中科院微电子所:研发电子皮肤传感器不仅能敏锐感受压力,还知道摩擦力大小

电子说

1.3w人已加入

描述

传感新品

【中科院微电子所:研发电子皮肤传感器不仅能敏锐感受压力,还知道摩擦力大小】

近日,中国科学院上海高等研究院研究员曾祥琼领衔的团队,在基于碳材料的3D打印柔性触觉传感器件的研究中取得重要进展。这项工作为可穿戴式传感提供了新途径,为电子皮肤的发展提供了新思路。

微电子

电子皮肤是通过电学信号的集成与反馈来模拟人体皮肤感受外界刺激(压力、温度、湿度)的新型电子器件。在过去几十年中,电子皮肤因在智能机器人、健康监测、可穿戴设备和人机交互方面具有广阔的应用前景而备受全球瞩目。在电子皮肤的各种感知功能中,触觉感知功能尤为重要。

在此背景下,研究团队通过模拟人体皮肤的结构和传感机制,创造性地将聚二甲基硅氧烷(PDMS)微球与石墨烯相结合,设计了一种具有指纹微结构的新型多功能电子皮肤;提出了一种石墨烯-PDMS微球油墨3D打印制备柔性传感器的方法。

传感性能研究发现,所构建的电子皮肤传感器不仅对压力具有灵敏响应,而且能有效反馈摩擦力的大小;利用传感器这一特性可以区分出具有不同微米级粗糙度的表面,从而实现对物体表面的微观形貌、硬度等信息的有效区分和识别。通过风载实验,进一步验证了所构建的石墨烯-PDMS微球触觉传感器对气体等流体也具有有效的响应。这表明所构建的石墨烯-PDMS微球触觉传感器不仅可以用于对不同粗糙度表面的检测,而且还可用于气流监测、声音检测等。

传感动态

【高性能MEMS惯性传感器“隐形冠军”芯动联科今日登陆科创板】

6月30日,芯动联科正式登陆科创板。此次,芯动联科本次公开发行5521万股,占发行后总股本的比例为13.8%。发行价格为26.74元/股,对应市盈率99.96倍。

公开资料显示,芯动联科是一家集高性能MEMS惯性传感器研发、测试、销售为一体的高新技术企业。作为该领域的“隐形冠军”,公司是国内少数可以稳定量产高性能惯性传感器的高科技半导体公司。

十年专注“高精尖”

MEMS惯性传感器在全球传感器市场中占据着重要的地位。根据Yole Developpement 统计,2021年,MEMS惯性传感器市场规模合计35.09亿美元,占全球MEMS产品市场25.81%,是MEMS传感器中市场销量占比最高的品类,超过压力传感器、声学传感器和光学传感器等。

其中,惯性传感器的研发难度较高,技术积淀要求高,存在较强的技术壁垒。以MEMS陀螺仪举例,其产品从研发到量产需经历近十年时间。按产品技术性能和应用领域来划分,MEMS陀螺仪产品性能可分为战略级、导航级、战术级及消费级产品。目前,芯动联科公司产品已覆盖到导航级和战术级产品,其主要竞品为国际知名传感器厂商Honeywell、SiliconSensing的高性能MEMS惯性传感器产品。

芯动联科2012年成立以来,始终专注MEMS惯性传感器的技术研发、升级与迭代。目前,公司硕、博以上的人员占比达到31%,研发人员占比达到50%。从2015年到2019年,公司先后完成三代高性能MEMS陀螺仪的研发和量产,并于2021年入选工信部第三批专精特新小巨人企业。

2020年至2022年,公司实现营业收入分别为10858.45万元、16609.31万元和22685.60万元,年复合增长超过44%。在此期间,公司研发费用投入为2602万元、4051万元和5575万元,研发费用占营业收入比例高达23.96%、24.39%和24.57%,保持持续增长。

