傳感新品
【南方科技大學:研發基于離電傳感器,應用指尖脈搏測試動脈硬化】
動脈硬化是一種常見的、危害性極大的慢性心血管疾病,是引起中風與心肌梗塞的重要因素。在臨床上,通常可以通過對脈搏波傳導速度(PWV)的測試來對動脈硬化進行評估與診斷。這種方式一般需要在動脈的兩個不同位置進行脈搏檢測,通過計算兩個位置脈搏的路程差與時間差得到PWV。然而,這種檢測方法依賴于昂貴且體積龐大的檢測設備,難以適用于動脈硬化的日常監測。此外,目前基于光電容積法的脈搏檢測方法易于受到運動與自然光的干擾。因此,開發一種非侵入式的,并對動脈硬化進行連續準確監測的可穿戴設備,可以為心血管疾病的預防與治療提供一種有效的解決方案。
近日,南方科技大學的郭傳飛課題組與南方科技大學醫院、深圳技術大學等單位合作,研發了一種基于指尖單點脈搏檢測的動脈硬化診斷系統。研究者用高精度的3D打印技術制造了一種可線性響應的離子凝膠微結構,并將其用于離電型壓力傳感器。該微結構,采用摩方精密 2 μm精度的nanoArch S130 打印的模具經PDMS翻模澆注離子凝膠制備而成,模具中的凹槽長度大約150μm,類花生殼柱體高度約100μm左右,最大直徑60μm左右。這種結構可以實現傳感器0~150 kPa范圍內的線性壓力-電容響應,因此避免了不同預壓力下器件傳感性能的差異,保證了脈搏檢測的穩定性與可靠性。此外,該傳感器也有著較高的靈敏度(1.2 kPa-1)與壓力分辨率(<1Pa),滿足指尖處微弱的脈搏檢測需求。相比于腕部脈搏測試,指尖脈搏測試中指腹處皮膚無自主運動,有效抑制了運動偽影,在測試者正常活動下實現了長達5小時的連續穩定脈搏監測。這種指尖脈搏波可以通過Hiroshi法計算出心臟-指尖脈搏波傳導速度(hfPWV)。
研究者通過線性擬合,發現hfPWV與臨床應用的臂踝脈搏波速度有著很強的相關性(r=0.857),因此可以進一步結合年齡實現對測試者動脈硬化狀況的評估與診斷。基于hfPWV的動脈硬化診斷模型,在對不同程度心血管疾病就診患者的檢測中達到了近90%的準確率,體現了這一方法優異的可靠性與普適性,從而為動脈硬化的連續監測與評估提供了一種低成本的策略。
圖1. 單點法脈搏波傳導速度測試的機理。(a)hfPWV測試機理示意圖。(b)典型的指尖脈搏波與相應的加速脈搏波。(c)傳統兩點法baPWV測試的機理。
圖2. 高性能離電傳感器的工作原理與性能。(a)具有線性響應的微結構、凸起-平面結構、半球結構在壓力下的變形行為與應力分布的力學模擬。(b)三種結構在壓力下接觸面積變化的力學模擬。(c)具有線性響應的微結構的表面形貌圖。(d)離電傳感器電容隨壓力的變化。(e)不同預壓力下傳感器對小壓力的分辨率。(f)響應時間。(g)傳感器在20 kPa壓力下10000次循環測試性能。
圖3. 離電傳感器對指尖脈搏的檢測性能。(a)手腕關節運動過程中橈動脈脈搏的記錄。(b)手指彎曲過程中指尖脈搏的記錄。(c)自然狀態下傳感器對測試者1個小時的脈搏記錄。(d)一位25歲男性測試者在不同預壓力下脈搏主波(沖擊波)的強度。(e)傳感器對不同年齡健康測試者典型脈搏的記錄。(f)測試者潮波高度隨年齡的變化。
