國防科大科研成果轉(zhuǎn)化！突破技術(shù)壟斷，自建6寸MEMS芯片產(chǎn)線，全球唯一高精度微半球MEMS陀螺儀量產(chǎn)公司！美國友商還在工程樣機階段！

天羿領(lǐng)航專注于自主可控高性能MEMS慣性傳感器的研發(fā)、設計、制造、封測及標定，是國內(nèi)極少數(shù)完全掌握高性能MEMS慣性傳感器全流程核心技術(shù)的企業(yè)，天羿領(lǐng)航此前已對產(chǎn)業(yè)鏈投資近3億元，建成一條6寸硅基晶圓MEMS生產(chǎn)線和國內(nèi)首條高精度微半球MEMS陀螺生產(chǎn)線。天羿領(lǐng)航擁有從MEMS結(jié)構(gòu)研發(fā)、設計及制造、ASIC電路設計、測試，MEMS器件封測、標定及微系統(tǒng)集成的完整產(chǎn)業(yè)鏈解決方案，實現(xiàn)了全流程自主可控。

2025年上半年，天羿領(lǐng)航完成8000萬元的新一輪融資，本輪投資由齊魯前海（青島）創(chuàng)業(yè)投資基金獨家投資（齊魯前海基金是前海方舟基金在山東的子基金），體現(xiàn)了社會資本對自主可控傳感器領(lǐng)域頭部企業(yè)的重視和期待。此前，天羿領(lǐng)航已獲得航天國調(diào)、西部證券、嘉興丹羿等投資機構(gòu)的多輪投資。

天羿領(lǐng)航本輪融資資金將用于高性能MEMS慣性器件產(chǎn)線擴建，實現(xiàn)單班微半球陀螺儀年產(chǎn)5萬軸、加速度計年產(chǎn)50萬軸（封測）的生產(chǎn)能力，預期年產(chǎn)值超過5億元。
中國傳感器產(chǎn)業(yè)面臨兩極分化的產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀——低端傳感器競爭激烈，產(chǎn)能過剩，中高端傳感器卻超90%靠進口，國產(chǎn)替代寥寥無幾。

在低端傳感器領(lǐng)域，眾多國產(chǎn)廠商通過購買海外敏感芯片進行封裝，或者直接海外代工，同時多家國產(chǎn)Fabless企業(yè)遵循市場規(guī)律從技術(shù)難度較低的產(chǎn)品做起，疊加影響下，中國低端傳感器競爭異常激烈。

而在市場需求廣泛、價值含量較高的中高端傳感器，進口率卻超90%，是被“卡脖子”的硬科技賽道之一。中國傳感器與物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟常務副理事長郭源生發(fā)文指出“市場銷量中約有67%是依賴進口，高端裝備、儀器儀表、特種行業(yè)所需的傳感器約96%依賴進口，短板尤為明顯，“卡脖子”現(xiàn)象尤為突出?！?/p>

中國工程院院士尤政在中央黨校主辦的《學習時報》撰文要重視高端傳感器技術(shù)的發(fā)展《為什么要重視發(fā)展高端傳感器技術(shù)》，其中提及：

在國防安全中，傳感器是“戰(zhàn)斗力”。現(xiàn)代戰(zhàn)爭從某種程度上來講，打的就是傳感器。在最近的烏克蘭危機中，有統(tǒng)計表明80%的毀傷效果是由占全部彈藥總量20%的精確制導彈藥，也就是導彈、制導炸彈等造成的。這些高精度的慣性、無線電、激光、光電、紅外、衛(wèi)星等精確制導技術(shù)中，慣性測量單元（IMU）、激光傳感器、紅外傳感器、毫米波傳感器、光電傳感器、雷達等各類高端傳感器發(fā)揮了決定性的關(guān)鍵作用。

