中國汽車界與媒體界廣泛關(guān)注的年度盛事，由深圳市汽車電子行業(yè)協(xié)會主辦的汽車電子產(chǎn)業(yè)的“奧斯卡”獎 —2019年度汽車電子科學(xué)技術(shù)獎頒獎典禮于2020年9月12日下午在”2020中國（深圳）國際汽車電子產(chǎn)業(yè)年會”現(xiàn)場隆重揭曉。

“中國汽車電子科學(xué)技術(shù)獎”由深圳市汽車電子行業(yè)協(xié)會設(shè)立，是面向全國范圍內(nèi)汽車電子領(lǐng)域的科學(xué)技術(shù)獎。該獎對我國汽車電子領(lǐng)域科技成果的認定和市場推廣、成果孵化、激勵廣大科技人員的科技創(chuàng)新積極性，對接產(chǎn)業(yè)資本、宣傳企業(yè)技術(shù)實力起到了很好的作用。獎項評審工作由深圳市汽車電子產(chǎn)業(yè)專家委員會獨立承擔(dān)，獎勵在汽車電子領(lǐng)域的科學(xué)研究、技術(shù)創(chuàng)新、科技成果推廣應(yīng)用、高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化以及重大工程建設(shè)等方面作出突出貢獻的單位、個人及優(yōu)秀的單個產(chǎn)品。汽車電子科學(xué)技術(shù)獎由企業(yè)自行申報，專家或行業(yè)媒體推薦，秘書處統(tǒng)籌資料收集篩選，由汽車電子產(chǎn)業(yè)專家委員會參照產(chǎn)品、企業(yè)、人物的創(chuàng)新性、創(chuàng)新類型、技術(shù)先進性，科技成果、知識產(chǎn)權(quán)、曾獲科技獎勵情況、企業(yè)技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)等多方面綜合考慮評審。本屆汽車電子科學(xué)技獎從2019年9月到2020年2月6日，歷經(jīng)五個多月的征集，全程不收取任何企業(yè)的任何費用。項目征集完成之后，又歷經(jīng)三個多月的評審，參評企業(yè)來自21個城市，有199家企業(yè)的支持和參與，共有281個項目參加評選，最終由獨立專家評審團的20多位專家，恪守公平、公正、公開、回避的原則，經(jīng)過三輪評審得出最終的評選結(jié)果。

西安創(chuàng)研電子科技有限公司作為優(yōu)秀企業(yè)應(yīng)邀參會，并憑借“車用智能氮氧化物傳感器”榮獲2019年度汽車電子科學(xué)技術(shù)獎突出創(chuàng)新產(chǎn)品獎。

本項目開發(fā)的車用智能氮氧化物傳感器（下文簡稱“NOX傳感器”）屬于汽車電子領(lǐng)域，是汽車尾氣處理SCR系統(tǒng)中的核心基礎(chǔ)零部件，主要用于國Ⅳ、國Ⅴ和國Ⅵ排放標(biāo)準發(fā)動機尾氣中氮氧化物（NOX）含量的檢測，或汽油和柴油發(fā)動機的車載診斷（OBD）系統(tǒng)。

目前，市場上唯一商業(yè)化的NOX傳感器由德國大陸公司提供（日本NGK提供傳感器陶瓷芯片，德國大陸提供電控單元（SCU）及最終產(chǎn)品的組裝、標(biāo)定）。在我國大力支持環(huán)境保護、機動車污染治理及機動車國Ⅵ排放標(biāo)準的產(chǎn)業(yè)環(huán)境和政策背景下，對汽車NOX排放的限值也越來越嚴格。隨著國Ⅵ排放標(biāo)準的實施，每輛車上NOX傳感器的數(shù)量將從1個增加至2個，NOX傳感器的市場需求量將成倍增長。據(jù)估算，我國每年至少需要800～1000萬個NOX傳感器，這將是一個五十億元的市場，產(chǎn)品市場容量大、前景好。為了促進NOX傳感器的國產(chǎn)化，2018年NOX傳感器被工信部列為強基工程重點支持方向之一，足以看出國家對NOX傳感器的支持力度之大。