圖4. 通過指尖脈搏波測試實現hfPWV的獲取。(a)hfPWV隨年齡的變化趨勢。(b)hfPWV與心臟-指尖脈搏波傳導時間(hfPTT)在運動前后發生的變化。(c)對一位25歲測試者進行5小時連續脈搏監測過程中hfPWV與hfPTT的變化趨勢。(d)3位年齡近似(50歲左右),動脈硬化狀況不同(從左到右逐漸嚴重)的測試者的脈搏波與加速脈搏波(APW)。(e)通過計算得到的(d)圖中3位測試者的hfPWV。
圖5. hfPWV在動脈硬化評估診斷中的應用。(a)動脈硬化的4種不同程度,從i到iv逐漸嚴重。(b)通過baPWV與年齡劃分的41位測試者的動脈硬化程度。(c)hfPWV與baPWV的線性擬合。將hfPWV線性轉換為baPWV’后,對41位測試者baPWV與baPWV’的一致性評價。(e)41位測試者baPWV與hfPWV的偏差。(f)從基于baPWV對動脈硬化評價標準到基于hfPWV的評價標準的轉換流程。(g)基于hfPWV標準的41位測試者的動脈硬化程度。(h)采用hfPWV標準后對9位新測試者的動脈硬化程度的評判。(i)采用baPWV與hfPWV標準下對9位新測試者動脈硬化程度評估的比較。
傳感動態
【這城市全要素招商為傳感器產業補鏈】
9月6日,國家信息通信國際創新園服務中心(CIIIC)、北京智芯傳感科技有限公司簽署合作協議,智芯傳感項目落戶濟南高新區“一錘定音”。同日,濟南高新區行政審批部門開辟“綠色通道”,智芯傳感山東總部——山東智芯傳感科技有限公司順利完成注冊。智芯傳感是一家從事傳感器芯片研發、生產及應用的企業。該企業的落地,意味著我市ICT(信息通信技術)產業傳感器領域的強鏈補鏈完成一次漂亮進擊,同時也是他們開啟“4.0招商”路徑的一個成功案例。
“4.0招商”即全要素招商,從企業發展所需的資金、市場、技術、人才等要素全方位切入,真正實現與企業的同頻共振。進入2023年,不少城市在探索適合新經濟形勢的招商模式,“4.0招商”這一“打法”,為產業集聚開出一劑新“藥方”。
打造高端平臺 培育“五星級”生態
招引智芯傳感,濟南拿出滿滿誠意。智芯傳感為什么值得?
智芯傳感成立于2018年,以北京大學MEMS研發團隊為技術依托,2019年至2020年建設兩條自動化生產線,分別具備年產量100萬顆、1000萬顆生產能力。2021年,該公司成立新生產基地,啟動高精度電子雷管項目,完成A輪融資。2022年,生產基地投產,年產量3000萬顆,并完成A+輪融資。該公司還是MEMS傳感器標準制定者。9月1日,我國3項MEMS傳感器標準開始實施,其中兩項標準由智芯傳感研發團隊主導制定。
“智芯傳感是一家技術前沿型企業,實力比較綜合,MEMS芯片設計、制造和MEMS傳感器產品都有,而且掌握關鍵技術。”作為一名“老招商”,CIIIC招商部負責人對智芯傳感充滿期待。
當前,數字經濟將傳統產業與人工智能、云、區塊鏈等技術融合,ICT作為數字經濟戰略的重要一環,行業迎來新一輪風口機遇。自2006年科技部、信息產業部、商務部與山東省共建的CIIIC在濟南高新區設立以來,基于信息通信產業20余年的發展,濟南ICT產業有著良好的產業基礎。即便如此,想招引優質企業,也并非易事,一方面面臨招商成本高的壓力;另一方面,企業研發的新款芯片很多需要到外地進行測試、流片。
向智芯傳感拋出“橄欖枝”之前,濟南先下了一步大棋。
