中科院微电子所：在纳米森林柔性湿度传感器及其应用研究方面取得新进展

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【中科院微电子所：在纳米森林柔性湿度传感器及其应用研究方面取得新进展】

目前，各种电气设备和系统，从照明开关到公共场所的电梯或银行提款机，其控制与操作一般采用触摸方式完成，然而，这种传统的接触传感和操控会不可避免地带来磨损和疲劳，更有甚者，在医院等特殊场合，传统接触式人机交互界面很容易成为细菌和病毒的滋生载体，极易造成医疗设施的污染进而成为细菌和病毒在用户之间传播的途径。

该研究利用常规微加工工艺成功制备了晶圆级的纳米森林柔性湿度传感器，该器件利用纳米森林超大比表面积和丰富的亲水基团为水分子提供了大量吸附位点；另外，纳米森林内不同尺度的毛细孔隙为不同湿度下的毛细凝聚提供了条件，而纳米森林的直立结构又为毛细凝聚液沿着纳米森林向着湿度梯度场中更低湿度方向的上下输运提供了通道，基于以上结构特点，该研究实现了更灵敏和更快速的湿度检测。

纳米森林柔性湿度传感器的制备

该研究提出了一种纳米森林柔性湿度传感器的制备策略。首先，在6英寸柔性基底上溅射金属铝并通过光刻工艺形成叉指电极；随后，旋涂并图案化PI光刻胶层；最后，采用O2等离子体轰击PI光刻胶层，在叉指电极上形成纳米森林作为传感器的湿敏材料。为了验证传感器的性能，同时制备了直接以PI光刻胶层为湿敏材料的柔性湿度传感器（PFHS）。

纳米森林柔性湿度传感器的性能

作者分别对传感器的传感性能、稳定性、重复性进行了测试。经测试，所制备的NFHS具有高灵敏度（8.84pF/%RH）和快速响应（5s）特点。NFHS还表现出优异的长期稳定性（90天）、优异的柔韧性、弯曲后仍能保持良好的机械稳定性。

纳米森林的湿度敏感原理

由于纳米森林具有大的表面积（物理结构）和大量用于吸附水分子的官能团（化学性质），当纳米森林暴露在不同湿度条件下时，NFHS可以通过化学吸附和物理吸附协同增效。此外，纳米森林具有大量数十纳米的毛细孔隙，根据开尔文方程，不同尺度的毛细孔隙在不同湿度条件下会发生毛细凝聚现象。由于纳米森林内部均匀分布有不同大小和不同形状的孔隙，因此在全湿度条件下都会发生毛细凝聚。此外，由于纳米森林是直立于衬底分布的，纳米森林表面的超亲水特性会引导毛细凝聚液转移到纳米森林上湿度更低的位置。比如，在加湿过程中，毛细凝聚液会沿着纳米森林向下输运至结构的底部，并在金属电极位置汇聚，使湿敏材料的有效介电常数进一步增加。

纳米森林柔性湿度传感器的非接触传感应用

利用所制备的湿度传感器，该项工作进一步实现了对小车定向运动的非接触手势控制。该工作创新性地基于湿度敏感机制实现非接触操控系统，建立了湿度与传感器响应之间的关系，实现了对环境或者人体皮肤表面小微湿度变化的准确检测。同时，团队也构建了柔性湿度传感器阵列，通过“隔空”多点检测以及划动手势识别，赋予不同滑动手势以不同的指挥命令，实现了非接触式人机操控系统。该系统有望广泛应用于不同场合，实现无接触零感染的隔空操控，提高人机交互的安全性。

综上所述，作者利用纳米森林作为湿度敏感材料，开发了一种高灵敏度、快速响应的柔性湿度传感器，并应用于人机交互界面的非接触操控。由于纳米森林具有大的比表面积（物理结构）和丰富的亲水官能团（化学性质），在物理和化学协同作用下产生了有效的电容变化。基于该传感器，作者实现了对其它物体的非接触式操控，表明该器件具有巨大应用潜力。

