CC BY
21датчики
Датчики Sensonor:
норвежский путь к успеху
30 i компоненты
Александр БЕкмАчЕв, к. т. н.
sensor@ranet.ru
Город Хортен, где с момента основания компании находится штаб-квартира Sensonor, расположен на юго-востоке Норвегии, на берегу Осло-фьорда, в 100 км от Осло. Стратегически важное место было заселено еще в эпоху викингов, а в более поздние времена стало базой военно-морских сил Норвегии. Именно ВМС сыграли решающую роль в послевоенной судьбе Хортена. Когда в начале 1960-х главная база ВМС была перенесена в Берген, над городом нависла угроза тотальной безработицы. Однако Хортен выжил благодаря научно-техническому и интеллектуальному потенциалу четырех небольших электротехнических предприятий, ранее обслуживавших флот и производивших ультразвуковое, гидроакустическое оборудование, средства судовой автоматики и электронные компоненты.
Кроме благоприятного климата, удачного географического положения, развитой инфраструктуры, важными факторами возрождения этой территории стали поддержка местных и центральных властей, тесное сотрудничество с научно-исследовательскими и образовательными учреждениями — Центром научных и промышленных исследований SINTEF, Норвежским институтом науки и технологий NTNU, Норвежским институтом технологии NTH, Университетом Осло UiO, создавшими базу для внедрения инноваций, а также выстроенная сеть местных контрактных производителей с выверенным балансом конкуренции и сотрудничества.
Одна из этих компаний — Akers Electronics, впоследствии AME, в 1965 г. начала промышленный выпуск полупроводниковых тензо-датчиков, встав в один ряд с пионерами технологий МЭМС. AME сосредоточила свои усилия на целевых рынках военных систем радиосвязи, заказных и гибридных микросхем, различных полупроводниковых датчиков. Благодаря усилиям частных инвесторов, в 1985 г. из AME выделилась компания Sensonor, которая была нацелена на емкие рынки и, в частности, на автомобильные приложения. Начав с датчиков давления и акселерометров для авиакосмической и автомобильной отраслей, Sensonor к 1997 г. стала доминирующим мировым производителем электронных систем и датчиков для автомобильных подушек безопасности и систем контроля давления в шинах с долей рынка 70%. Общее количество автомобилей, оснащенных датчиками Sensonor, оценивается в 100 млн штук.
В 2003 г. Sensonor стала подразделением Infineon Technologies AG и продолжила работать на автомобильный рынок. В это же время начато серийное производство гироскопического датчика SAR10, основой которого стал чувствительный элемент SW510 (рис. 1).
Рис. 1. Чувствительный элемент SW510
Здесь в полной мере проявилось единство науки и технологии. Техническое решение, защищенное несколькими патентами, представляет собой функционально законченный гироскопический блок, содержащий твердотельный чувствительный элемент типа Butterfly («бабочка»), который заключен в герметичную полость между двух стеклянных микропластин, и специализированный микроконтроллер управления и преобразования сигнала (рис. 2).
В 2009 г. компания выделяется из Infineon Technologies AG и позиционирует себя как независимая фирма Sensonor Technologies AS. Теперь ее основное направление деятельно-
Рис. 2. Конструкция элемента SW510
сти — инерциальные датчики и тепловизоры. Усилия сосредоточены на развитии технологии производства МЭМС для прецизионных приложений путем оптимизации конструкции устройств с учетом их температурных, механических и электрических особенностей.
Стратегия, принятая на предприятии, определяет форму его взаимоотношений с партнерами, клиентами, персоналом и является действенным средством для удержания лидерства в отрасли и интенсивного развития:
• Открытость к инновациям, нацеленность на сотрудничество, свободный обмен интеллектуальной собственностью.
• Сотрудничество с ключевыми клиентами на ранних стадиях разработок.
• Участие в международных проектах, развитие партнерских отношений с национальным центром инноваций.
• Активное привлечение иностранных специалистов (более 10 национальностей в настоящее время).
• Привлечение при необходимости сторонних организаций для научно-исследовательских работ.
• Привлечение к работе над проектами специализированных поставщиков материалов и оборудования (аутсорсинг).
• Стандартизация производственных процессов на имеющихся технологических платформах.
• Философия непрерывного улучшения: доходность, эффективность, обучение.
• Обоснованное использование стандартных и специальных методик оценки и испытаний на надежность.