濟南選擇在高新區率先部署技術平臺。山東省創發院封測產線、山東微納制造公共服務平臺的建設,讓智芯傳感創始人團隊在短時間內下定決心進軍山東。山東省創發院封測產線能提供從芯片測試到產品封測的一站式服務,讓產品生產周期可控;山東微納制造公共服務平臺可實現MEMS芯片生產全過程服務。有了這兩個平臺,智芯傳感可以在濟南“一站式”完成流片、封裝、測試,從此不必跨地區全國范圍尋找合作單位。
全要素服務 全方位契合企業需求
2023年,各地掀起“拼經濟”熱潮,招商引資按下快進鍵,搶項目、爭人才、砸資金……城市爭奪戰呈現白熱化。聚焦MEMS傳感器產業,濟南摒棄傳統招商思路,換了一種“打法”。
針對智芯傳感,CIIIC圍繞資金、市場、技術、人才“四要素”為企業量身定制招商策略。
資金方面,CIIIC積極協調濟南高新區國有投融資平臺入股北京智芯,相關資金返投注資山東智芯,賦能本地產業發展。市場方面,由CIIIC牽線搭橋,智芯傳感借助山東工研院產業化企業舜芯工研的市場資源,成功對接省內著名醫療器械企業,該企業對智芯傳感顱內壓傳感器進行半年多的測試,現已準備批量進貨,取代進口產品。未來,園區還將幫助山東智芯與省內家電企業、信息技術企業、汽車制造企業建立合作關系,開拓山東市場。技術方面,山東省創發院封測產線、山東微納制造公共服務平臺將作為山東智芯的技術支撐,不僅滿足其研發生產需求,更為本地產業鏈企業服務,推動產業發展和創新。人才方面,舜芯工研現有人才團隊將支撐山東智芯的業務開展,未來,CIIIC還將聯合山東大學微電子學院為其開展人才定制培養。
優良的營商環境也是企業“心動”的原因。9月6日的簽約活動,智芯傳感創始人團隊非常重視,特地從北京趕來濟南。在他們看來,濟南高新區產業環境優異,產投、孵化、服務、配套齊全,招商團隊高效專業,項目得以順利落地。談及未來規劃,團隊滿懷期待,“從小的方面講,我們要把山東智芯運營好,同時發揮好MEMS平臺的作用;從大的方面講,山東智芯將擔當產業引領作用,為濟南傳感器產業集聚式發展添磚加瓦。”
簽約座談期間,工作人員將新鮮出爐的營業執照送抵會場,為參會各方送上驚喜。“沒想到,營業執照這么快就拿到手了!審批效率太高了!”山東智芯總經理趙旭欣喜地表示,山東智芯要把市場開拓作為重心,爭取3年實現營收達到全國行業頭部序列。
以商引商擴陣容 加速形成產業集聚
今年以來,CIIIC錨定“全面構建全國一流信息通信產業體系”總目標,產業招商可圈可點。
招商賽道更聚焦。結合濟南產業優勢和市場需求,CIIIC將招商力量聚焦在集成電路、機器人與智能制造、網絡安全三大重點產業方向。在集成電路產業發展方面,又進一步將產業重點聚焦在行業應用非常廣泛的傳感器芯片研發制造領域。
招商模式更精準。當前,全市最新成立的3個集成電路產業集聚區中的兩個位于濟南高新區,基于集成電路產業集聚區的現有產業優勢,依托ICT產業孵化基地,CIIIC改變過去免房租、給資金等粗放型的招商思路,圍繞企業發展所需的資金、市場、技術、人才等要素搭建全生命周期的“4.0”賦能服務體系,通過投融資平臺對優質項目注資,既不必占用財政資金,還為本地投融資平臺對接目標客戶,實現多贏。
招商效率更高效。截至目前,CIIIC先后招引江蘇亞銀、壹典工業設計研究院、新晟環境、嘉會含弘、天然信息、芯辰工業自動化、捷信安全、博科思拓信息安全等一批產業鏈、供應鏈上下游企業。同時,充分利用本地企業的信息渠道推動以商招商,累計收集重點項目信息10余個,順利對接深圳十灃科技、米格實驗室、圖知科技、雷科智途、北京繹云科技等一批全國范圍內行業領先科技先進的優質企業,實現資源本地轉換最大化。依托壹典工業設計研究院資源,借力打通上海、深圳等城市的招商渠道,謀劃打造工業設計產業園,加快工業設計領域的企業集聚發展。