传感动态

【河南省将打造传感器千亿产业带】

微器件，大产业。智能传感，万物互联。智能传感器行业是“新基建”重点发展的七大领域之一，河南省委、省政府将传感器列入全省十大新兴产业重点培育，在国内有着一定的“江湖地位”。

目前河南正致力于打造世界传感器产业集群，重点建设智能传感器材料、智能传感器系统、智能传感器终端“三个百亿产业集群”，形成千亿产业带，实现智能传感器产业跨越式发展。

【基础】微器件大产业

河南智能传感器行业协会副秘书长刘永红说，传感器已应用到生活的方方面面——门禁系统、手机内光学传感器、电子秤等。

“智能传感器是指具有信息采集、处理、交换以及存储等多功能多元件集成电路。”刘永红说。打个比方，传感器感知模块类比人的眼睛、鼻子、皮肤等感官，负责收集信息，其中的芯片则是计算信息、输出信号。这样看来，传感器芯片更像是网络神经元。

郑州中科集成电路与系统应用研究院副院长冷永清介绍，传感器可以理解成电子化智能的触觉，帮助人来实现体感、压感、嗅觉、听觉、视觉等方面感知，把一些感知的信号转化成新的电子信号，实现传输、处理、储存、显示、记录、分析的功能。

“传感器作为物联网底层技术的三大支撑之一，结合了传输和计算，是与芯片、5G相互促进发展的核心战略性支撑产业。”中国（郑州）智能传感谷总经理刘鹏告诉大河报·豫视频记者。智能传感器是万物互联、万物智能的基础，也是助力信息技术产业创新发展的关键核心。

根据了解，智能传感器行业是“新基建”重点发展的七大领域之一，也是“中国制造2025”优先突破的十大领域，以及国家战略规划落地的关键基础。

【产业】河南有一定“江湖地位”

河南智能传感器行业在国内的“江湖地位”如何？今年3月举办的2023中国民营经济发展论坛上，北京上奇产业研究院联合中国民营经济研究会发布《民营经济驱动产业集群高质量发展研究暨2023中国百强产业集群》报告。其中，郑州智能传感器产业集群成功入选2023中国百强产业集群，位列河南第一。

刘永红说，郑州市已形成了涵盖气体、气象、农业、电力电网、环境监测、轨道交通等多门类传感器产业链。其中，汉威科技气体传感器国内市场占有率第一、新天科技智能水表国内市场占有率第一、光力科技瓦斯抽采管网监测系统市场占有率第一。

全国来看，华东地区传感器企业密集，江浙、上海等地在上游的设计、研发、设备等方面处于领先地位，苏州在下游的生产领域处于领先地位，且偏重于产业链的高端，已形成了产业集聚。

华南地区，侧重于消费电子市场，正在从产业的中下游向上游发展。华中、华北则更多偏重于应用领域，处于产业链的中下游。“河南在环境传感器、流量传感器、温湿度传感器等方面位次比较靠前。”刘永红说。在智能传感器生产、应用、物联网设备等方面，河南在全国有着绝对的优势。

去年8月9日，河南省政府新闻办召开新闻发布会。河南省工信厅相关负责人介绍，省传感器及相关产业规模近330亿元，初步形成“一谷六园”发展格局。

【制约】人才资金平台

大河报·豫视频记者了解到，郑州智能传感器在智慧城市、工业应用、智能家居、农业气象、医疗卫生、汽车电子、消费电子等多个应用领域具有较好的推广应用基础，对智能传感器市场需求巨大。