下游市场潜力较大

有投资机构分析指出,由于MEMS陀螺仪性价比高、体积小、抗冲击能力强、易于批量生产列装等特点,更加适合5G通信、工业4.0、商业航天、自动驾驶等新领域的应用,高端MEMS传感器具有广阔的市场空间。

据统计,在高端工业领域中,2021年全球MEMS产品的市场规模为22.34亿美元;在无人系统领域中,2021年全球MEMS产品的市场规模已达到40.26亿美元。从全球竞争格局的角度看,少数巨头企业占据了全球MEMS 行业的主导地位,2021年前十大MEMS厂商市场占比达到了57.94%,市场集中度较高。

目前,芯动联科MEMS产品性能指标处于世界先进水平,可达到部分光纤陀螺仪级激光陀螺仪精度水平,同时具备小型化、高集成、低成本优势,市场竞争力强。公司营收规模正处于快速增长阶段,未来有望参与国际市场竞争,并逐步实现高性能惯性传感器国产替代。

近年来,芯动联科高性能MEMS陀螺仪凭借良好性能及高性价比,在部分下游应用领域逐步替代光纤陀螺仪和激光陀螺仪。这意味着,在传统“两光陀螺”的应用场景中,MEMS惯性传感器不仅可以起到功能替代的作用,还能进一步促进产品应用微型化、易用化,降低产品实际成本。

此外,在无人驾驶领域,公司基于高性能、高可靠领域积累的MEMS惯性器件技术向车载高精度定位领域切入,与同行相比具备核心惯性器件自研优势,公司已与知名智能汽车厂商合作。长期来看,公司在车载IMU领域有望实现快速成长,有望构筑新的业绩增长曲线。

夯实技术“护城河”

据悉,芯动联科上市募集资金主要用于高性能及工业级MEMS陀螺仪、MEMS加速度计、高精度MEMS压力传感器开发及产业化项目、MEMS器件封装测试基地建设项目等。

从募投项目来看,公司继续在MEMS惯性传感器方向建立更具深度的技术护城河。公司拟在现有产品基础上,继续加大工业级及高性能陀螺仪、加速度计产品的研发,继续提高产品的精度和环境适应能力,满足客户在复杂工作条件下精确测量需求。同时,公司将继续开发小体积、低成本的系列产品,为客户提供更丰富的惯性传感器产品组合,进一步提升核心竞争力和市场影响力。

在新市场方向上,公司将目光瞄向高性能谐振式MEMS压力传感器市场。在该领域,其传感器工作原理以及基础技术与惯性传感器一致。公司将在惯性传感器的研发基础之上,开发高精度“谐振式”MEMS压力传感器。

值得注意的是,高性能MEMS压力传感器可广泛应用于航空电子、仪器仪表、工业制造、气象探测、高铁车辆控制等领域。目前,国内高性能MEMS压力传感器产品仍处于市场开发初期,未来具有广阔的增长潜力。公司表示,期待高性能MEMS传感器在更多领域发挥作用,成为工业智能化的重要组成部分,为中国制造业升级和发展注入新的动力。

【中山大学研制出超高灵敏度光学超声传感器阵列】

近日,中山大学电子与信息工程学院(微电子学院)教授李朝晖和副教授沈乐成率领的研究团队基于硫系微纳加工平台,成功研制出了包含15个微腔的超高灵敏度光学超声传感器阵列,并融合新型通信算法数字光频梳技术,开展基于硫系片上阵列器件结构的并行信号解调及光声计算成像相关研究。

近年来,李朝晖/沈乐成团队一直致力于搭建面向硫系微纳器件的制备平台,并依此开展多物理场的传感与成像应用研究。

在算法研究方面,他们提出了基于先进光信息处理算法的数字光频梳技术,具有高效、大带宽以及多维解调等优势,并结合光学微腔实现双共振模式下的超声信号解调;在技术创新方面研发了具有高调制效率的非悬浮硫系声光调制器;在成像应用与调控方面开展了面向生物医疗的高通量全息成像和高速光场调控。这些研究成果表明先进光信息处理技术与新型硫系材料器件的结合在生物成像、医疗传感等方面具有巨大的潜力和前景。

