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Colibrys正在加强资本,努力抓住新兴商机
2015-11-21 19:25:57   来源:麦姆斯咨询   评论:0   点击:

Colibrys是世界领先的高端加速度计制造商,最近发布了一款新型振动传感器VS1000,计划投放在更具潜力的工业应用市场。工业应用吸引了大批高端MEMS厂商,如霍尼韦尔(Honeywell)、诺斯洛浦& 8226;格鲁门(Northrop Grumman)和赛峰集团(Safran Group)子公司Colibrys。

Colibrys是世界领先的高端加速度计制造商,最近发布了一款新型振动传感器VS1000,计划投放在更具潜力的工业应用市场。2015年Yole发布的报告《国防、航天航空和工业领域的高端陀螺仪、加速度计和惯性测量单元》(链接:http://www.mems.me/MEMS-Sensors_201502/1695.html)分析了高端惯性系统市场及其应用,尤其是工业应用中突然出现的重要商机。根据Yole收集的数据显示,未来,工业应用或将扮演重要角色,预计2019年市场规模将达到的1.59亿美元。

工业应用吸引了大批高端MEMS厂商,如霍尼韦尔(Honeywell)、诺斯洛浦•格鲁门(Northrop Grumman)和赛峰集团(Safran Group)子公司Colibrys。Yole很荣幸有机会采访到Colibrys公司CEO,Patrick Gougeon先生。与大家一起分享他的经验。Patrick Gougeon在业务发展、组织变革和经营改善密集型产业研发领域拥有超过20年的经验。他于2006年加入赛峰集团,2013年4月,在Colibrys被赛峰收购后,他被任命为Colibrys首席执行官。

Colibrys公司CEO Patrick Gougeon先生

Colibrys公司CEO Patrick Gougeon先生

Yole:您能给大家简单介绍一下Colibrys公司吗?

Patrick Gougeon(以下简称PG):Colibrys是一家瑞士的MEMS公司,我们设计、制造并销售最高标准的MEMS传感器,我们的产品拥有卓越的性能和很高的质量保证。过去25年,我们出售了超过800万颗MEMS器件,通过最具严苛的MEMS市场考验,如航天航空、军事、交通和能源市场,建立了无可争议的行业声誉。我们隶属于赛峰集团旗下,赛峰是一家国际化的高科技公司,拥有70000名雇员。赛峰给我们提供能力、技术和管理方面的支援,并通过领先的技术和优质的服务推动我们成长壮大。我们的使命是继续打开高性能MEMS器件的新兴市场,取代传统技术。

Yole:Colibrys最近已被纳入赛峰集团,您觉得对于Colibrys而言,这次收购整合在公司与客户互动方面有什么改变吗?

PG:我觉得改变很多。之前,我们公司依赖于核心“资产”——高精度加速度计,并成为高端传感器细分市场中的领导者。令人兴奋的是我们独特的技术是世界上“最富有环境中”的微技术。过去25年,在瑞士生产了几百万颗传感器,很好地证明了我们的高精度加速度计MEMS平台。

赛峰集团给予我们力量,他们的业务专注于航空航天和国防市场的关键技术,特点之一是重点关注核心科技,尤其是惯性传感器。赛峰集团拥有一个强大的技术团队,惯性传感器具有性能领先优势,名列世界前茅产品。因此,就“基因(DNA)”而言,我们有很多共通之处。

从根本而言,赛峰集团弥补了我们的“短板”:

* 给予资金以加速我们的产品更新,实现尚未满足的性能水平;

* 将产品性能提升到航空航天和国防领域,推动公司达到更高标准的卓越管理;

* 专业知识形成互补,双方越来越多地联合开展研究和技术活动;

* 除了加速度计之外,赛峰集团将帮助我们成为具有更广泛高端传感器组合产品的厂商。

除了赛峰集团给予我们的帮助和支持,Colibrys自身也在很多领域做出了努力:

* 我们搬到了一个全新的工厂,在2014年7月已经全面运营;

* 加强了公司的管理、销售和市场营销。

目前,我们在美国和中国设立了自己的销售组织,并努力在其它地区实现增长。

我们保证客户将获得具有高性能的新产品,以及可持续的供货和卓越的服务。我们不断地改善,将产品标准提高到和赛峰集团一样。

在这一持续改善的过程中,我们看到了前所未有的光明前景。

Yole:你们的产品和其它产品相比,有什么不同?

