四方光电:深耕气体传感器创新领域,构筑核心技术"护城河"
来源:财讯网 发布时间:2020-11-20 17:12:13

气体传感器应用范围广泛,产业前景持续看好

气体传感器是一种将气体成份、浓度等信息转换成可以被人员、仪器仪表、计算机等利用的信息装置,具有响应速度快、可定量分析、成本经济性好等优点,在工业领域受到广泛应用。

随着物联网、人工智能等新一代信息技术快速发展,全球智能化、信息化进程不断加快,工业转型升级、环境监测、健康医疗等领域对气体传感器的需求持续升级,气体传感器迎来高速增长期。气体传感器产业发展持续看好,四方光电聚力深耕气体传感器多个细分领域,未来前景可期。

四方光电2003年在"中国武汉-光谷"成立,是一家专业从事气体传感器、气体分析仪器研发、生产和销售的高新技术企业。公司创始人、董事长熊友辉是华中科技大学热能工程专业博士,教授级高级工程师,国务院特殊津贴专家。再他的带领下,组建包含光学、电子、自动化、机械设计、软件工程、材料学等多学科专业人员的技术团队,长期专注于气体传感器的科技创新,至今已历经了两个八年的发展阶段。2003-2011年,四方光电主要发展基于核心气体传感器的工业过程和环境监测气体分析仪器,并逐步启动民用气体传感器产业配套;2012-2020年第二个八年期间,四方光电积极发挥核心技术及质量体系的优势,发力智能家居、智慧医疗、汽车电子等领域,逐步形成了大批量生产气体传感器与高价值气体分析仪器双轮驱动的发展格局。

专注于气体传感器技术创新, 抢占市场先机

2003-2011,四方光电抓住我国工业节能减排领域气体分析仪器大都需要进口的市场机会,开发了新型的气体传感器技术,作为核心部件,大幅降低了工业用气体分析仪器的成本,并快速进入市场。

(四方光电发展的第一个八年)

2003年,四方光电成功开发基于电调制红外光源、低成本热电堆探测器技术的非分光红外气体传感器,该产品于2004年通过湖北省科技厅组织的科技成果鉴定,采用类金刚石镀膜红外光源、探测器局部恒温技术等的新型NDIR红外气体传感器达到国际先进技术,该项目和产品并陆续获得科技部"中小科技型企业创新基金"资助和"国家重点新产品"证书。

基于先进的NDIR传感器平台技术,四方光电于2005年推出新型的机动车尾气分析仪,用于机动车尾气CO、CO2、HC和O2浓度检测。2007年,公司董事长熊友辉博士准确把握国家"沼气服务技术体系"建设的重要契机,基于核心的NDIR气体传感器技术开发了便携红外沼气分析仪,该产品于当年7月顺利通过湖北省科技成果鉴定,达到国内领先水平并获得农业部组织的集中招标采购。2008年,公司基于NDIR传感器与热传导TCD组合技术,开发成功新型红外煤气分析仪,用于钢铁、冶金、煤化工、生物质气化等领域的在线煤气成分和热值分析。2009年,四方光电开发成功基于微流红外(Micro-flow NDIR)气体传感技术的烟气分析仪,用于烟气排放连续监测系统(CEMS)的配套使用。到目前为止,Micro-flow NDIR气体传感技术在国际上也仅仅几家大的国际分析仪器巨头能够掌握。至此,四方光电形成了以热电堆红外、微流红外、热导等气体传感器技术为主体的红外烟气分析仪、煤气分析仪、沼气分析仪、尾气分析仪等仪器产品。

为实现对气体"质"和"量"的同时测量,2010年四方光电开始着手研究新型超声波气体流量传感技术。针对我国医疗氧气监控的需要,四方光电开发的超声波氧气流量以及浓度传感器,并迅速在制氧机领域打开市场。2011年,四方光电利用在工业用红外气体传感技术基础上,通过优化设计,成功开发经济型的民用红外CO2气体传感器,率先进入国内新风系统产业,成功替代价格高昂且需要客户一次性大批量采购的国际进口品牌产品。

通过8年的技术和产业积累,四方光电稳步发展,2010年在光谷购买土地30余亩,建设了22000平方米的"四方光电气体传感器产业园",并于2011年10月搬入新建的工业园,开启了新的发展历程。

