探头一扫,就能为矿石“体检”,几分钟可拿出其所含物质成分的分析结果——这是威海栖桐科技发展有限公司(简称:栖桐科技)即将推向市场的在线矿石成分分析系统,该设备的核心专利已通过美国专利申请PCT阶段,预计今年年底拿到授权。栖桐科技依托与国内双一流院校深度合作所带来的人才优势与科研优势,强化自主研发能力及投入,致力于解决国内因传感器底层技术导致的进口依赖等问题,成为工业物联网行业中拥有自主知识产权、自主定价权且一站式的传感器设备及解决方案供应商,为智慧矿山、智慧城市领域客户提供更高性价比且更符合差异化需求的传感器设备及解决方案,让形成新质生产力的道路越走越宽。
威海栖桐科技发展有限公司成立于2019年10月,创始人拥有近10年传感器应用领域相关经验及丰富的行业上下游资源,公司秉承“承担企业责任,践行社会价值”的经营理念,专注传感器基础研发层技术创新,驱动应用层成果转化,紧跟物联网需求进行技术突破。作为山东大学校友企业,栖桐科技深度开展产学研合作,强化自主研发能力及投入,由一家生产销售型集成公司,转型为关键技术及核心产品自主研发的服务型高新技术企业。目前拥有60余品类近300款自研标准化产品,已申请24项技术专利,其中有4项国内发明专利、1项美国发明专利。
开展产学研合作,引进高校科研人员
栖桐科技成立之初,主攻方向是气体、土壤、水质传感器,但在做精传感器的同时,他们将目光投向物质成分分析领域。“当前,国内的物质成分分析仪主要依赖进口,而且只能在实验室使用,使用条件严苛、成本高昂。”栖桐科技总经理李咏谙介绍,他们亟需打破核心技术垄断,创造出一款软硬件和运维成本更低的国产替代设备,同时解决进口实验室设备不能进产线、效率不高、供应不稳定、数据不安全的市场痛点。
2020年,一次偶然的机会,公司开始为客户定制在线X荧光成分分析仪。这种分析仪相当于一个“产线上的实验室”,探头一扫,就能为矿石“体检”。
彼时,国内使用的X荧光成分分析仪几近被国外品牌垄断。接下客户这一特殊的定制需求,栖桐科技最初并没有太大把握。为此,公司斥资购入国外的探测设备,并与山东大学(威海)6位来自核物理、应用物理、材料科学等领域的博士组成研发团队,开始对这项技术展开研究。
经过1年多扎实的实验、试制和分析,栖桐科技逐步掌握了其中的“门道”,让国产替代成为可能。
拿探测器的前置放大器来说,产品不大,但承担的任务不少。探头收集到的光信号要在此完成杂波过滤,与此同时,承载各类信号的芯片还要在-40℃的环境下正常运转,才能保持信号的稳定性……这仅仅是其中一个部件需要满足的条件,后端还有数据分析处理、算法优化和PCB(线路板)设计等都需要统筹考虑。
近3年的潜心钻研,为客户定制的在线X荧光成分分析仪终于从实验室搬进了生产线。经过几轮环境模拟实验测试,检测时间大大缩短,精度也达到国外同类实验室设备水平。“过去取样送到实验室进行长达2至4周的实验才能出结果,如今,只需4分钟就能完成检测,为客户节省了人工、时间、设备等成本,也让这类产品的智能化升级成为可能。”李咏谙说。
成少数在领域内有核心技术的硬科技企业
眼下,产品虽然通过客户的样机测试,但李咏谙心中还压着一块“石头”——目前,分析仪的探头仍没有达到全场景应用需要具备的性能。为了攻克这一难关,公司研发团队仍在不断通过材料提纯、改进生产加工工艺等途径,完善探头性能,让探测器捕捉的信号更精准,更好地进行材料成分分析。
突破技术垄断,将成分分析仪器搬上生产线并不是一件容易的事。“首先,我们需要解决使用条件的限制,从实验室真空条件使用转变为在空气中就可以使用;其次,要突破X射线和半导体探测器的技术垄断,实现国产化。”山东大学(威海)空间科学与物理学院副教授、威海栖桐科技发展有限公司科技副总刘晨介绍。
为加强科技攻关,栖桐科技通过与山东大学(威海)产学研合作的方式,引进高校科研人员加入公司研发团队,目前已形成2位副教授、5位博士、7位硕士研究生的研发团队,开始了在线矿石成分分析系统的研究,使栖桐科技成为国内为数不多在中、高端传感器领域都拥有自主核心技术的硬科技企业。
目前,该产品可以直接用于矿石加工产线,实现了矿石分选、加工环节中无人值守与智能化联控,并且由于核心部件的国产化率达到80%,性价比优势明显。预计今年年底将全部突破国外技术壁垒,并可实现市场化销售。同时,该产品已通过客户测试,让栖桐科技成为全球范围内为数不多的Si-PIN(硅光电)探测器供应商。
主营在线X荧光成分分析设备及系统,核心产品Si-PIN探测器打破了美国AMPTEK公司近50年技术垄断,该项技术可以广泛应用在生命科学、航空航天、医疗、生物制药、新材料、冶炼加工等诸多领域。公司已向包括中国电信、中国联通、中国科学院计算所、华大农业、重庆大学、山东省农科院、广东省气象局等百余家企事业单位提供软硬件结合的智能化定制化解决方案。与山东大学、哈尔滨理工大学、中国科学院深圳先进技术研究院等高校院所在物质成分检测、电化学材料等专业方向开展深入的产学研战略合作,成立了山东省博士后创新实践基地、应用型研究生工作站,吸引、培养优秀的科研技术人员。
一路创新成绩斐然助力科技强国
在2023年10月28日举办的第二届全国博士后创新创业大赛总决赛中,栖桐科技凭借荧光成分分析设备项目荣获“新一代信息技术”赛道金奖;栖桐科技博士后创新实践基地也在2023年的山东省评优中成绩斐然。
公司成立以来,先后获得威海市第二届青年创新创业大赛第一名、第六届威海市十佳创业之星、齐鲁创新榜十佳创业之星创业成就奖、山东省中小微企业创新竞技行动科创之星等奖项,成为国家技术转移东部中心的入库企业。
栖桐科技专注技术创新的背后,是相关部门的“硬核”支撑。李咏谙表示,他们因业务拓展需要来到威海双创人孵化园后,受益于市政府各个部门尤其是科技部门的扶持政策,从而能够心无旁骛搞科研,在科技创新工作中取得了一些成绩,不断加快物质成分分析仪的国产化进度,目前正着力进一步拓展市场。在推进过程中,期待能够在各方有力支持下对接投融资平台,进而让企业驶入发展快速路。
未来,栖桐科技将继续依托产学研模式形成的人才优势与科研优势,不断提升自身科研硬实力及服务软实力,持续研发出传感器领域被西方技术垄断的国产替代产品,致力于帮助企业解决在智能化生产、制造过程中因核心技术导致的进口依赖,推动相关产业转型升级。帮助更多客户降低数字化转型成本、增产增效、节能减排、实现绿色智能化生产,为碳达峰、碳中和提供技术储备,助力科技强国。