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发布于 2026-05-17 / 0 阅读
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国产传感器领域迎来重要突破:全球首款单芯片嗅觉传感器成功量产并实现规模化出货

国产传感器领域迎来重要突破:全球首款单芯片嗅觉传感器成功量产并实现规模化出货

近年来,随着具身智能和人形机器人的兴起,相关软硬件投资持续升温,带动了柔性触觉传感器、六维力传感器等关键感知传感器的发展。在人类五感中,视觉与听觉传感器技术已相对成熟,广泛应用于机器人系统,触觉传感器近年来也在机器人浪潮中迅速发展,正逐步走向产业化。然而,嗅觉和味觉作为人类感知体系的重要组成部分,发展较为缓慢,目前尚未被机器完全替代。

嗅觉传感器的发展现状如何?中国与国际先进水平之间是否存在差距?其发展缓慢的原因又是什么?未来市场应用前景如何?在Sensor Shenzhen 2026展会期间,我们采访了艾感科技(广东)有限公司总经理薛峰博士。作为全球首个实现单芯片嗅觉传感器量产的企业,艾感科技正以自身的发展轨迹,展现出国产科技企业在新兴技术领域的卓越表现。

专家简介

薛峰博士,艾感科技总经理,本科及硕士毕业于中国科学技术大学,博士毕业于香港科技大学,拥有超过九年的MEMS领域研究经验,专注于嗅觉感知技术,发表高水平论文十余篇,并主导实现了全球首颗多通道嗅觉芯片的量产。

嗅觉传感发展面临的挑战与突破

薛峰博士指出,嗅觉传感器发展缓慢的原因主要有两个方面:首先,嗅觉传感属于化学传感技术,涉及化学反应过程,存在反应不一致、稳定性差等固有难题,相比基于物理原理的视觉和听觉传感器,技术实现难度更大;其次,嗅觉所获取的信息量相对较少,对多数应用场景的直接影响有限,因此市场需求尚未完全显现。

当前,气体传感技术虽已有多年发展,但主要集中在单一气体检测,应用场景以工业领域为主。在这一领域,国外企业凭借较早的技术积累,在PID、红外等气体传感技术方面处于领先地位。国内企业正在迎头赶上。然而,嗅觉传感涉及多种复杂气体的识别,例如冰箱内的多种气味,这就需要构建大规模传感器阵列并结合AI算法进行气体分类识别。

目前,全球多数公司电子鼻产品仍停留在“集成”阶段,通常使用PCB电路板集成多个气体传感器,形成阵列结构。这种方案难以实现小型化与低功耗,限制了其应用范围。因此,全球在嗅觉传感器领域的技术进展较为缓慢。

正是基于对行业痛点的深入洞察,艾感科技于2018年成立,由香港工程院院士范智勇教授领衔,致力于攻克嗅觉传感器“体积大、成本高、混合气体识别不准”等行业难题。公司核心团队在纳米基材、气敏材料及芯片器件结构方面拥有逾20年的技术积累,成功开发出具有三维结构、低功耗、小型化特性的纳米蜂巢(NHC)第三代半导体气体传感器。

技术创新与产业化突破

2021年,艾感科技在全球率先实现大规模气体传感器阵列的芯片化,并通过AI算法开发出“仿生嗅觉芯片”,实现了混合气体的在线实时识别。2024年,公司进一步突破,成功研制出集成度高达10000单元的气体传感器阵列芯片,成为全球少数具备商业化能力的企业。

在单芯片嗅觉传感器方面,艾感已实现成熟量产,具备显著的先发优势。其多通道嗅觉传感器采用一体化架构,体积仅为5mm×5mm,便于集成于冰箱、无人机、手表、机器人等智能终端中。薛峰博士表示,这是艾感嗅觉传感器的突出优势之一。

从实验室到量产的六年攻坚

嗅觉传感器作为前沿传感技术,艾感科技通过自研NHC等核心技术,实现了多通道传感器的芯片化。然而,实现单芯片传感器的规模化量产是全球科研界面临的挑战之一。尽管多通道嗅觉传感器芯片的研究在实验室阶段已有成果,但真正实现量产的企业屈指可数。

从实验室迈向产业化,薛峰博士指出,艾感科技面临两项核心挑战:一是芯片良率的提升与工艺的可转移性,二是自建封装测试产线。

在提升良率方面,艾感科技团队投入大量资源进行工艺优化。从2018年底成立到2024年,公司历时六年,累计投入数千万元用于设备采购与产线建设,最终将芯片良率从最初的3%提升至超过95%。近两年,艾感科技陆续获得千万级订单,盈利能力稳步提升。