面向气体传感器批量应用市场,客户质量和产业规模不断提升

(四方光电发展的第二个八年)

随着行业发展及市场需求变化,2012年以来四方光电持续拓展气体传感器在智慧家居、汽车电子、医疗健康等领域应用场景。凭借气体传感核心技术平台优势,四方光电得以快速响应下游不同行业、不同客户、不同产品对气体传感器的差异化需求,成功开拓国内外诸多客户。

随着大气环境污染加剧,城市雾霾愈加严重,2011年四方光电在已进入的新风系统应用市场中,为客户开发出低成本、低噪音的激光粉尘传感器,通过和红外CO2传感器的组合方案,2014年公司快速进入空气净化器和新风系统市场。此后公司开发低成本的LED 粉尘传感器,使得各种中低端净化器装配数字化的粉尘传感器成为可能。

为适应气体传感器、气体分析仪器行业不同运营模式的差异化需求,四方光电于2016年实施主营业务运营主体布局,母公司四方光电主要从事气体传感器的产业化生产,实现四方光电产销规模突破;全资子公司湖北锐意自控系统有限公司主要生产基于核心气体传感技术的气体分析仪器,实现稳定的利润增长。

2016年公司开始布局汽车级激光粉尘传感器和CO2传感器领域,并于2017年通过IATF16949 汽车质量管理体系认证。此后公司先后获得东风、吉利、宝沃、合众新能源、一汽红旗等国产品牌以及英国路虎捷豹、福特、一汽大众、法雷奥等国际品牌的定点。车载激光粉尘传感器和车载红外CO2传感器累计定点数量达到700万只。针对目前我国车载空气质量传感器(简称AQS, 主要用于判断车外尾气是否超标,决定空调风扇开关以及内外循环)基本都是进口的状况,2019年公司与科研机构合作,开发MEMS 的金属氧化物(MOX)气体传感器,并获得了湖北省科技厅揭榜制项目的支持。该技术不仅可以用于车载的CO、NO2、NH3等的测量, 还可以用于智能家居中VOC 的测量。

为解决以往膜式燃气表缺乏温度补偿、机械磨损的缺点并适应未来燃气表物联网系统的需求,四方光电2017年开始着手新型超声波燃气表所需的核心流量传感器的研制,同时基于核心传感器模组技术的燃气表和流量计于2018年通过计量器具型式核准,并已实现小批量销售。随着超声波燃气表国家标准的推出,多年的技术投入和产业化准备必将为四方光电进入这个100亿级的物联网燃气表市场发挥关键作用。

2018年,四方光电把握政策契机,针对机动车排放尾气中氮氧化物检测标准必须采用光学气体传感器的需求,公司开发的微流红外Micro-Flow NDIR、紫外差分吸收UVDOAS,非分光紫外NDUV的NO、NO气体传感器模组快速进入市场并实现规模化销售。同时,结合早期已具备的热电堆红外气体传感技术,四方光电也自主生产并销售符合机动车尾气检测新政策要求的尾气分析仪。除满足现有机动车尾气检测站(I 站)需求外,公司更加注重维修站(M站)尾气检测的更广泛的可持续发展的新市场需求。

除技术创新外,公司非常重视供应链的控制,实现核心关键部件的自主生产和成本可控。2017年公司与中科院微电子合作开发超低流量芯片的研究和产业化;2018年设立控股子公司广东风信电机有限公司,从事激光粉尘传感器超低噪音微型风扇的自主生产,同时建立了激光粉尘传感器所需核心的激光管模组的自动化封装产线。两个核心部件的解决,稳固了公司激光粉尘传感器在国内外的市场地位。

2019年,四方光电及其子公司申报的发动机用氧气氮氧传感器和微流红外烟气传感器等两个项目分别获得工信部强基工程"传感器一条龙"示范企业和示范项目。

四方光电在熊友辉博士的领导下,17年来深耕气体传感器技术创新领域,通过打通气体传感器上游、中游、下游得技术核心链条,全产业链条优势凸显,构建了企业核心技术得"护城河"。同时配合供应链管理、精益生产以及精准营销等战略的实施,公司的可持续盈利能力必将持续提升。

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