基于上述积累,该团队近日研制出包含15个微腔的超高灵敏度光学超声传感器阵列。该微环传感器阵列具有高灵敏度、大带宽和小尺寸等优点,其中单个微环传感器具有175 MHz(-6 dB)的检测带宽和2.2?mPaHz?1/2的噪声等效压力,性能指标领先。基于可调的数字光频梳技术,研究团队还研发了一套可与微环传感器阵列相匹配的高性能并行信号检测方案,对高速动态粒子、静态叶脉和活体斑马鱼等展示了光声计算成像结果。

【创造中国标准!速腾聚创牵头成立首个车载MEMS标准化工作组】

近日,“2023 MEMS标准化与产业发展青年论坛暨车载MEMS标准化工作组成立大会”圆满落幕。会上,由RoboSense速腾聚创牵头,全国微机电技术标准化技术委员会(SAC/TC 336)车载MEMS标准化工作组正式成立。这是全国首个专注车载MEMS领域的标准化工作组。

RoboSense速腾聚创创始人兼CEO邱纯鑫博士在大会开幕式上致辞。他表示,在全球汽车产业智能化浪潮下,MEMS传感器在车载领域呈现出强劲的发展势头,赋能更安全、更智能的驾乘体验。作为中国车载MEMS技术领域的领先代表,RoboSense速腾聚创热切盼望MEMS产业上下游企业加强对话与合作,共同推动产业链的协同发展,通过制定“中国标准”,为产业健康发展夯实基础,打造中国车载MEMS产业的全球竞争力。

深圳市市场监督管理局标准处史诗祯处长、全国微机电技术标准化技术委员会(SAC/TC 336)秘书长李根梓博士,深圳市智能传感行业协会、北京大学微电子研究院、太原理工大学、中国科学院微电子研究所的多位专家,来自比亚迪、长城汽车、广汽集团、毫末智行、上汽集团、一汽集团等汽车产业上下游知名企业的行业专家,以及安培龙科技、晨晶电子、立腾创新、灵科传感、美思先端、赛莱克斯、信为科技、知微传感、智芯微电子、中车时代传感、中芯绍兴等MEMS产业伙伴企业领导共同出席大会。

【华为官宣2024年推出5.5G商用设备 ICT行业即将迈入5.5G时代】

“全球5G商用4年来,正持续引领价值创造,而5.5G是必然之路。”6月28日,2023上海世界移动通信大会(MWC上海)开幕,华为副董事长、轮值董事长、CFO孟晚舟在主题演讲中表示。6月29日,华为董事、ICT产品与解决方案总裁杨超斌在本届大会的Advanced论坛上宣布,2024年,华为将推出面向商用的5.5G全套网络设备。这标志着ICT行业即将迈入5.5G时代。

在业内人士看来,华为“出马”,意味着从5G到5.5G,中国在通信领域将再一次“一马当先”,在最先进领域率先实现落地,并有望引领行业应用发展。

经过4年的高速发展,5G建设已经取得了丰硕的成果。目前全球已经有超过260张5G商用网络,超过12亿5G用户,1.15亿F5G千兆用户。

譬如,5G技术在消费领域的应用显著地拉动了三驾马车之一的消费。孟晚舟说,在消费者领域,5G、云、AI引发链式反应,让“买家”成为“卖家”。在行业领域,5G已成为生产力的一部分,对焦的速度正在加快,坚定的战略耐心、深入行业场景、围绕着投入产出的不断优化,使得5G在行业应用逐步站稳脚跟。

“5.5G是5G网络演进的必然之路。”孟晚舟说,5.5G网络下行万兆、上行千兆、千亿联接、内生智能的网络特征已经明确,从5G到5.5G,将更好地匹配人联、物联、感知、高端制造等场景,孵化出更多的商业新机会。

