对话

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当高铁提速，站台上划定的安全线是否需要改变？汽车行驶时，燃油是否存在挥发的情况？无人机飞行时，高度和速度如何确定？旋转手机后，视频如何同步切换至横屏或是竖屏……这些问题，都需要MEMS传感器（微机电系统传感器）来解决。

MEMS传感器的工作原理，是通过微电子制造技术和微机械加工技术，使硅薄膜在受力时产生硅压阻效应，从而将压力信号转为电信号。MEMS传感器在20世纪60年代由美国研发，因其微型化、成本低、敏感度高等优势，在诞生后的几十年里被广泛应用于高精尖设备和日常生活中。

据工信部直属产业研究机构赛迪研究院公布的数据显示，2024年智能传感器市值规模在传感器产业占比超40%。MEMS作为智能传感器重要的制造技术，其市场规模已达1000.3亿元。

从行业空白到占据传感器主流市场，中国仅用了五十年时间。这“逆袭”的背后离不开一代代科研人的不断深耕，王文襄与儿子王冰便是这样的科研人。这对父子的“科研接力”，正是中国MEMS传感器崛起之路的一个缩影。

以下是王冰的讲述。

从零起步，为大国重器打造“感知神经”

我和父亲的科研事业与国家传感器产业的发展紧密相连。

20世纪60年代，国际局势风云变幻。我国将东部沿海的工业体系向内陆迁移，开展了大规模的“三线建设”。宝鸡地处关中平原西部，因其南依秦岭、北靠黄土高原的复杂地形，成为理想的工业基地，中国航天科技集团有限公司第九研究院7107厂在此建立，为航天器研发配套的传感器和导航系统。

1970年，为了进一步扩大传感器产业，宝鸡秦岭晶体管厂开始筹建。我的父亲从西安交通大学毕业后，被分配到这里并参与建厂，在车间负责晶体管半导体工艺制造。

王文襄在宝鸡秦岭晶体管厂工作

当时，我国的“两弹一星”已经研制成功，但对于核爆冲击波的精确测量还是空白。父亲受邀参加了几次相关科研会议后，自告奋勇接下了这个艰巨的任务，和林俊德院士搭档，从零开始，进行硅压阻压力传感器的研发。

父亲读书的时候，学习的外语是俄语，但当时硅压阻压力传感器可查阅的只有英文资料，为了第一时间掌握相关技术进展，他开始边学英语，边搞研究。

立项之初，父亲拿到的唯一资料只有一本国外硅压阻传感器的简要产品说明书。他带领团队“摸着石头过河”，从理论到实践，从传感器芯片设计到芯片加工的工艺装备，逐一研究，逐个攻破。没有专业的腐蚀装备，他们就用玻璃烧杯和酒精灯反复试验；缺乏有效的温度补偿机制，他们就用“高浓度硼扩散+二次补磷”降低零点温漂……

功夫不负有心人，1974年，我国第一支硅压阻压力传感器研发成功。为了提高良品率，实现商业化量产，父亲带着团队继续攻关。通过改变焊点位置、改变腐蚀方式等方式，将良品率从最开始的40%提升到了75%。1977年，CYG2-6系列压阻压力传感器正式通过国家鉴定，成为中国第一个商品化的压阻压力传感器系列，这也意味着国产传感器进入了可批量生产和市场应用阶段。

在一穷二白的科研条件下，宝鸡秦岭晶体管厂陆续开发出固态加速度传感器、医用脉象传感器、脑压传感器、微压传感器、液位传感器等产品，为我国硅压阻传感器产业奠定了坚实的技术基础。

之后的几十年，父亲不断攻克技术难题。从宝鸡传感器研究所退休后，他选择了再次创业，成立昆山双桥传感器测控技术有限公司（以下简称双桥公司），继续为解决我国MEMS传感器领域的难题而努力。

接棒攻坚，打破国外垄断

2004年，因为常年劳累，父亲和公司的几位科研骨干接连病倒，核心研究课题人手紧缺，濒临停滞。当时，我在计算机专业读大四，毕业前就签好了专业对口的公司，薪资、职业发展都和我的人生规划高度一致。

在面临抉择的时刻，我毫不犹豫地回到父亲身边，帮助公司共渡难关。从计算机到传感器，隔行如隔山。父亲虽然是业内首屈一指的专家，但他工作忙碌，对我又严厉，我不敢向他请教，只能白天工作，晚上一点一点“啃”他厚厚的工作笔记。就这样过了五年，科研工作慢慢变得得心应手。

工作中的王冰

在MEMS传感器领域，美国的科莱特公司一直处于垄断地位。我国要使用相关传感器，只能依赖进口。由于订单量大，科莱特公司的产品不仅价格高昂，交货周期还十分漫长。

打破国外技术垄断，实现关键传感器的自主可控，成为了我坚定的科研目标。

研发之路并不顺利。最初，国内的企业和科研院所都抱着“进口即最优”的心态。我们开始尝试通过科莱特公司“瞧不上”的项目打开市场。有特殊需求但订货数量不高的，科莱特公司不愿意进行定制的，或者经费有限用不起科莱特公司产品的……都成了我们的目标客户。

