编者按
“十五五”规划纲要提出“推动科技创新和产业创新深度融合”。今日起，长沙晚报社联合长沙市科技局推出“新新向融”系列报道，走进科研一线与生产车间，以一项项成果为窗口，看长沙各类创新主体如何以创新突破赋能产业提质升级，为“十五五”开局写下生动注脚。
长沙晚报全媒体记者 徐运源 通讯员 程霞 徐一鑫
“你看，工装都震断了，传感器还完好无损。”近日，在湖南启泰传感科技有限公司，董事长王国秋点开一段检测视频向记者介绍。画面中，剧烈震动的金属工装已经断裂，两端的传感器性能依然稳定。而传感器里的核心，是该公司自主研发的耐高电压金属基压敏芯片。
王国秋的身份有些特殊——他既是这家国家级专精特新“小巨人”企业的掌舵人，也是湖南师范大学的教授、博导。从高校讲台到产业一线，他带领团队历经多年，攻克了这款芯片的生产工艺及设备改造升级难题，将耐电压能力从国际主流的500伏交流，一举提升到超过1000伏交流。
这个看似简单的数字跨越，让湖南在高端传感器领域拿到了一张极具分量的“通行证”。
“小纽扣”攻克一道全球性技术难题
在启泰传感超净车间，经过一系列精密制造流程，一颗颗小指甲盖大小、形似“小纽扣”的芯片在自动化生产线上成型。
“这颗‘小纽扣’，就是压力传感器的核心元件——金属基压敏芯片，它相当于人类的感知器官，可以感知外部压力变化，将压力信号转化为电信号。”王国秋介绍，公司2019年就建立了当时国内唯一的金属基压敏芯片规模量产线，经过良率和产能提升，产品得到广泛应用。
但团队没有止步。金属基压敏芯片多了“耐高压”三字，产品表面也看不出差别，背后却是一道世界性的技术难题——全球同类芯片耐电压长期卡在500伏交流，无法满足高铁、核电等强电场景的需求。
难题的核心，在于绝缘。
金属基压敏芯片，基底是金属，有着硅基等材料不具备的良好弹性和耐疲劳性质，依托其生产的传感器具有高精度、优良的稳定性、可靠性和环境适应性。但它也存在技术短板，如绝缘耐压水平。
因此，要在天生导电的金属上面做芯片，必须先铺一层绝缘层。国际上常用的二氧化硅材料存在诸多缺陷：有细密小孔，介电常数较低，电压高了容易被击穿；材质脆，做厚了易裂，做薄了又扛不住高压。
“又要薄又要耐高压，这本身是个矛盾。”王国秋说。
为了破解这个矛盾，王国秋带领团队一干就是五六年。材料换了又换，工艺试了又试，终于在2025年拿到想要的结果——通过具有更高介电常数的多层复合绝缘膜沉积等关键技术，将耐压能力提升到1000伏交流，产品通过了中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所的测试。
从产品“没人理”到客户“找上门”
启泰传感的金属基压敏芯片产线2019年建成，但产品出来后，市场反应并没有预期的热。
王国秋回忆，当时不少用户还存有“国产不如国外”的惯性思维，即便价格更低、服务更好，也不愿给国产产品试错的机会。
转机出现在两个层面。
一是大环境变了。从上到下的国产化意识觉醒。“现在只要你产品质量和服务做得好，用户也很欢迎。”
二是产品自己会说话。工程机械领域，启泰传感的液压传感器经过迭代升级，已实现全面进口替代，为湖南乃至全国工程机械产业解决了供应链配套安全难题。去年公司产值过亿元，今年预计翻番。
高铁部门的反应最能说明这种变化。当金属基压敏芯片良率攀升，相关企业第一时间找上门，联手研发生产高铁产业急需的特种传感器。
如今，基于耐高电压芯片生产的特种传感器正在湖南省计量检测研究院接受最严苛的考验。冲击测试通过了，强震测试通过了，接下来还有盐雾、高湿……五六十项指标，一项项往下测。
“冲击和震动是我们最担心的，因为金丝引线直径只有25微米，担心它扛不了几十个G的震动负载，没想到顺利通过了，心里就有底了。”王国秋说，产品同时在高铁上试用，有望今年内应用落地。
一颗芯片和它背后的“百亿目标”
耐高电压金属基压敏芯片的意义，远不止于高铁。
发电厂、大型中央空调、医用设备……但凡与强电相关的场景，都需要一颗“扛得住”高电压的芯。在高海拔地区，它更是“刚需”——当其他传感器绝缘性能下跌“失效”时，它依然能发挥作用。
而在更广阔的市场里，一场静悄悄的技术替代即将发生。“陶瓷基传感器、硅基传感器，未来有望被金属基传感器替代。”王国秋介绍，金属基传感器的温区适应性广（从零下200℃到300℃），稳定性和可靠性更是“降维打击”。
这种取代，孕育着巨大的产业机会。
目前，金属基芯片传感器在整体市场中占比仅1%左右，陶瓷基和硅基分别占了75%和20%。王国秋的目标是金属基传感器和陶瓷基硅基传感器形成自然的高、低档，“三分天下有其一”，“如果实现这一目标，单靠这一款传感器，一年就能做300亿元产值。”
更何况，金属基芯片传感器的下游还能延伸出无数可能。
王国秋随手拿起办公桌上的几件样品向记者展示：汽车车身稳定系统装上传感器，能监测四个轮子力的大小，让车身更加稳定；柴油机高压共轨系统加上传感器，能让燃烧效率发挥到极致；正火热发展的机器人产业，传感器更是必不可少的感知器官。
“我们的志向，是把传感器做成中国的一张名片。”王国秋说。
长沙产业发展的“母鸡带小鸡”
在王国秋看来，能啃下耐高压金属基压敏芯片这根硬骨头，离不开长沙这片土壤。
“传感器业界流行一句话，‘如果没有掌握传感器敏感芯片，就不叫掌握了传感器核心技术’。传感器芯片，全国能做好的掰着指头都数得过来。”他说，启泰传感的创新突破为湖南争得了一席之地。
当年产品刚出来没人用，有关部门把几家工程机械龙头企业相关负责人请到一起：“你们是母鸡，要像带小鸡一样，把本地配套企业带起来。”
这一“带”，就有了工程机械液压传感器的全面国产化。如今启泰传感的布局早已不止于压力传感器。温度、流量、陀螺……产品线不断拓宽。
采访临近结束时，王国秋说的一句话让记者印象深刻：“传感器别看单体价值不大，但几乎所有工业都离不开它。”
这或许就是对“科产融合”最好的注解——当一颗小小的芯片扛住了1000伏高压，它撑起的，将是未来高端制造业的脊梁。