温湿度传感器产品在消费电子领域端的应用是处处开花结果，市场需求不断攀升，疫情之下又遇到缺芯潮，这让众多缺芯企业一筹莫展，如何应对当前缺芯状况，一些企业对国内的产品跃跃欲试，不少企业持保守态度，所以在这缺芯之际很有必要跟大家讲讲国内温湿度传感器芯片技术是哪种程度？能否大胆的实现国产替代呢？

来自中科银河芯CEO郭桂良带来的专业解析：
科普一下温湿度传感器芯片发展历程：
最初，温湿度传感器最初的产品形态是运用热敏电阻+湿敏电容组合的方式来实现对温湿度的测量；热敏电阻的测温原理是阻值随着温度变化而改变，再通过恒流源得到一个随温度变化的电压，对这个电压处理从而得到相应的温度值。湿敏电容上覆盖着一层高分子材料薄膜，这层膜会随着环境湿度的变化而影响湿敏电容的电容值，利用这种特性来完成了早期湿度传感器对环境相对湿度的测量。这种方式是利用分散器件，采用板级实现，他们的组合并不属于芯片。

其次，经过技术积累逐渐开发出集成式湿度传感器的产品，采用分立式湿敏电容+ASIC PN结测温，是通过封装实现的集成，产品内部包含相对湿度传感器、温度传感器、放大器、14位A/D转换器、校准存储器（E2PROM）、易失存储器（RAM）、状态寄存器、循环冗余校验码（CRC）寄存器、二线串行接口、控制单元、加热器及低电压检测电路。其测量原理是首先利用两只传感器分别产生相对湿度、温度的信号，然后经过放大，分别送至A/D转换器进行模/数转换、校准和纠错，最后通过二线串行接口将相对湿度及温度的数据送至μC，这类产品的外部特征是产品开孔一般都不在中间，目前国内的部分产品其实就是双芯片通过封装集成为一个器件。

目前，产业升级大幅提高了对芯片功耗、性能、尺寸的要求，随着智能传感器技术对产品小型化集成化的需求提升，创新性的在硅基CMOS晶圆上集成高灵敏度MEMS湿敏元件，把温度补偿和标定数据都集成在一个电路里。通过I2C接口输出16位数字信息，用户在使用时只需将其跟单片机通讯即可直接采集到数据。从而可以减少多芯片信号传输的干扰，降低芯片体积，提高封装可靠性。有两个供用户选择的I2C地址，可两颗同时使用，便于和其他芯片建立智能联动组合。就现在而言，这当属国内温湿度芯片的最新技术。

温湿度传感器发展从分散器件到单芯片集成历经十多年的时间，最早实现单芯片集成的是瑞士的盛思锐，国内仅有几家企业在此领域深度研发投入，北京中科银河芯就是其中一家，在环境传感器芯片领域多年的技术积累及创新技术突破，温湿度传感器芯片赶超国际水平，填补国内空白。早在2018年底就研发出了温湿度传感器芯片，产品从研发设计、流片、封装、测试、标定等每个环节都经过严格把控，才制作出性能优质、品控一流的高性价比产品。

下面再让我们从产品的性能参数来做具体对比分析：




显而易见，通过上述的技术参数我们可以看到国内温湿度传感器芯片最小的封装尺寸可以做到2.0*2.0*0.75毫米，通过I2C接口提供16位高精度数字温度、湿度输出，具备硬件报警、地址可选、转换速度可选功能。极低功耗其静态电流仅150nA，宽接口电压仅为1.62V-5.5V，典型温度精度±0.3℃，典型湿度精度±3%RH，湿度测量范围0-100%RH，温度测量范围-45℃~+130℃，16位分辨率下最快温度转换速度2.5ms，最快通讯速度可达1MHz。这个性能的产品完全可以实现国产替代与国际产品媲美，所以说国产温湿度产品替代，我们已经充分准备好了。

为客户提供稳定可靠，高性价比的传感器产品一直以来是中科银河芯的目标，唯有高品质的产品才能真正得到市场的认可。银河芯将继续在环境传感器芯片领域加大研发力度、扩充产能，尽快缩小我国传感器芯片与国际先进水平的差距，从而全面实现国产替代，逐步缓解当前温湿度芯片的缺芯潮。