PG:我们的目标是成为一家能够保持传感器长期工作精度的优秀供应商,即使在最恶劣的工作环境中,依旧可以保持传感器的高精度。我们致力于实现其它技术所实现的传感器性能,如机械和石英技术,以满足客户小型化和低价格的需求。某种程度而言,我们正在不断挑战传统技术。

梦寐以求的市场是战略级导航应用的惯性测量单元(IMU)领域,但该市场上大部分MEMS加速度计仍然难以满足需求,因此可以先从其它应用领域取得突破。

Colibrys的MEMS加速度计被集成在陶瓷封装内

Colibrys的MEMS加速度计被集成在陶瓷封装内

除此之外,我们将丰富自己的产品组合,为特点的细分市场提供具有价格优势的MEMS传感器,但还是定位于高端细分市场。

例如,我们最新发布的VS1000产品,主要应用于振动监测。为了与市场上现有产品进行竞争,我们在噪声、分辨率、非线性和带宽方面做了改进。

重要的嵌入式系统的振动(健康)监测应用(例如:列车转向架监测)需要最好的MEMS产品。我们的电容技术可以使传感器在长时间和环境暴露下保持稳定工作状态,并且通过简单的补偿方式可消除温度影响。

带宽和多重冲击时的寿命的问题已经解决,我们再次超越传统的压电技术,频宽范围为0~60kHz(-3dB),然而压电技术无法解决低频频谱和温度稳定性等问题。

我们的客户都有这方面需求:他们通常不大信任产品数据表(datasheets),因为每个应用有其自身的性能需求和环境约束。因此,我们和系统集成商紧密联系并形成合作,共同为系统质量把关。

最后,与其它厂商的最大不同体现在我们的传感器历经长期考验依旧表现良好。有质量保证的传感器可以工作15年以上且性能不发生变化,另外也保证高良率的大批量生产。放眼全球,能做出类似保证的厂商寥寥无几。显然,不论是我们的产品还是公司本身,我们将价值定位于产品制造质量和长期稳定性。

Yole:您说先前所做出的努力都是为未来做铺垫,此话如何理解?您如何保证公司不断地实现高水平的创新?

PG:在高端传感器市场,保持公司中等规模营收并非易事。你需要考虑如何施展自己的能力技术,努力拓展市场范围,对于Colibrys而言,能与赛峰集团合作显然是一个很好的机遇。

在Colibrys和赛峰集团的联合战略协议中,我们将研发(R&D)和研制(Developments)两者区别开来。

研发(R&D)的目标是不断地开发我们的MEMS核心技术。我们的技术线路图主要关注四大领域:芯片本身、控制和相关电路、封装和组装。如果想要达到完美的器件性能,每个细节都至关重要。我们的和赛峰集团一起开展研发,因为在技术线路图体系中,推出高性能的MEMS芯片是非常重要。赛峰集团专长在于电路、封装,以及更好的系统集成和测试。

研制(Developments)目标是将现有技术结合在一起制造各种产品组合,并促进产品在市场上销售。关于这一部分,Colibrys是独立进行的,有自己的部门和策略。我们可以将芯片优化,应用于航空航天导航领域,或改善电路噪声来进行地震探测。

就发展趋势而言,我们认为开环依旧有巨大的潜力。我们远未达到器件性能的“天花板”,开环电路比闭环简单得多。此外,与闭环相比,开环更重要一点的是成本,但是传感器需要经过安全应用验证,如飞性控制系统。当前,我们致力于利用闭环来实现高性能突破,从而拓展更多应用领域。我们认为开环还有其光明的未来。我们的开环高性能加速度计的零偏稳定性大约在1mg左右。这将开启巨大的市场,如飞行控制系统、航姿参考系统(AHRS)、无人机和遥控潜水器的自动导航系统、寻北系统、定向钻井等。极少的传感器公司能明确给出整个产品生命周期的零偏稳定性。当你在其它数据表(datasheets)中读到1mg的指标时,你需要注意该数据表中零偏稳定性是如何定义的?

Colibrys的6寸MEMS晶圆

Colibrys的6寸MEMS晶圆

总而言之,我们的技术演进解决了各大应用领域所需性能:零偏稳定性、噪声、线性度和环境稳定性,包括温度和重复冲击。我们可以轻松地说出Colibrys是当今最好的高端MEMS加速度计的10大理由。但是现在的问题不是性能如何,而是市场规模有多大?