NOX傳感器的關(guān)鍵技術(shù)主要包括傳感器陶瓷芯片設(shè)計、陶瓷基體及電子漿料等材料的選型、多層陶瓷制備工藝（HTCC）、探頭封裝結(jié)構(gòu)及封裝工藝、電控單元（SCU）硬件電路、控制策略及軟件系統(tǒng)開發(fā)等。西安創(chuàng)研電子科技有限公司（屬于西安創(chuàng)聯(lián)集團下屬子公司）利用西安創(chuàng)聯(lián)集團公司在電子漿料、氣體傳感器、厚膜工藝技術(shù)、電子電路開發(fā)等方面的研發(fā)基礎(chǔ)和生產(chǎn)經(jīng)驗，于2014年對NOX傳感器項目進行立項。同時，2016年，該項目（汽車尾氣SCR系統(tǒng)用片式多層陶瓷氮氧化物傳感器研制，2016KTCQ01-04）也被列入陜西省科學(xué)技術(shù)廳的科技統(tǒng)籌創(chuàng)新工程計劃項目，并于2018年完成項目驗收。

項目團隊經(jīng)過一系列的攻堅克難，大膽創(chuàng)新，實現(xiàn)了傳感器陶瓷芯片結(jié)構(gòu)、材料及生產(chǎn)工藝的設(shè)計定型，陶瓷芯片性能與NGK產(chǎn)品接近，滿足封裝要求；設(shè)計了與現(xiàn)有專利不同的探頭封裝結(jié)構(gòu)，并固化了封裝工藝；完成了電控單元（SCU）的設(shè)計開發(fā)及配套應(yīng)用，SCU可實現(xiàn)傳感器與汽車ECU通信，滿足傳感器的閉環(huán)控制，與國際同類產(chǎn)品完全兼容；采用該陶瓷芯片和電控單元（SCU）封裝的NOX傳感器產(chǎn)品經(jīng)客戶試用，產(chǎn)品的性能、穩(wěn)定性與可靠性均能滿足后裝市場要求，已進入小批量生產(chǎn)供貨階段。產(chǎn)品達到德國大陸的技術(shù)水平，質(zhì)量達到國際先進、國內(nèi)領(lǐng)先水平，實現(xiàn)了NOX傳感器的國產(chǎn)化，打破了國外技術(shù)壟斷。目前已成為國內(nèi)兩家掌握NOX傳感器核心技術(shù)，具有批量生產(chǎn)NOX傳感器能力的企業(yè)之一。現(xiàn)階段正加快產(chǎn)品在主機廠的認證工作，爭取能夠盡快以高可靠、高穩(wěn)定的產(chǎn)品配套主機廠。

目前，該項目已取得了一系列自主知識產(chǎn)權(quán)，共形成企業(yè)標(biāo)準2項，申報專利11項，其中5項實用新型專利已授權(quán)，6項發(fā)明專利已受理并公示。同時，在后端市場已實現(xiàn)銷售產(chǎn)值575萬元。截止到2019年底，本項目已累計投資3000萬元，建設(shè)完成一條HTCC/LTCC陶瓷芯片生產(chǎn)線、一條高集成化半自動探頭封裝線、搭建了產(chǎn)品測試系統(tǒng)平臺，產(chǎn)能可達到2萬套/年。同時，正在進行陶瓷芯片生產(chǎn)線的擴建增容及自動封裝線的建設(shè)，預(yù)計產(chǎn)能屆時可達到20萬套/年，產(chǎn)值9600萬元，銷售利潤2507.5萬元，銷售利潤率為26.12%。