近年来，郑州致力于打造世界传感器产业集群，智能传感器产业生态已经形成，郑州高新区的科技园区成为产业集聚区，汇集了汉威科技等3000多家在业内具有影响力的企业。

不过，智能传感器产业要想实现强链补链、高质量发展，还存在着不少制约因素。刘永红说，过去几十年，智能传感器已实现了国产化自主可控，但国内中高端传感器90%以上依然依赖进口。智能传感器产业高端化发展，具有非常重要的战略意义。

刘永红说，智能传感器行业是对综合要素要求非常高的产业，需要综合性、聚集性的人才，而河南在高精尖人才方面还较为短缺。智能传感器从技术到产品的过渡周期较长，这就需要政府的支持也应该更为持久和坚定。

“目前，政府部门普适性、通用性的政策较多，但专项支持政策较少。”刘永红说。政府的支持政策，应该更专更精更持久。人才方面要“内扶外引”，留住本省优秀人才，引进外省高端人才，为他们提供长久的支持服务平台，让他们能够实现自身的价值追求。

“省内的传感器企业，更多地集中在产业链中下游，即生产、制造与销售方面，但上游的设计、研发环节较为薄弱。”他说。专利技术转化为产品，中间需要中试平台的测试，为此需要建设中试线，对成果进行研发测试，形成产业链的小循环，解决企业的迫切需要，支持智能传感器产业的发展。

【发展】打造千亿产业带

河南的智能传感器产业，如何实现规模化、特色化和差异化的发展？

《河南省“十四五”制造业高质量发展规划》提出了发展路径，巩固气体、红外等传感器优势，重点发展基于MEMS（微机电系统）工艺的智能传感器，加快MEMS研发中试平台建设，补齐以特色半导体工艺为代表的技术短板。

提升世界传感器大会影响力，建设中国（郑州）智能传感谷以及开封、洛阳、新乡、鹤壁、三门峡、南阳等各具特色的智能传感器产业园区，打造“研发设计—材料设备—芯片制造—封装测试—系统/应用”产业链，形成智能传感器、物联网联动发展新格局。

刘鹏介绍，中国（郑州）智能传感谷，致力于加速聚合环境传感器、智能终端传感器、汽车传感器三个特色产业链。重点建设智能传感器材料、智能传感器系统、智能传感器终端“三个百亿产业集群”，形成千亿产业带，实现智能传感器产业跨越式发展，最终将郑州打造成中国智能传感谷。

其中，中国（郑州）智能传感谷启动区，是首个启动的新建设的载体项目，将会建成近百万平方米的产城融合城市综合体。刘鹏说，通过双创基地、中试基地、总部基地以及产学研企业集聚区，建成一条完整的包括企业创新、技术攻关、成果转化、规模生产的服务体系，最终打造成智能传感器产业发展的先导区、智能传感器应用的示范区、科技创新成果转化的引领区。

未来，通过强链补链的引进，打造研发中试平台，从高校的技术研发，到科研场所的产业熟化，再到园区企业的产品商业化，三者之间产生良好的化学反应，最终实现整个产业链条的打通。

【1-5月全国规上仪器仪表制造企业实现利润总额315.0亿元】

6月28日，国家统计局发布了全国规模以上工业企业实现利润总额增长状况。1—5月份，全国规模以上工业企业实现利润总额26688.9亿元，同比下降18.8%，降幅比1—4月份收窄1.8个百分点。其中，1-5月份全国规模以上仪器仪表制造企业实现利润总额315.0亿元，同比增长14.5%。

【美国要对华实施AI芯片出口新限制？英伟达锐评：后果严重！】

据美媒引述两位知情人士爆料，美国正在考虑进一步收紧对中国的人工智能（AI）芯片出口管制。该报道称，美国商务部最早将于7月要求停止向中国客户提供英伟达（Nvidia）和其他芯片公司生产的芯片产品。

根据该报道，英伟达、美光（Micron）和超威半导体（AMD）等美国芯片制造商都可能会受到这一新措施的影响。对此，英伟达首席财务官Colette Kress周三表示，此举可能会产生严重后果。受益于ChatGPT引爆的AI热潮，该公司在AI芯片领域一举成为“龙头老大”。

