专访:晨穹电子科技负责人解码石英谐振压力传感器的技术革命​

传感器~晨穹科技 20250926

  • 石英谐振压力传感器
  • QMEMS工艺


在高端压力传感器长期被欧美日企业垄断的市场格局下,晨穹电子科技研发的石英谐振式压力传感器凭借突破性技术,成功打入石油、核电、航空航天等高端领域。近日,记者专访了晨穹电子科技负责人李经理,深入探寻这款"精准感知利器" 的应用密码与技术内核。


极端场景的"硬核担当":从油井深处到核岛核心

记者:李经理您好,能否先为我们介绍一下晨穹的石英谐振式压力传感器主要适用于哪些场景?这些场景对传感器有哪些特殊要求?

李经理:您好,我们的产品核心优势在于极端环境下的高精度稳定测量,目前正在三大领域实现规模化应用。首先是石油勘探开发领域,油井井下堪称"工业测量炼狱"—— 温度超 150℃,压力突破 100MPa,还伴随强烈振动和腐蚀性介质。传统传感器在这里要么精度不足,要么寿命很短,而我们的产品能实现 0.05% FS 的测量精度,在随钻测量系统中承受 20g 振动仍能精准捕捉地层压力变化,帮助工程师调整钻井轨迹。

其次是核工业安全监测,这是对传感器可靠性要求最严苛的领域。核电站的反应堆压力容器、安全壳等核心区域,不仅有高温高压,还有超过200Mrad 的 γ 射线辐照。我们的 RPS01 系列传感器能在 - 55℃~125℃范围内保持 ±0.01% FS 的精度,抗辐射能力达 8000Gy,误差可控制在 0.1‰以内。

此外在精密工业与航空航天领域,我们的传感器也发挥着重要作用。在精密化工反应釜中,万分级精度能确保工艺稳定性;在航空航天器上,通过静压法实现毫米级液位监测,还能耐受200g 的冲击载荷。

技术突围的"四大法宝":从材料到算法的全链条创新


记者:能在如此严苛的环境中稳定工作,背后必然有强大的技术支撑。请您介绍一下产品的核心技术特性?

李经理:我们的技术突破体现在全链条创新,主要有四大核心优势。第一是独特的QMEMS 工艺与结构设计,我们采用差分式三梁结构,包含感压梁、参考梁和补偿梁,能实时消除温度影响,这是实现宽温域稳定的关键。通过石英微机电系统工艺,将纳米级精度的振梁集成在石英基膜上,压力作用下的频率变化与压力值呈完美线性关系。

第二是全固态数字化设计。产品采用无活动部件的全固态结构,寿命可达10 年以上,同时直接输出频率信号,避免了模拟信号传输中的衰减干扰问题。在核工业复杂电磁环境中,这种数字信号输出的抗干扰优势尤为明显,能减少 90% 以上的信号失真。

第三是材料与封装的双重突破。我们选用特种石英晶体材料,在150℃高温下仍能保持稳定谐振特性;封装上开发了多层金属密封结构,在 380MPa 高压下也能保证密封性。这种 "材料 + 封装" 的组合,让产品能耐受 HF 酸等腐蚀性介质,适应核燃料循环设施的恶劣环境。

第四是智能补偿算法。我们基于机器学习开发了动态温度补偿模型,将温漂系数控制在±0.0015% FS/℃,这一指标已达到国际领先水平。通过集成温度传感器实时校正,即使在温度剧烈波动的反应堆冷却剂系统中,也能保证测量精度。

国产芯体的"里程碑意义":从跟跑到制定规则的跨越

记者:您曾提到这款产品的芯体是国产压力芯研发的革命性里程碑,如何理解这种"革命式" 意义?

李经理:长期以来,国内高端压力传感器芯体90% 依赖进口,核心技术被垄断,不仅价格高昂,还面临供应风险。我们的芯体之所以能成为里程碑,首先是实现了 "从 0 到 1" 的国产化突破,填补了国内石英谐振芯体的空白。在此之前,高端市场完全被欧美产品占据,我们的 CPS01 芯体量产後,将同类产品价格降低了 40%,打破了国外的价格垄断。

更重要的是建立了自主技术体系。过去国产芯体研发多是对国外产品的仿制,而我们从材料配方、晶圆加工到补偿算法都实现了自主创新。比如我们自主研发的4/6 寸石英晶圆加工工艺,提升了芯片一致性,良率从不足 50% 提升到 85% 以上。这种全链条自主可控,让国产芯体不再受制于国外的技术封锁。

还有一个关键意义是推动产业链升级。我们的芯体量产带动了上下游配套产业的发展,像特种石英材料、精密封装设备等环节都实现了技术突破。目前我们已具备30 万枚芯体的年产能力,预计 2026 年将达到 100 万枚,这将大幅提升国产压力传感器的整体竞争力,助力我国在工业自动化、新能源等战略产业实现自主可控。



未来布局:从技术引领到标准制定

记者:面对国产传感器的崛起浪潮,晨穹接下来有哪些规划?

李经理:我们有三个明确方向:一是拓展应用场景,目前正在研发适应300℃超高温环境的新一代产品,瞄准地热开发、航空发动机监测等更极端的领域;二是提升产能与性价比,通过自动化产线改造,将芯体成本再降低 20%,让更多中小企业用得上高精度传感器。

采访尾声,李经理拿起一枚直径不足1 厘米的芯体告诉记者:这小小的芯片里,藏着中国制造的精度与底气。我们的目标不仅是打破垄断,更是要让 “中国芯”成为全球高端压力测量领域的标杆。随着晨穹等企业的技术突破,国产压力传感器正从跟跑者向领跑者加速迈进。





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