振动传感器的研发见证了Colibrys一路走过的道路。竞争对手的单次冲击量程可以达到5000g或20000g,但是如果在芯片设计方面没有细致考虑,在连续冲击载荷条件下,产品性能将严重退化。很多应用,如汽车测试和高铁转向架测试,都需要具备能够抵抗反复冲击的能力。

Yole:您能给我们介绍一下Colibrys新款加速度计的研发细节吗?

PG:自从2013年,我们就开始研发新款1000系列加速度计。该新系列加速度计采用相同的、经过验证的芯片,能提供卓越的稳定性,并且该芯片能与赛峰集团设计的开环电路很好的结合在一起。赛峰集团设计的电路具有低噪声、温度稳定性等优点。目前,振动传感器VS1000已经发布。高温倾斜TS1000T传感器也已经与系统集成商进行了现场测试,而惯性版本则将在2016年推出。

如果你想了解1000系列之后的研发产品,我们不能透露太多。我们更愿意谈一谈Colibrys所具备的能力。正如我所提到的,目前我们的产品还未达到性能的极致,新产品的发布也仅仅依赖于市场需求。

Yole:你觉得未来加速度传感器市场的演变是怎样的?你所观察到的高端产品领域的趋势是怎样的?

PG:高端领域仍将是利基市场,价格根据订货量有很大差异,可能低于10美元,也可能超过100美元。

在高端领域,我们的目标是取代传统技术,如机械、石英、压电等价格昂贵或某些性能受限的技术。

我们最成功的案例是随钻测量(MWD)应用。之前该应用是石英倾斜计的天下,但因为其具有高成本、极脆易坏的缺点,我们计划采用MEMS传感器取代传统石英器件。该MEMS传感器的寿命长久,精度高达正负0.1度,温度范围高达175摄氏度;经过温度和振动测试,平均故障间隔时间(MTBF)超过1000小时。目前,我们MTBF指标已经有更大突破。对钻井运营商而言,他们不愿看到器件很快损坏,因为这是一笔不小的经济耗损。

2015年Colibrys发布一款高端振动传感器VS1000

2015年Colibrys发布一款高端振动传感器VS1000

另一个改善系统性能的成功案例是转向架监测。振动传感器从低频开始检测异常频谱。拓展频率范围和降低噪声水平使得振动传感器能够发现早期机械老化现象。在此之前,不管是转向架结构还是铁路领域,传感器都无法满足应用需求。

在上述两个案例中,系统性能都变得更好。他们采用的传感器价格更低,并且器件性能和可靠性都有所提高。对于客户而言,其中的价值是显而易见的,而这些MEMS传感器在今天的技术条件下也易于实现。

MEMS传感器的应用多种多样,但Colibrys拥有专业知识,并愿意投资大量资源进一步了解应用,发展定制化解决方案。

在高端领域,我们目前没有碰到太多的竞争对手,这归因于该领域需要广泛的技术,相关技术平台也需要依靠多年经验的累积。

目前,高端市场也开始有更高要求,不仅仅是性能方面,也包括封装、交货能力、批量生产能力、现场支持、传感器接口等。未来10年时间内,简化的系统接口和智能传感器将在高端领域中普及。这也是我们所擅长的领域。

Yole:五年之内,我们可以对Colibrys保有怎样的期待?

PG:* 加速度计性能提高,在惯性、振动、倾斜和地震等领域有更广泛的应用。

* 开启新市场,如钻井、结构健康监测、飞行控制和导航等。

* 满足客户需求的传感器集成和认证。

* 可以在世界上任何地方实现小批量生产和原型设计。

Yole:你们未来的目标是什么?如何保持增长势头?

PG:未来,我们不仅研发加速度计,还有其它类型的传感器,如陀螺仪。我们的技术和专业知识可以研发出更多高性能传感器。若干年后,你将发现加速度计、陀螺仪和压力传感器等高端MEMS供应商将减少。高端MEMS设计存在夸张的宣传,但如果持续观察该领域真正工业化的产品性能,你会发现真正的供应商非常少。毫无疑问,在赛峰集团的帮助下,我们已经成为该领域的重要供应商。

我们的策略是依靠专有技术平台,除了满足传统市场多样化的产品需求,专注于满足高端航空航天和国防市场需求。

由于高端MEMS传感器市场较为分散,进入门槛高,但是市场潜力非常巨大。我们相信Colibrys可以与赛峰集团一起,依靠产业化能力和专业技术创造出自己的一片天地。

Yole:预计2018年全球惯性测量单元(IMU)市场将超过25亿美元,包括新兴市场,如无人驾驶汽车、低轨道卫星和无人机等,这些领域需要小尺寸、重量轻的惯性测量单元。更重要的是,工业领域看上去非常有前途,而且该领域应用产生巨大的机遇,将加速度计集成到惯性测量单元中。您不觉得现在是时候关注这些新兴市场吗?对这些新兴应用,您有什么思考和建议呢?