根据她的说法，这一举措“将导致美国这一行业永久失去机会”，尽管Kress也安抚投资者称，有鉴于公司产品的整体需求旺盛，所以即便美国推出此类出口管制规定，预计也不会对公司的利润立即产生实质性影响。

“从长远来看，如果实施禁止向中国出售数据中心图形处理单元的限制措施，将导致美国这个行业在世界最大市场之一（的中国）竞争和领先的机会永久丧失，并影响我们未来的业务和财务业绩。”她说。

事实上，这也并非美国首次针对向中国出口AI芯片实施制裁。英伟达曾在去年9月表示，美国官员要求该公司停止向中国出口两款用于人工智能的顶级计算芯片。

为满足出口管制规定，英伟达在几个月后表示，将向中国提供一款名为 A800 的“降级版”芯片。

根据Kress的说法，中国市场占据英伟达数据中心收入的大约20%至25%。上述消息传出后，英伟达股价周三收跌1.8%，有分析师当即就发出警告称，该公司的收入可能会受到高达7%的影响。

【瞄向物联网 京东方未来三年研发投入近500亿元】

6月28日，京东方董事长陈炎顺在京东方2023年全球创新伙伴大会上表示，京东方把“屏之物联”战略升级为集成屏更多功能、衍生屏更多形态、植入屏更多场景。面对物联网市场的机会，京东方计划未来三年研发投入将近500亿元，与100多种场景协同，带动上下游10000亿元的产业规模。

陈炎顺表示，京东方正在发展智能座舱，它是个性化、数字化的第三生活空间。京东方提供多尺寸、多形态的车载屏幕。仪表屏、中控屏、抬头显示等，为车上的智能交互提供更多选择。京东方的智能座舱业务将拓展健康场景、娱乐场景、休闲场景和办公场景。京东方的合作伙伴吉利，当天把创意车型、主打车型也开到会场，展示了智能座舱的应用。

柔性显示是另一个潜力业务。未来，京东方的柔性屏将向功能集成、形态自由的方向发展，会邀请内容、数据、材料、能源方面的伙伴一起创新，拓展在办公、游戏、娱乐场景中的应用。

在8K超高清显示方面，陈炎顺说，目前8K内容还不够丰富，消费者闻而未见或者闻多见少。京东方将与采集制作、传输分发、内容运营等上下游伙伴合作，打造100个8K数字文化消费空间，制作100部8K剧目，以“百屏百戏”计划带动8K超高清产业发展。

中国数字文化产业的市场规模到2027年预计将达10万亿元。据京东方执行副总裁、京东方艺云董事长姚项军介绍，京东方正在打造百万数字文化体验场景计划，联网屏幕将覆盖博物馆、美术馆、图书馆、文化馆、校园、社区、医院、商场、酒店、餐厅、书店、展厅等。

京东方工业互联网业务2020年至2022年的年复合增长率达119%，已服务20多个细分行业、200多家规模以上企业，SaaS订阅用户超2600个。京东方副总裁、中祥英科技总经理王洪说，未来将构建京东方工业元宇宙平台，向全工艺流程仿真、高精度仿真演进。

为支持伙伴一起创新，京东方副总裁、首席技术官徐晓光说，京东方正打造半导体显示、物联网创新、传感器件三大技术策源地。其中，半导体显示领域主攻新型显示、部品材料、核心设备的技术；物联网创新领域主攻端侧智能、云侧智能；传感器件领域主攻X射线探测等。

“屏之物联”需芯片支持。高通公司中国区董事长孟樸认为，混合AI是AI的未来，特点是无线连接、分布式AI，AI处理的重心向边缘转移。高通与京东方会继续进行战略合作。