由于傳感器在現(xiàn)代科技中的重要地位，以及我國傳感器產(chǎn)業(yè)發(fā)展較晚等因素影響，長期以來，中高端傳感器的研發(fā)力量主要以科研院校為主，可以說，中國頂尖水平的傳感器技術(shù)掌握在眾多科研院校里，停留在實驗室。
在高精度慣性傳感器領(lǐng)域，國防科技大學是中國領(lǐng)先的研究院校，在硅基、石英基慣性傳感器方面做出了一系列的突破。

2015年天羿領(lǐng)航成立，與國防科大共建“湖南省MEMS工程技術(shù)研究中心”、“研究生聯(lián)合培養(yǎng)基地”，簽署系列“成果轉(zhuǎn)化協(xié)議”和“產(chǎn)、學、研協(xié)議”。天羿領(lǐng)航，是國內(nèi)極少數(shù)能實現(xiàn)全產(chǎn)業(yè)鏈完全自主量產(chǎn)高精度MEMS慣性傳感器的公司。

據(jù)天羿領(lǐng)航負責人介紹：

““高尖端技術(shù)求不到，買不來”這是歷史事實，更何況是關(guān)系到國防和高端工業(yè)的敏感核心器件。天羿領(lǐng)航成立之初，還沒有“自主可控”這個概念。當初我們就是想：在國家高端工業(yè)的核心器件里，一定要實現(xiàn)“中國人自己研發(fā)、自己設計、在自己的裝備上制造，并且可以持續(xù)迭代”這樣的一個目標。”

技術(shù)的研發(fā)固然不容易，但從實驗室到產(chǎn)業(yè)化的道路，一樣不好走。傳感器技術(shù)最困難的其中一環(huán)，就在于如何在產(chǎn)業(yè)化中，實現(xiàn)性能、可靠性、一致性和成本的平衡。

過去10年，天羿領(lǐng)航埋頭于自主可控高性能慣性器件的研制和產(chǎn)業(yè)化建設，為了掌握完整的MEMS慣性傳感器制造技術(shù)，成立僅一年（2016年）就自建硅基MEMS慣性傳感器芯片產(chǎn)線，是國內(nèi)最早的MEMS慣性傳感器芯片產(chǎn)線之一。

2017年，MEMS產(chǎn)線試運行成功，據(jù)天羿領(lǐng)航總經(jīng)理回憶，當時產(chǎn)線良率極低，但生產(chǎn)出了有相當性能的加速度計和陀螺儀，確定了技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的可行性，為所有的人員提振了信心。

除了MEMS芯片設計及制造技術(shù)攻關(guān)外，天羿領(lǐng)航團隊同步進行ASIC芯片的研發(fā)。在一顆MEMS傳感器中，MEMS芯片負責將外界信息轉(zhuǎn)化為電容、電阻等信號變化，ASIC芯片將電容、電阻等信號變化轉(zhuǎn)化為電信號，由此實現(xiàn)MEMS傳感器的功能——外界信號轉(zhuǎn)化為電信號，MEMS芯片和ASIC芯片是MEMS傳感器價值含量最高的部分。

天羿領(lǐng)航早期的傳感器性能驗證基于分離元器件，體積和功耗都無法達到完整產(chǎn)品的狀態(tài)。于是其ASIC以每年至少兩次流片的速度進行迭代，到2019年開始產(chǎn)出適配自研ASIC芯片功能齊備、性能優(yōu)良的工程樣機。

經(jīng)過5年的產(chǎn)業(yè)化全鏈條技術(shù)攻關(guān)，2020年天羿領(lǐng)航硅基加速度計得到全面測試驗證，走向市場，在軌交、風電、水電等多個領(lǐng)域逐漸得到客戶的認可。天羿領(lǐng)航的陀螺儀也已開始產(chǎn)品化驗證，近期將進入市場，為市場提供MEMS陀螺儀的自主可控國產(chǎn)選項。

當前，天羿領(lǐng)航擁有MEMS結(jié)構(gòu)研發(fā)、ASIC芯片設計研發(fā)、MEMS結(jié)構(gòu)批量制造、封裝、測試、標定全產(chǎn)業(yè)鏈解決方案的實力，實現(xiàn)自主可控。