PG:随着技术的进步,上述很多应用已经开始使用MEMS传感器,其价格大约在10美元左右,这些MEMS传感器的性能刚刚能满足应用需求。

现如今,25亿美元的市场机遇摆在Colibrys面前,促使我们思考以下问题:

* 如果我们推出价格更贵、性能更好的传感器,有没有市场?

* 现在的MEMS技术能否在相同的成本范围内,使产品性能更进一步,以更具成本效益的方式服务上述市场?

对上述两个问题的回答,我们都是持否定态度。

汽车行业根据现有传感器性能研发自动驾驶系统,并提供足够的冗余,以保证行车安全。当我们把精力放在设计微型高端MEMS 惯性测量单元时,我们的产品性能和可靠性可以与航空航天领域的导航标准相媲美。我们可以显著简化架构并让惯性测量单元成为系统的中央控制元件,目前已经应用于飞机上,其架构也是一种选择。如果系统集成商向这个方向发展,那么我们肯定会成为合作伙伴。

至于第二个问题,我认为工业级系统制造商青睐于选择更高可靠性导航级惯性测量单元,具有一定的技术壁垒。MEMS传感器厂商都在努力解决高性能/可靠性的问题。毫无疑问,物联网(IoT)创造出大量的机会给各个性能层次的传感器供应商。我们将在未来十年密切关注不同厂商对市场的选择。

2012-2019年在新兴应用影响下的惯性测量单元(IMU)市场

2012-2019年在新兴应用影响下的惯性测量单元(IMU)市场

Yole:能否谈一谈Colibrys的代工服务?Colibrys与其它代工厂相比,有哪些优势?你们提供哪些工艺和材料,主要服务哪些客户?

PG:Colibrys在MEMS代工领域拥有25年的经验,我们设计并提供高性能MEMS器件。我们将质量标准提高到与航空航天级别,带来高良率、低成本的成熟工业化产品。我们的核心技术如下:

*体硅微加工:深反应离子刻蚀(DRIE)和湿法刻蚀;

* 高深宽比深反应离子刻蚀;

* 硅晶圆熔融键合;

* 热氧化、低压化学气相沉积(LPCVD);

* 金属蒸镀;

* 双面光刻(分辨率可达1μm);

* 高性能惯性和光学器件的封装和测试。

凭借上述核心技术,经过多年的发展,Colibrys已经成功在光学通信领域生产出大量高精尖产品,如光开关、波长选择交换器、可变式光衰减器、工业应用领域的微光学产品、红外气体探测传感器、基于微磁体的高速数字印刷头、可独立寻址的微快门阵列、衍射光学元件、高能粒子探测器等。

Yole:就代工服务而言,Colibrys与竞争厂商之间的区别在哪里?

PG:我们不仅仅是一家晶圆代工厂。

当客户找到我们,如果他需要进行大批量生产,我们将努力了解客户需求并给出成熟的设计理念。我们的代工厂工艺可控、质量有担保,保证产品拥有更长的使用寿命。此外,后续也会根据需求进行测试和验证。

我们并不仅仅提供一个标准程序库,而是从研发阶段开始,就与客户协同工作进行工艺流程设计,我们在该领域的专业知识是独一无二的。

我们的工程师团队在MEMS设计领域有很深的理解和最好的实践。一位客户公司的CEO告诉我说,他觉得世界上优秀MEMS设计师数量不超过100名,其中瑞士人占据了较高比例。

独特的生产设施给予我们制造能力去应对广泛的挑战,总结Colibrys优势如下:

* 擅长高性能传感器;

* 擅长微光机电系统(MOEMS);

* 自己的生产设施(晶圆厂);

* 可以在本地使用各种微加工设备;

* 在工程和制造方面已经建立严格的质量规格和标准;

* 严格的控制管理系统确保了最优化的风险管理。

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