即將到來的2023中德(歐)中小企業交流合作大會期間,濟南高新區高端研發平臺——北理工前沿院將承辦國際智能傳感器與物聯網發展圓桌會議,屆時,國內傳感器領域專家學者、企業代表將云集濟南。CIIIC已提前和北理工前沿院對接,正借助前沿院的渠道和資源進行以商招商。
招引智芯傳感是我市“4.0招商”模式的一次成功實踐。這一模式在招商定位上聚焦實體經濟,摸準企業發展“脈搏”,充分發揮現有融資平臺和技術平臺優勢,有效降低招商成本、提高招商效率。未來,CIIIC將充分發揮產業集聚區作用,繼續優化、復制這一招商模式,主動承接京津地區產業轉移,爭取早日推動我市實現傳感器產業集聚式發展。
【消息稱富士康擬聯手意法半導體在印建設芯片工廠】
9 月 10 日消息,據彭博社報道,在取消與 Vedanta 的合資企業后,富士康科技集團正在與意法半導體公司洽談,提交聯合申請,在印度建立一座 40 納米的半導體工廠。
富士康主要以為蘋果產品提供組裝服務而聞名,已經在印度有了相當大的業務規模,擁有位于卡納塔克邦和泰米爾納德邦的工廠,生產 iPhone 和其他蘋果配件。
雖然富士康從未建立過半導體制造工廠,但它對在印度建立半導體工廠表現出了強烈的興趣。去年,該公司與印度礦業巨頭 Vedanta 簽署了一項價值 195 億美元(IT之家備注:當前約 1433.25 億元人民幣)的芯片設施合作協議。但今年 7 月富士康退出了該合資企業,稱將自行在印度建立芯片工廠。
周三,富士康董事長兼首席執行官劉揚偉表示,印度有望成為世界上新的制造中心,供應商生態系統可能比中國發展得更快。
印度正試圖提高該國的芯片產量,以減少對昂貴進口產品的依賴和對中國的依賴。印度總理莫迪承諾撥款 100 億美元吸引芯片制造商,并承諾政府將承擔建立半導體工廠一半的成本,這促使美國存儲芯片公司美光科技公司宣布在莫迪的家鄉古吉拉特邦建立一座 27.5 億美元的組裝和測試工廠。
【投資50億元,華工科技光電子信息產業研創園簽約布局武漢新城】
9月8日,武漢新城中軸線十大重大項目之一,總投資50億元的華工科技光電子信息產業研創園項目簽約儀式在光谷舉行。項目擬建設華工科技、華工正源“雙總部”,以及華工科技中央研究院、中試研發場地等。
華工科技光電子信息產業研創園主要圍繞硅光模塊、下一代光模塊、車載超級網關和移動式儲能等產品開展研發生產,規劃面積約110畝。華工科技黨委書記、董事長馬新強表示,華工科技生于光谷、快速成長于此,將以光電子信息產業研創園建設為突破口,充分發揮自身科技創新和生態整合優勢,帶動更多中高端人才等資源要素集聚光谷,為加快邁向“世界光谷”作出新貢獻。
據悉,華工科技聚焦激光技術、電子信息技術、傳感器技術的創新和發展,與光谷發展一路同行,是光谷本土成長起來的光電子信息產業鏈龍頭企業,現有員工7300人,其中研發團隊近2000人。
今年5月,華工科技中央研究院進入實體化運營,目標打造國內光電子信息產業的重要創新策源地、高素質人才集聚平臺、創新資源集聚平臺,帶動光谷相關上下游產業鏈規模增長超千億元。