在封测方面,多通道嗅觉芯片需要在复杂环境中保持稳定运行,必须应对温度、灰尘和电磁等干扰,同时确保多个通道的独立寻址性。为实现这一目标,艾感科技从零开始设计并建设完整的封测产线,仅封装技术就经历了十余次迭代,耗时两年。

公开资料显示,艾感科技自成立以来便获得资本市场的高度认可,2021年与2022年先后获得香港X科技基金与立创商城的投资。2024年,凭借嗅觉芯片的量产突破,公司获得后浪资本、华盖资本及清水湾基金的A轮融资,进一步加速产品商业化进程。

未来布局:多模态融合,拓展智能家居、扫地机器人等应用

目前,艾感科技已具备单芯片嗅觉传感器的规模化生产能力,并与上下游企业加速推进多个自研应用项目。薛峰博士表示,未来嗅觉传感器的发展方向是与视觉、听觉等传感技术实现多模态融合,以提升感知系统的整体性能。

在扫地机器人领域,艾感科技正在开发视觉+嗅觉融合的感知系统。例如,当视觉系统难以识别宠物粪便时,嗅觉传感器可通过检测空气中硫化氢、氨气等气味进行辅助判断,并将信息反馈给用户,帮助机器人避开污染区域。

在智能家居方面,艾感科技推动摄像头+嗅觉传感器的融合方案,实现对燃气泄漏、甲醛、一氧化碳等危险气体的检测,并与空调、新风系统等设备联动,提升家居安全性。

针对冰箱场景,艾感科技也开发了基于嗅觉与视觉融合的食品腐败检测方案,通过识别肉类、水果、蔬菜腐败过程中释放的不同气体,提升食品安全管理水平。

据薛峰介绍,部分智能家居产品已与中国电信达成合作,预计于2025年下半年实现批量上市。

高效产业化路径:核心技术自研 + 外部协同

艾感科技在实现产业化过程中,采用“核心技术全栈自研 + 外围合作”的模式,显著提升了研发与生产效率。在材料、纳米蜂巢结构、外围电路、芯片设计、算法优化等核心环节,公司坚持自主开发;而在标准电路、模组、PCB等非核心领域,则选择外部成熟供应链。

薛峰以公司研发的10000单元嗅觉芯片为例,指出阵列寻址电路、敏感膜沉积工艺及流片工艺等均为自研,而测试设备与后端电路则采用外部方案。通过该模式,艾感科技的研发效率比全栈自研提升至少30%。

行业展望:嗅觉芯片落地元年,规模化进程加速

薛峰博士表示,2026年将是嗅觉芯片真正落地的元年。目前,艾感科技已实现4至16通道嗅觉传感器芯片的量产,并在扫地机器人、宠物护理及养老服务等场景中完成初步应用。

在Sensor Shenzhen 2026展会上,艾感科技希望通过三个信号向外界传递企业的发展战略:一是国产嗅觉芯片正稳步推进商用化进程;二是艾感可为客户提供从传感器器件、模组到算法的完整解决方案;三是公司高度重视开放合作,欢迎资本与人才的加入。

薛峰博士强调,人工嗅觉仍处于早期发展阶段,行业尚未成熟,因此艾感希望与系统集成商、渠道伙伴、投资机构等多方合作,共同推动嗅觉传感的产业化。

从科研到市场:薛峰博士的经验总结

在谈到科研与产业化的融合时,薛峰博士分享了几个重要观点:

  • 学术成果的价值固然重要,但产品的真正价值在于其市场应用规模。论文引用百次,不如产品被使用百万次。
  • 人工嗅觉赛道长周期,需沉下心长期深耕,接受漫长试错与低谷,才能做出真正经得起市场考验的核心技术。
  • 多学科交叉融合是未来技术发展的关键。只懂材料不懂电路、只懂芯片不懂算法,难以做出长远的技术布局。

结语

在采访的最后,薛峰博士表示,人工嗅觉是一个充满潜力的领域,关系到环境安全、医疗健康及具身机器人等重要场景。艾感诚挚欢迎有初心、有韧性、肯踏实做事的青年学者与行业同仁同行,共同攻克技术瓶颈,推动电子鼻与MEMS嗅觉芯片真正走向规模化应用。

审核编辑 黄宇