這里，尤其值得一提的是——天羿領(lǐng)航突破性MEMS慣性傳感器技術(shù)——MEMS微半球陀螺儀

天羿領(lǐng)航聯(lián)合國防科大8年技術(shù)攻關(guān)，成為全球唯一量產(chǎn)的MEMS微半球陀螺儀企業(yè)，美國友商仍在工程樣機階段！

什么是MEMS微半球陀螺儀？有多重要？

MEMS 慣性傳感器主要包括 MEMS 陀螺儀、MEMS 加速度計、MEMS 磁力計及 MEMS-IMU 等5種，此前，美國國防部預測，到 2020 年美軍 90%的制導武器將采用 MEMS 慣性傳感器，如今這一預言已成現(xiàn)實，可見MEMS 慣性傳感器在國防等領(lǐng)域的重要地位。

▲來源：《MEMS 慣性傳感器研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢》

高精度慣性傳感器是慣性導航系統(tǒng)的“心臟”，其中陀螺儀被譽為精確制導系統(tǒng)皇冠上的“明珠”。目前，陀螺儀從技術(shù)原理和發(fā)展先后區(qū)分，主要有機電陀螺、光學陀螺、振動陀螺、量子/原子陀螺等種類。

在高精度慣導領(lǐng)域，激光陀螺（RLG）、光纖陀螺（FOG）長期占據(jù)統(tǒng)治地位，得到國防、航空航天領(lǐng)域的廣泛應用。

MEMS陀螺屬第三代陀螺技術(shù)，技術(shù)成熟于上世紀90年代，基于哥氏振動效應（測量哥氏慣性力帶來的表面振動位移）和微納技術(shù)（可微型化），典型代表是MEMS陀螺儀，雖然普遍精度低于光學陀螺，但體積小、可基于現(xiàn)有的硅或石英基MEMS晶圓一體化工藝量產(chǎn)，芯片結(jié)構(gòu)強度高，成本低廉，目前大量應用于工業(yè)和消費級領(lǐng)域，同時隨著MEMS陀螺技術(shù)的發(fā)展，高精度MEMS開始向軍工領(lǐng)域滲透。

MEMS微半球陀螺儀是第三代陀螺技術(shù)的代表，較傳統(tǒng)角速度檢測模式的MEMS陀螺儀精度大幅提高，對環(huán)境變量（溫度、振動等）不敏感，其精度高，動態(tài)范圍高，抗沖擊、抗外界干擾能力強，微半球陀螺由于其優(yōu)異的性能得到了全球科研院所和軍方的高度關(guān)注，是美國 DARPA 等機構(gòu)重點資助的下一代高性能 MEMS 陀螺。

相關(guān)論文顯示，國防科技大學的MEMS 微半球陀螺是國內(nèi)報道的性能最高的微半球諧振陀螺。

▲來源：《MEMS 慣性傳感器研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢》

此前，由于量產(chǎn)工藝遲遲無法突破，導致MEMS微半球陀螺量產(chǎn)產(chǎn)品精度不符合要求，良率極低——僅為個位數(shù)，MEMS微半球陀螺產(chǎn)業(yè)化進度緩慢。

在國防科大技術(shù)成果基礎上，天羿領(lǐng)航與國防科大共同進行了8年技術(shù)攻關(guān)，在材料選擇、結(jié)構(gòu)設計、量產(chǎn)裝備和工藝制作等方面均實現(xiàn)了技術(shù)突破，首次在全球?qū)崿F(xiàn)了MEMS微半球陀螺的量產(chǎn)。

據(jù)天羿領(lǐng)航介紹，目前從公開渠道以及國防科大了解，除了天羿領(lǐng)航之外，仍然沒有科研機構(gòu)和企業(yè)實現(xiàn)微半球（陀螺）的大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化，美國目前在微半球方面的工作，剛突破工程樣機狀態(tài)，而天羿領(lǐng)航產(chǎn)品已經(jīng)完成相關(guān)部門三年驗證，正在開展更多領(lǐng)域的應用驗證。

