传感新品
【南方科技大学:研发基于离电传感器,应用指尖脉搏测试动脉硬化】
动脉硬化是一种常见的、危害性极大的慢性心血管疾病,是引起中风与心肌梗塞的重要因素。在临床上,通常可以通过对脉搏波传导速度(PWV)的测试来对动脉硬化进行评估与诊断。这种方式一般需要在动脉的两个不同位置进行脉搏检测,通过计算两个位置脉搏的路程差与时间差得到PWV。然而,这种检测方法依赖于昂贵且体积庞大的检测设备,难以适用于动脉硬化的日常监测。此外,目前基于光电容积法的脉搏检测方法易于受到运动与自然光的干扰。因此,开发一种非侵入式的,并对动脉硬化进行连续准确监测的可穿戴设备,可以为心血管疾病的预防与治疗提供一种有效的解决方案。
近日,南方科技大学的郭传飞课题组与南方科技大学医院、深圳技术大学等单位合作,研发了一种基于指尖单点脉搏检测的动脉硬化诊断系统。研究者用高精度的3D打印技术制造了一种可线性响应的离子凝胶微结构,并将其用于离电型压力传感器。该微结构,采用摩方精密 2 μm精度的nanoArch S130 打印的模具经PDMS翻模浇注离子凝胶制备而成,模具中的凹槽长度大约150μm,类花生壳柱体高度约100μm左右,最大直径60μm左右。这种结构可以实现传感器0~150 kPa范围内的线性压力-电容响应,因此避免了不同预压力下器件传感性能的差异,保证了脉搏检测的稳定性与可靠性。此外,该传感器也有着较高的灵敏度(1.2 kPa-1)与压力分辨率(<1Pa),满足指尖处微弱的脉搏检测需求。相比于腕部脉搏测试,指尖脉搏测试中指腹处皮肤无自主运动,有效抑制了运动伪影,在测试者正常活动下实现了长达5小时的连续稳定脉搏监测。这种指尖脉搏波可以通过Hiroshi法计算出心脏-指尖脉搏波传导速度(hfPWV)。
研究者通过线性拟合,发现hfPWV与临床应用的臂踝脉搏波速度有着很强的相关性(r=0.857),因此可以进一步结合年龄实现对测试者动脉硬化状况的评估与诊断。基于hfPWV的动脉硬化诊断模型,在对不同程度心血管疾病就诊患者的检测中达到了近90%的准确率,体现了这一方法优异的可靠性与普适性,从而为动脉硬化的连续监测与评估提供了一种低成本的策略。
图1. 单点法脉搏波传导速度测试的机理。(a)hfPWV测试机理示意图。(b)典型的指尖脉搏波与相应的加速脉搏波。(c)传统两点法baPWV测试的机理。
图2. 高性能离电传感器的工作原理与性能。(a)具有线性响应的微结构、凸起-平面结构、半球结构在压力下的变形行为与应力分布的力学模拟。(b)三种结构在压力下接触面积变化的力学模拟。(c)具有线性响应的微结构的表面形貌图。(d)离电传感器电容随压力的变化。(e)不同预压力下传感器对小压力的分辨率。(f)响应时间。(g)传感器在20 kPa压力下10000次循环测试性能。
图3. 离电传感器对指尖脉搏的检测性能。(a)手腕关节运动过程中桡动脉脉搏的记录。(b)手指弯曲过程中指尖脉搏的记录。(c)自然状态下传感器对测试者1个小时的脉搏记录。(d)一位25岁男性测试者在不同预压力下脉搏主波(冲击波)的强度。(e)传感器对不同年龄健康测试者典型脉搏的记录。(f)测试者潮波高度随年龄的变化。
图4. 通过指尖脉搏波测试实现hfPWV的获取。(a)hfPWV随年龄的变化趋势。(b)hfPWV与心脏-指尖脉搏波传导时间(hfPTT)在运动前后发生的变化。(c)对一位25岁测试者进行5小时连续脉搏监测过程中hfPWV与hfPTT的变化趋势。(d)3位年龄近似(50岁左右),动脉硬化状况不同(从左到右逐渐严重)的测试者的脉搏波与加速脉搏波(APW)。(e)通过计算得到的(d)图中3位测试者的hfPWV。