東湖高新區相關負責人表示,光谷正以武漢新城建設為引領矢志不渝打造“世界光谷”,突破性發展光電子信息優勢產業,將持續打造良好創新創業生態,舉全區之力服務華工科技等領軍企業做大做強。
【2024年AI芯片市場規模達670億美元,微美全息加碼研發AI高效解決方案】
通用大模型的空前突破,攪動了人工智能(AI)的一池春水。東方證券認為,AI大模型帶來的芯片算力升級需求,數據中心產業鏈將持續受益,AI應用的用戶體驗也將持續改善。
據市調機構Gartner稱,用于執行人工智能(AI)工作負載的芯片市場正以每年20%以上的速度增長。
機構預計,2023年AI芯片市場規模將達到534億美元,比2022年增長20.9%,2024年將增長25.6%,達到671億美元。到2027年,AI芯片營收預計將是2023年市場規模的兩倍以上,達到1194億美元。Gartner分析師指出,未來大規模部署定制AI芯片將取代當前占主導地位的芯片架構(離散GPU),以適應各種基于AI的工作負載,特別是那些基于生成式AI技術的工作負載。
AI芯片需求持續火爆
AI芯片,也被稱為AI加速器或計算卡,是專門用于處理AI相關計算任務的芯片。它們是構筑算力的重要基石。在大模型建設正酣的同時,大模型算力需求將進一步驅動AI芯片的研發,與健康、教育、交通等其他領域的交叉融合也逐漸加深。
ChatGPT 這樣的生成式人工智能工具在運行時,需要處理大量數據,這些數據必須從內存芯片中檢索并發送到處理單元進行計算。面對大模型突破性發展帶來的對AI芯片的井噴式需求,科技巨頭公司和新興企業爭先涌入大模型的競爭賽道,新一輪的AI芯片競爭正在浮出水面。
上個月,AI芯片之王英偉達(NVDA.US)Q2凈利猛增422%,表明AI芯片需求持續火爆,英偉達CEO黃仁勛表示,“一個新的計算時代已經開始。全球各地的公司正在從通用計算向加速計算和生成式人工智能轉型。本季度,主要云服務提供商宣布推出大規模NVIDIAH100AI基礎設施,將NVIDIAAI引入各個行業,生成式人工智能的競賽已經開始。”
從數據上看,以目前較為主流的英偉達A100 GPU為例,大模型的單次訓練要求至少百卡、千卡規模。依據當前市場價格,建設1000卡GPU規模的算力集群成本可達2億元。
【中國臺灣駐美代表:中國臺灣仍將是芯片不可替代來源】
據彭博社報道,中國臺灣的駐美代表表示,盡管美國希望減輕對半導體合作伙伴的依賴,但中國臺灣仍將是世界上最先進微芯片的“不可或缺和不可替代”的來源。
該代表稱,我們仍然認為中國臺灣是不可或缺和不可替代的。中國臺灣花了幾十年的時間建立了一個生態系統,為極具競爭力的半導體芯片生產創造了環境。“到目前為止,我們沒有看到任何人取代中國臺灣多年來建立的產能。”她說。
臺積電已承諾在亞利桑那州建造一座價值120億美元的工廠,目標是到2024年底在美國本土生產高端半導體。但由于成本過高和缺乏熟悉的勞動力,這一量產時程被推遲到2025年。
該代表表示,臺積電在美國建設芯片生產設施的舉動是“進一步鞏固安全穩定供應鏈的重要努力”。
報道稱,中國臺灣一直尋求維持與美國的牢固關系,同時確保其作為全球頂級芯片制造地區的地位不受挑戰。
審核編輯 黃宇
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