全面替代！500億元廣闊的市場空間，等著這家高性能傳感器公司

MEMS微半球陀螺對我國有什么影響？

上文提到，MEMS微半球陀螺相比傳統(tǒng)MEMS陀螺，具有對環(huán)境變量（溫度、振動等）不敏感，其精度高，動態(tài)范圍高，抗沖擊、抗外界干擾能力強等特點。

這些特點，正好符合武器彈藥的制導需求，尤其是各類中小口徑高旋高過載精確制導彈藥，所以美國DARPA 等機構(gòu)對這一陀螺技術(shù)十分重視，有望改變當前中小口徑彈藥制導格局。

由于國內(nèi)相關(guān)傳感技術(shù)遲遲無法突破，這些年來，國內(nèi)大量的中小口徑制導彈藥（榴彈、迫彈、反坦克彈、單兵防空彈等等），依然在使用傳統(tǒng)的傳感技術(shù)方案——燃氣陀螺方案。（其技術(shù)源于前蘇聯(lián)，原理依靠高壓燃氣驅(qū)動二軸框架機械陀螺，質(zhì)量依靠工藝保障；工作時間10幾秒、一次性使用，是國內(nèi)中小口徑常規(guī)戰(zhàn)術(shù)彈藥普遍采用的方案）。由于一直找不到更好的技術(shù)方案，燃氣陀螺一直使用至今。

微半球陀螺儀在高旋高過載領(lǐng)域，有先天的高可靠、高精度、啟動快、小體積、重量輕、長效工作、低成本等代際優(yōu)勢，非常適合于常規(guī)彈藥的慣性制導應用。

可以想象，隨著天羿領(lǐng)航MEMS微半球陀螺的量產(chǎn)，作為中國及全球唯一MEMS微半球陀螺廠商，將獨占龐大的中小口徑制導彈藥市場，全面替代傳統(tǒng)的燃氣陀螺，增強我國國防力量，縮小與美軍精確制導武器代差。

據(jù)天羿領(lǐng)航預計，常規(guī)彈藥MEMS慣導市場未來5~10年，將產(chǎn)生約500億左右的市場空間。

全面的高精度慣性傳感器產(chǎn)品線，多項高性能傳感器量產(chǎn)技術(shù)國內(nèi)第一！

天羿領(lǐng)航擁有全面的MEMS慣性傳感器產(chǎn)品線，包括：

核心器件類產(chǎn)品：MEMS陀螺儀、MEMS加速度計

微系統(tǒng)產(chǎn)品：包括微慣性測量單元（IMU）及模塊、航姿參考系統(tǒng)（AHRS）、微尋北儀

成熟業(yè)務及其他產(chǎn)品：激光陀螺控制電路及關(guān)聯(lián)產(chǎn)品、MEMS慣性傳感器相關(guān)的技術(shù)服務以及儲備新產(chǎn)品MEMS真空計

除MEMS微半球陀螺這個領(lǐng)先全球的技術(shù)外，天羿領(lǐng)航還擁有嵌套環(huán)陀螺、蝶翼式陀螺等產(chǎn)品，資料顯示，這兩項技術(shù)，天羿領(lǐng)航均是國內(nèi)首家。

加速度計產(chǎn)品方面，天羿領(lǐng)航是國內(nèi)首家實現(xiàn)硅基蝶翼式加速度計量產(chǎn)的企業(yè)，產(chǎn)品包括：

小量程產(chǎn)品系列

2g、10g、15g、30g的系列產(chǎn)品，性能同比于國外同類產(chǎn)品——ADI＆COLIBRYS等，正在進行國防裝備、無人系統(tǒng)、軌交、風電、橋梁健康監(jiān)控、水電方面的應用推廣。

大量程產(chǎn)品系列

50g、100g、200g、500g、1000g、2000g、4000g的系列產(chǎn)品，性能完全對標國外產(chǎn)品并有所超越，實現(xiàn)進口替代。該系列產(chǎn)品已經(jīng)在軌交、風電、冶金、石化、水務等行業(yè)產(chǎn)生銷售。其他特殊應用比如電子引信、汽車碰撞等，已經(jīng)得到初步驗證。