图5. hfPWV在动脉硬化评估诊断中的应用。(a)动脉硬化的4种不同程度,从i到iv逐渐严重。(b)通过baPWV与年龄划分的41位测试者的动脉硬化程度。(c)hfPWV与baPWV的线性拟合。将hfPWV线性转换为baPWV’后,对41位测试者baPWV与baPWV’的一致性评价。(e)41位测试者baPWV与hfPWV的偏差。(f)从基于baPWV对动脉硬化评价标准到基于hfPWV的评价标准的转换流程。(g)基于hfPWV标准的41位测试者的动脉硬化程度。(h)采用hfPWV标准后对9位新测试者的动脉硬化程度的评判。(i)采用baPWV与hfPWV标准下对9位新测试者动脉硬化程度评估的比较。
传感动态
【这城市全要素招商为传感器产业补链】
9月6日,国家信息通信国际创新园服务中心(CIIIC)、北京智芯传感科技有限公司签署合作协议,智芯传感项目落户济南高新区“一锤定音”。同日,济南高新区行政审批部门开辟“绿色通道”,智芯传感山东总部——山东智芯传感科技有限公司顺利完成注册。智芯传感是一家从事传感器芯片研发、生产及应用的企业。该企业的落地,意味着我市ICT(信息通信技术)产业传感器领域的强链补链完成一次漂亮进击,同时也是他们开启“4.0招商”路径的一个成功案例。
“4.0招商”即全要素招商,从企业发展所需的资金、市场、技术、人才等要素全方位切入,真正实现与企业的同频共振。进入2023年,不少城市在探索适合新经济形势的招商模式,“4.0招商”这一“打法”,为产业集聚开出一剂新“药方”。
打造高端平台 培育“五星级”生态
招引智芯传感,济南拿出满满诚意。智芯传感为什么值得?
智芯传感成立于2018年,以北京大学MEMS研发团队为技术依托,2019年至2020年建设两条自动化生产线,分别具备年产量100万颗、1000万颗生产能力。2021年,该公司成立新生产基地,启动高精度电子雷管项目,完成A轮融资。2022年,生产基地投产,年产量3000万颗,并完成A+轮融资。该公司还是MEMS传感器标准制定者。9月1日,我国3项MEMS传感器标准开始实施,其中两项标准由智芯传感研发团队主导制定。
“智芯传感是一家技术前沿型企业,实力比较综合,MEMS芯片设计、制造和MEMS传感器产品都有,而且掌握关键技术。”作为一名“老招商”,CIIIC招商部负责人对智芯传感充满期待。
当前,数字经济将传统产业与人工智能、云、区块链等技术融合,ICT作为数字经济战略的重要一环,行业迎来新一轮风口机遇。自2006年科技部、信息产业部、商务部与山东省共建的CIIIC在济南高新区设立以来,基于信息通信产业20余年的发展,济南ICT产业有着良好的产业基础。即便如此,想招引优质企业,也并非易事,一方面面临招商成本高的压力;另一方面,企业研发的新款芯片很多需要到外地进行测试、流片。
向智芯传感抛出“橄榄枝”之前,济南先下了一步大棋。
济南选择在高新区率先部署技术平台。山东省创发院封测产线、山东微纳制造公共服务平台的建设,让智芯传感创始人团队在短时间内下定决心进军山东。山东省创发院封测产线能提供从芯片测试到产品封测的一站式服务,让产品生产周期可控;山东微纳制造公共服务平台可实现MEMS芯片生产全过程服务。有了这两个平台,智芯传感可以在济南“一站式”完成流片、封装、测试,从此不必跨地区全国范围寻找合作单位。