华为倡导的5.5G时代,是包含5.5G、F5.5G、Net5.5G等全面演进升级的端到端解决方案,5.5G时代一方面可以保护运营商的5G投资;另一方面将会带来10倍的网络性能提升。这不仅实现了下行万兆、上行千兆的峰值能力,以满足丰富多样的业务需求,同时还引入无源物联等全新技术以打开千亿物联新空间,开创新的产业愿景。

“5G只有成为生产线的一部分,才有可能实现行业的规模运营。”孟晚舟认为,5G技术在行业应用的成功,不仅仅在于单点技术的持续演进,更是基于场景和需求的系统工程:一是通过全局、跨域的系统性设计和创新,实现云、管、边、端的协同及软件优化;应对因千行百业场景不同,而带来的解决方案复杂性的挑战;二是通过管理变革,重构一个组织的人、事、物、理,以前瞻和开放的管理思路应对未来挑战。

“2024年,华为将会推出面向商用的5.5G全套网络设备,为5.5G的商用部署做好准备。”杨超斌表示,面向5.5G时代的技术和商业验证均已就绪,标准节奏明确,5.5G时代正蓄势待发。

作为端到端5.5G解决方案的行业倡导者,华为联合全行业积极探索5.5G各项关键技术能力的研发和验证。据悉,作为F5.5G超宽带网络时代、使能万兆体验的关键技术代表50G PON,未来将被广泛应用于家庭、园区和生产领域,华为已与全球30多家运营商完成了技术验证和应用试点。

除了5.5G在无线和光接入等领域的关键技术发展,5.5G核心网通过智能原生技术,不断实现能力增强和能力开放,将AI能力通过网络送达联接末端,从而使网络能够更好地服务于千行百业。Net5.5G提供万兆接入、超宽承载、AI网络微秒级时延的关键能力,打造新一代行业数字化网络底座,满足各行各业对高品质的网络接入,助力数字化转型。

【消息称台积电将加派数百名员工赴美,加速亚利桑那工厂建设】

6 月 29 日消息,据《日本经济新闻》报道,知情人士透露,台积电和其供应商计划从台湾地区加派数百名员工前往美国亚利桑那州,以加速当地工厂的工程进度。

亚利桑那工厂是台积电 20 多年来首次在美国设立的工厂,但因为劳工短缺等因素进度落后。台积电曾坦承,兴建成本超乎预期。

三名芯片业供应链的消息人士透露,台积电和供应商正和美国政府协商,由美方协助非移民签证办理,目标是最快在 7 月加派超过 500 名有经验的员工赴美,以加快无尘室设施、管线等设备的安装工程。

据悉,台积电其中一个主要目标是“促进工作效率提升,帮助弥补(工程延期)流失的时间”。消息人士表示:“美国在半导体生产设备方面,具备优秀第一手经验的劳工人数不够,很多人不熟悉芯片厂的规定,这导致许多工程延期。”

台积电原本希望亚利桑那工厂在 2024 年某个时间点开始量产,但最近已经决定推迟投产时间,以预备更多时间因应各种不确定挑战。虽然缺工和缺乏工程许可是工程落后的主要原因,但有分析师指出,台积电或许也有意放慢扩展脚步,因为半导体产业正在降温。

在台湾地区,台积电通常可以在 30 个月内让一座芯片厂投产,但在美国可能需要三年以上的时间,才能让工厂正式投产。

此前报道,台积电的亚利桑那工厂近日发生了多起安全事故,并通过演习方式掩盖危险气体泄漏、疏散员工等事件,外界由此对该工厂的安全产生质疑。

审核编辑 黄宇

打开APP阅读更多精彩内容
声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉

全部0条评论

快来发表一下你的评论吧 !

×
20
完善资料,
赚取积分