京东方总裁高宝文透露，京东方未来五年规划，聚焦超12个重点领域，发展50多个战略伙伴、500多个合作项目，给予项目资金支持将达1.5亿元。

2023年一季度，京东方营收379.73亿元，同比减少24.76%；归母净利润2.47亿元，同比减少94.36%。京东方在6月14日的投资者关系活动中表示，2022年二季度到2023年一季度，液晶面板行业价格（下行）波动幅度较大，预计2023年面板行业将处于修复过程。今年一季度，面板行业平均产能利用率约74%，二季度有望小幅提升至79%。

发展物联网相关创新业务是京东方平伏显示面板业务周期性波动影响的战略选择。2022年，京东方显示器件（面板）业务营收占比达88.53%，物联网创新、传感、MLED、智慧医工四大创新转型高潜业务收入占比分别为15.27%、0.17%、0.47%、1.23%，其中系统解决方案、传感、MLED、智慧医工业务收入同比增速均达到两位数。

公开信息显示，京东方7月1日起对MLED（Mini LED和Micro LED）产品价格作适度调整，理由是面临各种成本将持续上升的严峻形势。另外，群智咨询6月下旬的TV面板价格风向标显示，6月-7月全球LCD TV面板价格维持上涨趋势，随着LCD TV面板逐步实现获利及终端需求缺乏强支撑，预计7月开始LCD TV面板价格涨幅随之缩窄。

【美光科技第三财季财报超预期：受益于生成式人工智能浪潮】

6 月 29 日早间消息，据报道，当地时间周三，美国存储芯片巨头美光科技公布了第三财季财报，其业绩超出了华尔街分析师预期，主要的利好来自两方面：生成式人工智能浪潮推升了对存储芯片（主要包括内存芯片和闪存芯片）的需求，而在传统的个人电脑和智能手机市场，存储芯片供大于求的难题有所缓解。

在利好财报刺激下，美光股价在美股盘后交易时段上涨了 3%（当天盘中交易时段仅为微幅上涨）。和年初相比，美光股价已经上涨了三分之一，这一轮股价上涨最重要的动力来自于生成式人工智能的行业浪潮，市场认为 ChatGPT 的火爆将导致生成式人工智能技术和服务器的蓬勃发展，从而拉动对美光科技存储芯片的需求。

对于财报业绩，美光科技首席执行官桑杰・梅罗特拉 (Sanjay Mehrotra) 表示，最近生成式人工智能技术加速普及，人工智能服务器对于内存芯片和存储芯片的市场拉动，超出了外界预期，但与此同时，主流的数据中心服务器存储芯片市场，继续保持低迷。

梅罗特拉还提到，一些客户继续减少存储芯片库存，这有利于芯片价格变化趋势，这也给存储芯片市场带来了信心，人们相信这个行业已经走出了业务增速和总营收的底部，将会上扬。

在全球性新冠疫情期间，消费者在智能手机和个人电脑上的消费出现了一轮暴涨，自然也拉动了存储芯片订单，但是在疫情结束后，这两大设备的市场需求戛然而止，导致存储芯片价格下滑，客户手中的库存急剧增长。

美国科技行业投资研究公司“巅峰洞察集团”（Summit Insights Group）的总经理常金刚（Kinngai Chan）表示，他们认为目前这一轮的存储芯片库存调整已经结束了。

常金刚表示，通过了解行业实际情况，他发现了存储芯片市场需求开始稳定的积极信号，但是在今年下半年，个人电脑、智能手机和传统服务器这三个领域的存储芯片需求仍将保持一定的复杂性。

在第三财季，美光科技实现销售收入 37.5 亿美元，超出了华尔街分析师 36.5 亿美元的平均预期值，对于目前所在的第四财季，美光预测能实现 39 亿美元（上下 2 亿美元范围内）的营收，和分析师预期值基本一致。

在调整后利润方面，美光每股净亏损 1.43 美元，低于分析师每股亏损 1.58 美元的预期。

审核编辑 黄宇