全要素服务 全方位契合企业需求
2023年,各地掀起“拼经济”热潮,招商引资按下快进键,抢项目、争人才、砸资金……城市争夺战呈现白热化。聚焦MEMS传感器产业,济南摒弃传统招商思路,换了一种“打法”。
针对智芯传感,CIIIC围绕资金、市场、技术、人才“四要素”为企业量身定制招商策略。
资金方面,CIIIC积极协调济南高新区国有投融资平台入股北京智芯,相关资金返投注资山东智芯,赋能本地产业发展。市场方面,由CIIIC牵线搭桥,智芯传感借助山东工研院产业化企业舜芯工研的市场资源,成功对接省内著名医疗器械企业,该企业对智芯传感颅内压传感器进行半年多的测试,现已准备批量进货,取代进口产品。未来,园区还将帮助山东智芯与省内家电企业、信息技术企业、汽车制造企业建立合作关系,开拓山东市场。技术方面,山东省创发院封测产线、山东微纳制造公共服务平台将作为山东智芯的技术支撑,不仅满足其研发生产需求,更为本地产业链企业服务,推动产业发展和创新。人才方面,舜芯工研现有人才团队将支撑山东智芯的业务开展,未来,CIIIC还将联合山东大学微电子学院为其开展人才定制培养。
优良的营商环境也是企业“心动”的原因。9月6日的签约活动,智芯传感创始人团队非常重视,特地从北京赶来济南。在他们看来,济南高新区产业环境优异,产投、孵化、服务、配套齐全,招商团队高效专业,项目得以顺利落地。谈及未来规划,团队满怀期待,“从小的方面讲,我们要把山东智芯运营好,同时发挥好MEMS平台的作用;从大的方面讲,山东智芯将担当产业引领作用,为济南传感器产业集聚式发展添砖加瓦。”
签约座谈期间,工作人员将新鲜出炉的营业执照送抵会场,为参会各方送上惊喜。“没想到,营业执照这么快就拿到手了!审批效率太高了!”山东智芯总经理赵旭欣喜地表示,山东智芯要把市场开拓作为重心,争取3年实现营收达到全国行业头部序列。
以商引商扩阵容 加速形成产业集聚
今年以来,CIIIC锚定“全面构建全国一流信息通信产业体系”总目标,产业招商可圈可点。
招商赛道更聚焦。结合济南产业优势和市场需求,CIIIC将招商力量聚焦在集成电路、机器人与智能制造、网络安全三大重点产业方向。在集成电路产业发展方面,又进一步将产业重点聚焦在行业应用非常广泛的传感器芯片研发制造领域。
招商模式更精准。当前,全市最新成立的3个集成电路产业集聚区中的两个位于济南高新区,基于集成电路产业集聚区的现有产业优势,依托ICT产业孵化基地,CIIIC改变过去免房租、给资金等粗放型的招商思路,围绕企业发展所需的资金、市场、技术、人才等要素搭建全生命周期的“4.0”赋能服务体系,通过投融资平台对优质项目注资,既不必占用财政资金,还为本地投融资平台对接目标客户,实现多赢。
招商效率更高效。截至目前,CIIIC先后招引江苏亚银、壹典工业设计研究院、新晟环境、嘉会含弘、天然信息、芯辰工业自动化、捷信安全、博科思拓信息安全等一批产业链、供应链上下游企业。同时,充分利用本地企业的信息渠道推动以商招商,累计收集重点项目信息10余个,顺利对接深圳十沣科技、米格实验室、图知科技、雷科智途、北京绎云科技等一批全国范围内行业领先科技先进的优质企业,实现资源本地转换最大化。依托壹典工业设计研究院资源,借力打通上海、深圳等城市的招商渠道,谋划打造工业设计产业园,加快工业设计领域的企业集聚发展。