二、主要科技創(chuàng)新及產(chǎn)業(yè)化前景分析

2.1主要科技創(chuàng)新

2.1.1項目背景及總體思路

目前，我國已成為全球柴油機生產(chǎn)和使用大國。柴油機在給人們帶來生產(chǎn)、生活方便的同時也帶來了日益嚴重的環(huán)境問題。為了應(yīng)對環(huán)境挑戰(zhàn)，我國機動車污染物排放標(biāo)準逐步提升。現(xiàn)階段我國實施國Ⅴ排放標(biāo)準。2021年起，將逐漸實施國Ⅵ排放標(biāo)準。國Ⅵ相對于國Ⅴ變化最大的是將NOX 的排放限值嚴格了67%。2018年6月，國務(wù)院發(fā)布了《打贏藍天保衛(wèi)戰(zhàn)三年行動計劃》，計劃中明確提出，2020年底前，淘汰國Ⅲ及以下排放標(biāo)準營運中型和重型柴油貨車100萬輛以上。并從2019年7月1日起，重點地區(qū)將提前實施國Ⅵ排放標(biāo)準，確保柴油貨車污染排放總量明顯下降，打好柴油貨車污染治理攻堅戰(zhàn)?？梢钥闯觯覈诩哟罅Χ戎卫頇C動車尾氣排放污染。

國Ⅴ、國Ⅵ排放標(biāo)準的汽車尾氣后處理系統(tǒng)以選擇性催化還原技術(shù)（以下簡稱“SCR”）為主。本項目開發(fā)的NOX傳感器就是SCR系統(tǒng)中的核心基礎(chǔ)零部件，主要用于國Ⅳ、國Ⅴ和國Ⅵ排放標(biāo)準發(fā)動機尾氣中氮氧化物（NOX）含量的檢測，或汽油和柴油發(fā)動機的車載診斷（OBD）系統(tǒng)。目前，市場上90%的NOX傳感器由德國大陸公司提供,國內(nèi)基本采用進口的方式。一方面，這大大增加了我國SCR系統(tǒng)的安裝成本，一定程度上影響了汽車尾氣后處理技術(shù)在國內(nèi)的普及和發(fā)展。另一方面，陜西省是汽車工業(yè)大省，汽車工業(yè)是我省著眼轉(zhuǎn)型升級作出的重要戰(zhàn)略部署發(fā)展壯大產(chǎn)業(yè)，補齊汽車零部件配套短板，是我省打造汽車支柱產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵。2018年11月出臺的《西安市汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2018—2025年)》中明確指出，與我市的汽車整車相比，汽車零部件較為薄弱，汽車整車本地配套率僅有30%。對此，要著力推進商用汽車產(chǎn)業(yè)鏈集群發(fā)展，到2021年商用汽車省內(nèi)配套率提高到60%以上。

在國家大力支持環(huán)境保護、機動車污染治理及機動車國Ⅵ排放標(biāo)準的產(chǎn)業(yè)環(huán)境下，在我市大力發(fā)展汽車產(chǎn)業(yè)的政策背景下，西安創(chuàng)研電子科技有限公司利用集團公司前期的研發(fā)和生產(chǎn)經(jīng)驗，對NOX傳感器進行立項開發(fā)，計劃以車用NOX傳感器為核心產(chǎn)品，覆蓋商用車市場，并逐步拓展汽車傳感器產(chǎn)品的系列化發(fā)展，努力將公司打造成為國內(nèi)領(lǐng)先的專業(yè)化、系統(tǒng)化、國際化的汽車傳感器生產(chǎn)商。

本項目計劃總投資7000萬元，圍繞NOX傳感器的技術(shù)開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化進行項目建設(shè)。項目建設(shè)完成后，達到年產(chǎn)NOX傳感器20萬套的生產(chǎn)能力。實現(xiàn)年產(chǎn)值9600萬元，銷售利潤2507.5萬元，銷售利潤率為26.12%。

2.1.2主要技術(shù)創(chuàng)新內(nèi)容

本項目在成功開發(fā)出NOX傳感器的過程中，在陶瓷芯片結(jié)構(gòu)設(shè)計、制備工藝、封裝結(jié)構(gòu)、電控單元（SCU）及產(chǎn)品測試等方面進行了一系列的技術(shù)創(chuàng)新，取得了一系列創(chuàng)新成果，具體如下。