• Использование проектно-ориентиро-ванных команд с совмещением функциональных обязанностей.
За последние годы в заготовительное и сборочное производство инвестировано более $100 млн, и в 2011 году предприятие получило полностью обновленное полупроводниковое производство МЭМС для 150-мм пластин с возможностью запуска до 700 трехслойных структур в неделю. Общая площадь производственных помещений, в том числе «чистых комнат», — 2600 м2.
Вторая производственная площадка в Хортене площадью 4000 м2 предназначена для автоматизированной сборки и включает в себя также многофункциональный испытательный центр и центральное инженерно-исследовательское подразделение.
Результатом реализации стратегии предприятия стало создание линейки компакт-
КОМПОНЕНТЫ И ТЕХНОЛОГИИ • № 4 '2012
датчики
компоненты
31
ных модульных высокоточных гироскопов в ударопрочных корпусах для особо ответственных условий эксплуатации: это авиакосмическая техника, морское, в том числе подводное, оборудование, сельскохозяйственная техника, нефтегазовое, шахтное, геофизическое, промышленное оборудование, антенная и специальная техника.
Линейка STIM202/STIM210 сделала бренд Sensonor узнаваемым и принесла предприятию ряд престижных международных отраслевых наград в подтверждение признания его лидерства в создании и постановке на производство инновационного продукта. Грамотное рыночное позиционирование также способствовало быстрому вхождению изделий на рынок: модуль STIM202 предназначен для управления системами стабилизации в жестких условиях вибрационных и ударных нагрузок, имеет исполнение №56. STIM210 имеет большую разрешающую способность (начальное смещение — 0,5°/ч, случайный угловой уход — не более 0,15°/^ч), повышенную степень защиты №67 и ориентирован преимущественно на навигационные задачи.
Продуманная конструкция модулей позволила оптимизировать производственные издержки, а международная кооперация снизила затраты на комплектующие и материалы. Например, заготовка с гибкими печатными платами для блока гироскопических датчиков и специализированного микроконтроллера поставляется из Кореи (рис. 3).
В зависимости от текущих потребностей рынка производство может быть легко переориентировано для сборки на стандартном шасси 1-, 2- или 3-осевой версии STIM202/STIM2Ю с любой комбинацией осей, что позволяет избежать затоваривания и радикально сокращает срок исполнения заказа (рис. 4).
Каждый чувствительный элемент проходит заводскую калибровку, а модуль гироскопа в сборе подвергается многофазной процедуре приемочных испытаний длительностью до 20 часов каждая. Параметры фиксируются в индивидуальном сертификате соответствия (рис. 5).
Закономерным продолжением линейки STIM стал запущенный в производство в 2012 году инерциальный измерительный модуль STIM300 с шестью степенями свободы. Он создан на базе 3-осевого гироскопа STIM210XYZ и имеет «на борту» еще и высокоточный 3-осевой акселерометр с диапа-
Рис. 5. Испытательное оборудование
Рис. 6. Инерциальный измерительный модуль STIM300
зоном измерения до ±10g, малым начальным смещением 0,05мg и случайным уходом, не превышающим 0,06 м/с/^ч. STIM300 традиционно оснащен пользовательским интерфейсом RS422 для программирования и обмена данными. Разработчику предлагается на выбор два варианта отладочных средств для работы через интерфейс USB или по шине PCI стационарного компьютера со скоростью обмена до 1,8 Мбит/с (рис. 6).
Важный фактор, определяющий спрос на продукцию Sensonor в России, — отсутствие экспортных ограничений на инерци-альные измерительные системы такого класса точности и стабильности (фирма находится вне зоны действия мер по ограничению распространения ITAR, осуществляемых правительством США).
С 2010 г. российским партнером Sensonor Technologies AS является фирма «Радиант-Элком», которая, имея статус официального дистрибьютора, осуществляет техническую поддержку клиентских разработок и предоставляет консультации по выбору и применению продукции норвежского производителя.
На 2012 г. запланированы анонсы новых продуктов Sensonor с недостижимыми для конкурентов характеристиками, среди которых прецизионный гироскоп с функцией указания на северный полюс и эффективный тепловизор с улучшенным соотношением «сигнал/шум». ■ Продолжение следует
КОМПОНЕНТЫ И ТЕХНОЛОГИИ • № 4 '2012
www.kit-e.ru