此外，需要特別提及天羿領(lǐng)航的全數(shù)字石英加速度計產(chǎn)品——這是全球首款全數(shù)字設計的石英加速度計。

石英撓性加速度計是一項歷史悠久的慣性傳感器技術(shù)，誕生于上世紀60年代，憑借高精度、高穩(wěn)定性等特性，已成為航天航空、國防軍事、工業(yè)自動化、地質(zhì)勘探、汽車安全等諸多領(lǐng)域的重要測量器件。

長期以來，石英撓性加速度計的電路部分一直使用模擬電路，許多傳感器廠商嘗試進行數(shù)字化均以失敗告終。

天羿領(lǐng)航發(fā)揮公司在陀螺儀控制電路方面的研發(fā)能力，對石英加計工作原理進行深度剖析，增加CV轉(zhuǎn)換、全數(shù)字伺服閉環(huán)控制、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路等電路，將原有的加速度信號轉(zhuǎn)換成方便接收處理的數(shù)字信號，實現(xiàn)石英加表本體數(shù)字伺服和數(shù)字輸出，出色地表達出加計本體性能，優(yōu)化應用空間、實現(xiàn)低成本、低功耗的控制模式。

全數(shù)字石英加速度計的出現(xiàn)，有望實現(xiàn)對傳統(tǒng)石英加速度計的全面替代。

▲天羿領(lǐng)航全數(shù)字石英加速度計樣品

規(guī)模化量產(chǎn)前夕，國產(chǎn)中高端傳感器的艱難破局

在天羿領(lǐng)航身上，我們可以看到國產(chǎn)中高端傳感器研發(fā)企業(yè)的發(fā)展縮影。

從上文，我們可以看到，天羿領(lǐng)航與國防科大合作，經(jīng)過多年的埋頭研發(fā)，實現(xiàn)了MEMS微半球陀螺、嵌套環(huán)陀螺、蝶翼式陀螺、全數(shù)字石英加速度計等多項國內(nèi)甚至全球領(lǐng)先的高性能MEMS慣性傳感器產(chǎn)品的規(guī)?；慨a(chǎn)突破。

據(jù)天羿領(lǐng)航負責人介紹，微半球陀螺是公司目前的核心產(chǎn)品，高旋微半球，預計明年下半年能形成訂單，是未來兩年公司主要的收入來源。高精度微半球預計明年下半年逐步推進量產(chǎn)。嵌套環(huán)和蝶翼式的量產(chǎn)預計在26年上半年，目前正在籌備商業(yè)化，限于當前公司在手的資源和能力，預計量產(chǎn)出貨需要到26年上半年。

當前，天羿領(lǐng)航已于2024年開始對成熟產(chǎn)品進行小規(guī)模量產(chǎn)，并籌劃在2025年進一步擴產(chǎn)，這也是天羿領(lǐng)航進行本輪融資的契機。

本輪投資方齊魯前?；鹱鳛榍昂Ｏ祷穑瑢Ω呖萍碱I(lǐng)域投資甚多，較早了解中國高性能MEMS傳感器產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀，在2024年8月份獲悉天羿領(lǐng)航的融資需求，進行接觸后，即于2024年底敲定投資協(xié)議，以投后估值10.8億元為基數(shù)，確定投資8000萬元人民幣的投資方案。

獨家且如此迅猛的投資動作，也預示著前?；饘μ祠囝I(lǐng)航這家國產(chǎn)高性能MEMS慣性傳感器企業(yè)的認可。

隨著技術(shù)進步，MEMS慣性傳感器的應用越來越廣泛，作為工業(yè)大國，中國亦是全球最大的MEMS慣性傳感器市場之一。然而，我國MEMS慣性傳感器市場仍然被國際巨頭瓜分，市場集中度非常高，國產(chǎn)廠商直面國際巨頭的競爭。