（1）陶瓷芯片多層多腔室結(jié)構(gòu)設(shè)計（國家發(fā)明專利：2018106225276）

基于腔室結(jié)構(gòu)對氣體擴散速度的影響，設(shè)計了電極結(jié)構(gòu)、擴散障結(jié)構(gòu)、腔室結(jié)構(gòu)、壓力擴散孔結(jié)構(gòu)、加熱電極等，有效提高了測量精度及信號檢測穩(wěn)定性。

（2）陶瓷芯片腔室成型及高溫共燒技術(shù)

陶瓷芯片制備采用多層高溫陶瓷共燒工藝（HTCC）。膜片腔室成型采用機械沖孔一次成型（精度＜30μm）；內(nèi)部功能腔室成型采用絲網(wǎng)印刷技術(shù)代替了傳統(tǒng)的膜片填充技術(shù)，避免了膜片填充方式中常出現(xiàn)的填充不完全、不平整等問題；高溫共燒采用排膠燒結(jié)一體化工藝，解決了生坯排膠后轉(zhuǎn)爐過程中易損壞的問題，避免了燒結(jié)過程中出現(xiàn)的分層及開裂。

圖2-2 腔室成型及填充

（3）探頭進氣通道及封裝氣密性結(jié)構(gòu)設(shè)計（國家發(fā)明專利：2018106096237）

考慮到氣體流動對芯片的影響，將進氣通道設(shè)計成百葉窗結(jié)構(gòu)，既可以避免陶瓷芯片因受到氣流過大的沖擊而受到傷害，又可以抑制芯片溫度的變化，避免局部溫度過高或過低；結(jié)合自動化壓裝工藝，設(shè)計的密封結(jié)構(gòu)，既保證了氣密性能，同時減少了零部件數(shù)量，有效提高了生產(chǎn)效率和合格率。

圖2-3國外樣件密封結(jié)構(gòu)

圖2-4自主設(shè)計密封結(jié)構(gòu)

（4）電控單元（SCU）集成功能的實現(xiàn)及控制策略設(shè)計

采用汽車級CPU，設(shè)計了外圍電路及功能模塊，通過NOX微電流信號檢測技術(shù)、弱信號抗干擾技術(shù)和模糊PID溫度控制技術(shù)，實現(xiàn)了等效于國外定制集成化CPU的功能，達到對探頭的精確控制；結(jié)合探頭的功能及要求，設(shè)計了符合加熱及三泵聯(lián)合工作的控制策略，提高了對O2和NOX濃度的測量精度。

圖2-5電控單元（SCU）

（5）基于氧泵氣敏特性的測試系統(tǒng)開發(fā)及測試平臺搭建（國家發(fā)明專利：2018106424710）

設(shè)計開發(fā)了包含配氣單元、控制單元、檢測單元的NOX傳感器專用測試系統(tǒng)，并與設(shè)備廠家聯(lián)合開發(fā)出自動化多通道測試設(shè)備，有效保證了產(chǎn)品測試的準確性，提高了測試效率。

2.3國內(nèi)外同類技術(shù)對比

本項目開發(fā)的NOX傳感器產(chǎn)品填補了國內(nèi)空白，實現(xiàn)了國產(chǎn)化。產(chǎn)品的部分性能指標(biāo)優(yōu)于國內(nèi)行業(yè)標(biāo)準，和進口產(chǎn)品相當(dāng)。產(chǎn)品的性能指標(biāo)對比見表2-1。