2014年，我们接到一个需求，要解决飞机脉动压力测试系统中所使用的传感器故障率高的问题。拆解分析故障产品后，我们发现，问题的根源出在封装技术上。虽然科莱特公司的封装技术先进，但在极限高低温环境下，传感器很容易失效。我们对芯片设计、封装工艺等进行了全流程优化，给出了详细的设计方案。

为验证产品质量，主机单位决定做一个测试：在一架飞机上一半使用科莱特公司的传感器，一半使用我们生产的传感器。试飞一年后，科莱特公司的传感器坏了大半，我们的产品却完好无损。后来，那架飞机拆掉了科莱特公司的传感器，只保留了我们的这一半。又飞了很多年，这些传感器依然“零故障”。

这次成功，让我们在传感器领域“一炮而红”。曾经被国外垄断的产品我们也能做了，并且成本更低、质量更好，越来越多的企业开始找到我们进行合作。

在一个个科研项目中，我们对自己的要求愈发严格。一旦成品在使用过程中出现问题，管理和技术两个层面都要推倒重来。这份严谨，让我们不断突破“卡脖子”技术，为国家高精尖产业的更新迭代保驾护航。

高铁的速度越来越快，我们攻克了薄型脉动压力传感器技术，为检测弓网接触力波动、隧道活塞效应、车体疲劳寿命等方面提供了保障；潜水器不断向深海进发，我们解决了传感器在极限高低温环境下的耐受性问题，再深的海洋都不影响高精度测量，为实现“全深海，全温区”覆盖创造了可能；航天领域高速发展，我们研发出了2mm级高频探针传感器，基本实现与航天器壁面齐平安装，对流场的干扰降低了一个量级，也实现了航天高频脉动压力传感器的国产化覆盖。

我国第一代半导体压力传感器的机械磨硅杯感压芯片

如今，国产传感器的印记已深深烙在国家高精尖产业的版图上，中国高端传感器也发展得越来越好。但我们仍然没有停止探索的脚步，而是紧握科研接力棒，朝着更高精度、更极端场景的技术难关迈进。因为每一个“卡脖子”技术的突破，都会离“国家装备百分之百国产化”的目标更近一步。

将科研精神传承下去

从接过父亲手里的接力棒，到带领双桥公司走向国际舞台，二十年时间里，王冰牵头承担了国家863专项、国家重点研发计划等各级科研项目数十个，研发的高性能MEMS传感器成功应用于航天航空、水下兵器、高铁测量等不同领域的国家重大工程，为我国科技自立自强不断贡献力量。

王冰和父亲王文襄探讨科研问题

在攻克技术难关的同时，王冰深知人才是创新的核心。他主导建设国家级博士后科研工作站，构建老中青结合的人才培养体系，打造出了一支能“打硬仗”的科研团队。2021年，王冰获得由江苏省委宣传部和江苏省科协颁发的最美科技工作者称号，在王冰看来，这是对他的肯定，也是对他的激励：“做科技自立自强的‘排头兵’，这是我的本职工作，将科研精神传承下去，是我接下来要努力的方向。”

对话

目前在MEMS传感器领域，我国还有哪些急需攻克的“卡脖子”技术？

中国现在在很多科技领域都有了引领全球的技术，在这些技术领域是否需要传感器的支撑？比如现在我们国家发展得很快的具身智能，多维力传感器、电子皮肤柔性传感器、超高温传感器等都是需要攻克的技术。

这个路很艰苦，但必须有人去走，双桥公司愿意继续承担这样的任务。

在激烈的国际竞争中，您觉得中国有哪些优势？

以前我们做科学研究，经常是看到西方在做什么前沿研究，我们就跟着做什么。在追赶的过程中，我们看到了一个很明显的现象，就是西方在一个科研产品定型之后，很多年都不会更新换代，直到它不能满足需求的时候，再去考虑新的研发。但是中国不是这样，我们是做出来一项研究之后，立刻就要去思考如何能让成本更低，如何能让技术更先进。

我的父亲经常跟我说，中国的科研工作者，骨子里就没有享乐主义。我觉得这是我们从跟跑到并跑再到领跑的原动力，也是能让我们持续创新的优势所在。

您觉得十年之后，中国的MEMS传感器产业会发展到什么样的水平？

目前全球MEMS传感器市场竞争激烈，国家政策的扶持和市场需求也逐步增加，越来越多的企业和科研人员投入其中，我觉得到2035年的时候，我国的传感器技术在全球应该可以达到引领行业的水平，相关制造业也会走到第一梯队。我们的未来大有可为。

您对青年人有哪些寄语？

现在年轻人在创新能力上是最好的一代，但有些人可能缺少在一个专业领域沉下心去研究的耐力。

近几年的科研现状让我有些忧心。我手把手带出来的研究生，有很多都表示科研太苦，想追求安稳的生活。

这是个人的选择，应该尊重。但我们的科研还没有做到世界前沿，在和西方国家角力的关键时刻，我们要想的是怎么去奋斗、怎么去追赶。

王冰指导学生进行科研工作

一代人有一代人的长征

现在科研环境越来越好

我们更应该努力钻研

把国家建成科技强国

应该是所有科研工作者

为之奋斗的目标

口 述：王 冰

责 编：谢 芸 郭玮瑾

审 核：张敬一

值班编委：宋玉荣

万建民：破局种业创新，生物育种亟需科企“双轮驱动”

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