從市場來看，我國MEMS慣性傳感器企業(yè)主要以中底精度應用為主，針對工業(yè)/消費級產(chǎn)品，能達到高性能要求的極少，這部分任需要大量進口國外產(chǎn)品。

高性能慣性傳感器對我國國防、航空航天等重要領(lǐng)域有重要作用，俄烏戰(zhàn)爭中，制導武器由“衛(wèi)慣組合”中以衛(wèi)星導航為主的導航制式，因為衛(wèi)星極易干擾的現(xiàn)實問題，轉(zhuǎn)向以“慣衛(wèi)組合”中以慣性導航為主的導航制式，引發(fā)對慣性器件獨立制導的全球性重視。

天羿領(lǐng)航所從事的高精度傳感器，目標替代的就是這部分市場，是我國國防力量的未來底氣！

此外，我們亦看到近年來國際貿(mào)易沖突嚴峻，多家傳感器企業(yè)被列入制裁，包括同樣從事慣性傳感器研發(fā)的多家公司和機構(gòu)。

高精度MEMS慣性傳感器作為高度敏感的傳感領(lǐng)域，全面自主可控尤其重要。天羿領(lǐng)航作為國內(nèi)少數(shù)實現(xiàn)MEMS高性能慣導器件高度自主可控的IDM企業(yè)，國防意義重大，天羿領(lǐng)航已實現(xiàn)全產(chǎn)業(yè)鏈的自主研發(fā)和生產(chǎn)：

微半球陀螺儀生產(chǎn)線方面，部分核心工藝的生產(chǎn)設備由公司自研制造，部分生產(chǎn)設備由公司進行工藝牽引，由國內(nèi)其它廠商完成制造。從投片、標定、測試、封裝、整機驗證到系統(tǒng)集成，實現(xiàn)全產(chǎn)業(yè)鏈的自主可控，經(jīng)第三方認證為ZZKK等級A。

在大規(guī)模量產(chǎn)前夕，天羿領(lǐng)航將需要大量的資金用于產(chǎn)線的產(chǎn)能擴張和研發(fā)投入：

基于公司所處行業(yè)的特殊性，需要自建集中的生產(chǎn)和運營場所（安全、便利、集約），這是公司發(fā)展規(guī)劃中繞不開的事件。

近期，公司新擴產(chǎn)能即將投入運行，相關(guān)系列產(chǎn)品已經(jīng)得到廣泛的測試和驗證。這些產(chǎn)能的支持，應該還需要一定的流動資金投入。另外，為了保持生產(chǎn)工藝的領(lǐng)先性和穩(wěn)定性，公司還需要補充一定的高端研發(fā)人員。

新形勢下的緊迫性，企業(yè)未來需要快速發(fā)展，以上這些都需要更多的資金投入。

公司今年經(jīng)營業(yè)績較往年有跳躍的發(fā)展，預計近幾年將保持這樣的高速發(fā)展勢頭。我們預計在今年的年底前，公司發(fā)展業(yè)績比較明朗的情況下，開展新的一輪融資，一方面解決公司的資金需求，另一方面進一步體現(xiàn)公司成長的價值。

結(jié)語

經(jīng)過這幾年的快速發(fā)展，中國傳感器產(chǎn)業(yè)面臨兩極分化的競爭格局——低端傳感器國產(chǎn)企業(yè)陷入慘烈的價格戰(zhàn)、產(chǎn)能過剩等困境，中高端傳感器卻面臨高達96%的進口率困境，國產(chǎn)替代無從談起，自主可控需求迫切，國家產(chǎn)業(yè)安全任重道遠。

天羿領(lǐng)航作為國內(nèi)極少數(shù)掌握全產(chǎn)業(yè)鏈高精度MEMS慣性傳感器技術(shù)的企業(yè)，其產(chǎn)品具有廣闊的市場空間。期待，未來中國傳感器產(chǎn)業(yè)會有更多“天羿領(lǐng)航”誕生，撐起國產(chǎn)中高端傳感器的市場。

國家利益高于一切！