表2-1產(chǎn)品的性能指標(biāo)對比

目前國外進口產(chǎn)品與國內(nèi)行業(yè)標(biāo)準規(guī)定的測量精度均為±15%或±15ppm。本項目通過優(yōu)化陶瓷芯片的結(jié)構(gòu)設(shè)計、優(yōu)選對NOX氣體具有特殊催化活性的敏感材料、優(yōu)化電控單元（SCU）的控制策略，根據(jù)目前技術(shù)達到的情況，將產(chǎn)品的測量精度提高至±12%或±12ppm，處于行業(yè)領(lǐng)先水平。針對不同客戶的要求，目前已形成工作電壓24V，平五針、方四針、扁四針三種規(guī)格的NOX傳感器產(chǎn)品。同時開發(fā)出12V 52*56mm小板電控單元（SCU）的初樣，為實現(xiàn)產(chǎn)品的系列化拓展，配套國外12V柴油版SUV和皮卡車型做準備。

2.2產(chǎn)業(yè)化前景分析及實施方案

2.2.1目標(biāo)市場及競爭力

本項目開發(fā)的NOX傳感器產(chǎn)品主要針對國內(nèi)濰柴、一汽、陜汽、云內(nèi)動力等主機廠，國內(nèi)后裝市場及強制柴油車輛改造等領(lǐng)域。

（1）主機廠：目前我國年均柴油車總產(chǎn)量約300萬輛，依據(jù)國Ⅵ排放標(biāo)準要求計算，每年至少需要500～600萬個NOX傳感器。西安創(chuàng)研電子科技有限公司目前已經(jīng)與陜汽、一汽、濰柴、云內(nèi)動力等國內(nèi)主機廠進行了交流互訪，并與一汽、陜汽簽訂了戰(zhàn)略合作協(xié)議，在產(chǎn)品測試、臺架試驗及產(chǎn)品采購等方面達成了合作。

（2）舊車改造及售后市場：每年至少需要300～400萬個NOX傳感器。西安創(chuàng)研電子科技有限公司目前已經(jīng)與無錫凱龍、無錫威孚力達、西安秦泰等柴油機SCR后處理系統(tǒng)生產(chǎn)廠家就NOX傳感器未來的發(fā)展趨勢、應(yīng)用領(lǐng)域及合作模式進行了深入的溝通，并在售后市場實現(xiàn)10400套產(chǎn)品銷售，產(chǎn)值575萬元。

圖2-6 2018年國內(nèi)主機廠柴油車銷量

圖2-7 NOX傳感器市場容量預(yù)測

2.2.2具備的行業(yè)生產(chǎn)許可和資質(zhì)認定

本項目的產(chǎn)品領(lǐng)域為汽車電子，目前正在進行國際汽車行業(yè)的技術(shù)規(guī)范IATF16949質(zhì)量管理體系認定的準備工作。

2.2.3項目選址和生產(chǎn)場地

本項目建設(shè)地點為西安市雁塔區(qū)電子西街三號西京電子工業(yè)園內(nèi)，主要包括三部分：

（1）陶瓷芯片生產(chǎn)車間：生產(chǎn)力大廈A座3層西段現(xiàn)有凈化廠房，面積831m2；

（2）陶瓷芯片檢測及SCU開發(fā)車間：西京電氣西輔樓A座6層，面積630m2；

（3）探頭封裝、成品裝配車間：301-201東配樓1樓。面積650m2。

2.2.4生產(chǎn)線建設(shè)

在現(xiàn)有生產(chǎn)能力的基礎(chǔ)上，將對NOX傳感器HTCC/LTCC陶瓷芯片生產(chǎn)線進行擴建增容；建設(shè)智能化封裝、組裝線及測試、標(biāo)定系統(tǒng)；新增核心設(shè)備儀器40臺；建設(shè)完成后將實現(xiàn)年產(chǎn)NOX傳感器20萬套的能力；

2.2.5市場營銷策劃

（1）銷售對象

NOX傳感器產(chǎn)品主要針對國內(nèi)濰柴、一汽、陜汽、云內(nèi)動力等主機廠，國內(nèi)后裝市場及強制柴油車輛改造等領(lǐng)域。

（2）營銷方式

在組建銷售團隊進行產(chǎn)品銷售的同時，發(fā)展產(chǎn)品代理商，并圍繞主要的銷售對象，根據(jù)不同應(yīng)用的領(lǐng)域，制定不同的銷售策略。

