下厨房的燃气泄漏风险，可能家中的老人经常做饭，但可能意识不到气体泄漏的发生，所以可以借助传感器降低燃气泄漏导致爆炸的风险。除此之外，包括一些工业场合和其他的一些消费类，应用领域很广泛。
VOC传感器：是一种用于检测和监测 挥发性有机化合物的专用传感器。VOC 是指在常温下容易挥发并进入空气的有机化合物，如甲醛、苯、甲苯、乙醇、丙酮等，通常存在于涂料、清洁剂、家具、建筑材料和工业排放中。
BSP1000锂离子电池箱复合型火灾预警装置（图源：慧闻纳米）
幻实（主播）：需要做监测的都有可能使用到这个场景。但是这种情况下会出现各种各样需求的客户，针对这些群体你们是如何管理这么多市场应用方向的？
厉坤龙（嘉宾）：我们筛选了一些比较经典的行业，例如一些消费类的，像检测类产品、储能。同时，我们也会选择一些行业应用比较大，同时对技术要求有一定门槛的优质特色行业，可以避免跟同行去做恶性的价格竞争。
幻实（主播）：目前来说，您觉得你们的产品在投放市场上遇到的竞争和挑战大不大？
厉坤龙（嘉宾）：这两年国内的传感器行业也是在迅猛地发展。我们的产品线比较多，可能在某些产品线上，比如传统的半导体、甲醛、一氧化碳等这些领域竞争会比较激烈一些。但是在比较新兴的行业，比如说储能、牙刷、压力开关等，这些应用领域竞争没有那么激烈。此外，由于公司有很多产品是自主研发，产品迭代较快，我们的竞争优势就更明显。
幻实（主播）：
看起来你们对自己的产品的竞争能力非常有信心。那么你们在未来3-5年会有什么新的布局吗？
厉坤龙（嘉宾）：
针对这些竞争环境以及传感器行业产出慢、投入大的特性，我们走一步看三步，一直在做新的布局。在未来新兴行业的赛道中，我们开发了长寿命的氢气和一氧化碳传感器用于比较火热的储能领域气体监测。传统的氢气或者一氧化碳传感器寿命大概只有2-3年或者3-5年，但我们能把这个传感器寿命延长到10年，这样的话就减轻了业主的后顾之忧。
还有一个方向是在汽车领域。比如我们在停车的时候，可以通过新能源汽车上安装的传感器来判断前车的汽车尾气有没有进入到我们的车内，通过传感器来自动开启汽车的内循环或者外循环。第二个例子，车内有人抽完烟后，我们要判断车内危害健康的气体含量是不是过高，也需要借助气体传感器。还有关于二氧化碳传感器的应用，例如有些司机把小孩遗忘在车内，此时可以通过二氧化碳的生命遗留监测来判断这个车内现在的载人情况。
芯片揭秘 主播幻实（左） 对话
慧闻纳米营销总监 厉坤龙 （右）
幻实（主播）：
这是一个很实用的功能。目前是否有车型已经安装了这种的二氧化碳监测？
厉坤龙（嘉宾）：是的，少部分的车型已经增加了这种检测功能。除了汽车赛道，还有一个赛道在医疗领域。我们针对有优势的MEMS传感器的阵列开发了可以检测胃病的医疗设备的仪器。它可以感知人类呼出的气体，通过我们的传感器阵列来判断胃部有没有疾病发生。比如说胃癌的筛查方面，目前是使用碳13碳14等幽门螺旋杆菌的标识物的方法，而我们的产品会比这种传统方式更方便，只需要呼气后等待结果。目前这种产品进入到了临床检验阶段，识别准确率能到99.5%左右。
幻实（主播）：因为现在的幽门螺旋杆菌检测已经成了一个体检的常规项目，成本较低。而这项技术是否面临一个成本较高的问题？
厉坤龙（嘉宾）：
因为前期研发投入比较大，用到的传感器种类比较多，目前成本比较高，但未来可能有成本下降的趋势。除了胃病这种检测，传感器阵列技术还能应用到复杂环境下的气体检测，比如可以用传感器阵列的方式来实现在冰箱内食物新鲜度的检测。食物的气体成分比较复杂，例如牛肉的不同腐烂程度会挥发出来不同的气体，水果的腐烂、干瘪等状态产生的气体成分也不一样。这种通过传感器阵列判断出食物的腐烂程度的技术，也可以满足家电厂家目前比较迫切的需求。
SRE1008/MRD1008S工业燃气模组（图源：慧闻纳米）
幻实（主播）：谢谢厉总给我们分享了这么多有意思的前瞻场景。最后，今天您做客我们芯片揭秘，有没有什么想对外呼吁和号召的？
厉坤龙（嘉宾）：今年展会的效果还是比较好的，而且参加的人员企业也越来越多，能看到我们国内的传感器正在蓬勃发展。我们借助展会和同行聚到一起聊一聊，大家对未来都是充满希望的，因为物联网的基础就是传感网，这个赛道有着非常广阔的发展前景。我们在聊的过程中也在向同行提倡，要坚持自主创新，加大我们的研发投入，把我们国产传感器真正做成民族的传感器，真正做成大的品牌，这个是我们希望能看到的一个局面。
物联网覆盖的各种领域（图源：慧闻纳米）
幻实（主播）：厉总，我觉得我们还有非常多的事情可以去做，这个行业还有非常多的发展的空间等着。祝您的公司发展越来越好。
厉坤龙（嘉宾）：感谢曹老师。我是慧闻纳米科技有限公司厉坤龙，我在芯片揭秘等你。
气体传感器是一种将某种气体体积分数转化成对应电信号的转换器，可以将气体的成分、浓度等信息转换成可以被人员、仪器仪表、计算机等利用的信息。气体传感器具有灵敏度、选择性、稳定性和抗腐蚀性等基本特征，这些特征的优劣表现基于对气体传感器的材料选择，包括半导体材料、固体电解质材料、有机材料和生物材料等。气体传感器具有精度高、可靠性高、寿命长等显著优点，在未来将逐步成为气体监测市场主流。但由于正在处于起步阶段，技术壁垒高，市场占有率低，规模化生产程度低，因此造价成本高，基本在上千元左右。
作为物联网在技术领域的重要门类，气体传感器横跨功能材料、电子陶瓷、光电子元器件、MEMS技术、纳米技术、有机高分子等众多基础和应用学科，是各种信息和人工智能的桥梁。气体传感器在有毒、可燃、易爆、二氧化碳等气体探测领域有着广泛的应用，能大大提高信息采集、处理、深加工水平，提高实时预测事故的准确性，不断消除事故隐患。因此，我国气体传感器产业发展迅速，逐步扩大国内外市场规模。据2023年全球和中国的气体传感器市场规模数据显示，中国气体传感器市场规模约为15.87亿人民币，同比增长3.9%，市场规模占全球市场的36%，显示出中国在全球气体传感器市场中的重要地位。未来，随着物联网技术的普及和需求的多元化，气体传感器产业应实现独立自主创新开发，加大研发投入，打造IDM模式，走国产的传感器全产业链道路。