（a）參加各類行業(yè)性的展會：參加國內(nèi)外電子信息行業(yè)展覽會和技術(shù)研討會，擴大產(chǎn)品及企業(yè)知名度；

（b）網(wǎng)絡(luò)宣傳：積極推進電子商務(wù)，同環(huán)球資源網(wǎng)、電子元器件商務(wù)網(wǎng)等緊密合作，展開在線銷售和在線技術(shù)服務(wù)；

（c）專業(yè)雜志廣告宣傳：在國內(nèi)外專業(yè)媒體如電子元件與材料、電子元器件、電子元器件應(yīng)用等，進行對公司和產(chǎn)品的廣告宣傳；

（d）戰(zhàn)略合作：公司每年召開一次顧客技術(shù)研討會，強化與顧客的溝通與交流，促進戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系；

2.2.6經(jīng)費預(yù)算及籌措

本項目計劃總投資7000萬元人民幣，資金來源全部采用企業(yè)自籌。資金使用方案見表2-2。

表2-2 資金使用方案

2.2.7產(chǎn)品成本和盈利能力

（1）產(chǎn)品成本

項目建設(shè)完成時，將達到年生產(chǎn)NOX傳感器20萬套的能力，其成本和費用測算如表2-3所示。

表2-3 達產(chǎn)年成本和費用測算表

單位：萬元

（2）盈利性分析

達產(chǎn)年生產(chǎn)產(chǎn)量為20萬套時的產(chǎn)品成本、銷售利潤分析見表3-4。

表2-4 達產(chǎn)年盈利情況

上述數(shù)據(jù)表明：該產(chǎn)品在達產(chǎn)年時，可實現(xiàn)產(chǎn)值9600萬元，銷售利潤2507.5萬元，銷售利潤率為26.12%。后期隨著產(chǎn)品生產(chǎn)規(guī)模的擴大，在不斷提高產(chǎn)品技術(shù)水平及組織生產(chǎn)能力的同時，將對關(guān)鍵材料進行自主開發(fā)，力爭從人力、原材料、經(jīng)營管理等方面逐漸降低成本，增加產(chǎn)品收益，取得更大經(jīng)濟效益。

三、第三方評價

開發(fā)的NOX傳感器產(chǎn)品經(jīng)客戶使用及第三方檢測機構(gòu)檢驗，產(chǎn)品均能滿足要求。

（1）用戶試用：產(chǎn)品經(jīng)北京國研、卓品智能科技等公司試用后，反映較好，滿足用戶使用要求。

（2）第三方檢驗：產(chǎn)品經(jīng)陜西省電子信息產(chǎn)品監(jiān)督檢驗院做性能鑒定檢驗，鑒定結(jié)論合格；

產(chǎn)品送檢國家汽車質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心，裝載在一汽CA6DM2-46E51車用柴油發(fā)動機上，進行排氣污染物試驗，依據(jù)行業(yè)標(biāo)準JB/T11880.7-2014《柴油機 選擇性催化還原（SCR）系統(tǒng)第7部分：氮氧化物傳感器》的要求，檢驗結(jié)果認定合格。

產(chǎn)品已應(yīng)用到哪些客戶、領(lǐng)域或車型：

產(chǎn)品可用于濰柴、玉柴、康明斯、沃爾沃等國內(nèi)各品牌車輛的氮氧化物檢測

知識產(chǎn)權(quán)：

發(fā)明專利已公布6項，（請見知識產(chǎn)權(quán)列表及掃描附件）

實用新型已授權(quán)5項，（請見知識產(chǎn)權(quán)列表及掃描附件）

企業(yè)標(biāo)準2項

所獲獎勵與榮譽：

2019年4月獲得陜西電子信息集團科學(xué)技術(shù)進步獎一等獎

2019年7月獲得2019年“灃東杯”陜西省科技工作者創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽銀獎；

2019年11月獲得中國創(chuàng)新方法大賽優(yōu)勝獎；

2019年4月獲得西京電氣總公司2018年度科技創(chuàng)新一等獎

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