即将到来的2023中德(欧)中小企业交流合作大会期间,济南高新区高端研发平台——北理工前沿院将承办国际智能传感器与物联网发展圆桌会议,届时,国内传感器领域专家学者、企业代表将云集济南。CIIIC已提前和北理工前沿院对接,正借助前沿院的渠道和资源进行以商招商。
招引智芯传感是我市“4.0招商”模式的一次成功实践。这一模式在招商定位上聚焦实体经济,摸准企业发展“脉搏”,充分发挥现有融资平台和技术平台优势,有效降低招商成本、提高招商效率。未来,CIIIC将充分发挥产业集聚区作用,继续优化、复制这一招商模式,主动承接京津地区产业转移,争取早日推动我市实现传感器产业集聚式发展。
【消息称富士康拟联手意法半导体在印建设芯片工厂】
9 月 10 日消息,据彭博社报道,在取消与 Vedanta 的合资企业后,富士康科技集团正在与意法半导体公司洽谈,提交联合申请,在印度建立一座 40 纳米的半导体工厂。
富士康主要以为苹果产品提供组装服务而闻名,已经在印度有了相当大的业务规模,拥有位于卡纳塔克邦和泰米尔纳德邦的工厂,生产 iPhone 和其他苹果配件。
虽然富士康从未建立过半导体制造工厂,但它对在印度建立半导体工厂表现出了强烈的兴趣。去年,该公司与印度矿业巨头 Vedanta 签署了一项价值 195 亿美元(IT之家备注:当前约 1433.25 亿元人民币)的芯片设施合作协议。但今年 7 月富士康退出了该合资企业,称将自行在印度建立芯片工厂。
周三,富士康董事长兼首席执行官刘扬伟表示,印度有望成为世界上新的制造中心,供应商生态系统可能比中国发展得更快。
印度正试图提高该国的芯片产量,以减少对昂贵进口产品的依赖和对中国的依赖。印度总理莫迪承诺拨款 100 亿美元吸引芯片制造商,并承诺政府将承担建立半导体工厂一半的成本,这促使美国存储芯片公司美光科技公司宣布在莫迪的家乡古吉拉特邦建立一座 27.5 亿美元的组装和测试工厂。
【投资50亿元,华工科技光电子信息产业研创园签约布局武汉新城】
9月8日,武汉新城中轴线十大重大项目之一,总投资50亿元的华工科技光电子信息产业研创园项目签约仪式在光谷举行。项目拟建设华工科技、华工正源“双总部”,以及华工科技中央研究院、中试研发场地等。
华工科技光电子信息产业研创园主要围绕硅光模块、下一代光模块、车载超级网关和移动式储能等产品开展研发生产,规划面积约110亩。华工科技党委书记、董事长马新强表示,华工科技生于光谷、快速成长于此,将以光电子信息产业研创园建设为突破口,充分发挥自身科技创新和生态整合优势,带动更多中高端人才等资源要素集聚光谷,为加快迈向“世界光谷”作出新贡献。
据悉,华工科技聚焦激光技术、电子信息技术、传感器技术的创新和发展,与光谷发展一路同行,是光谷本土成长起来的光电子信息产业链龙头企业,现有员工7300人,其中研发团队近2000人。
今年5月,华工科技中央研究院进入实体化运营,目标打造国内光电子信息产业的重要创新策源地、高素质人才集聚平台、创新资源集聚平台,带动光谷相关上下游产业链规模增长超千亿元。
东湖高新区相关负责人表示,光谷正以武汉新城建设为引领矢志不渝打造“世界光谷”,突破性发展光电子信息优势产业,将持续打造良好创新创业生态,举全区之力服务华工科技等领军企业做大做强。
【2024年AI芯片市场规模达670亿美元,微美全息加码研发AI高效解决方案】
通用大模型的空前突破,搅动了人工智能(AI)的一池春水。东方证券认为,AI大模型带来的芯片算力升级需求,数据中心产业链将持续受益,AI应用的用户体验也将持续改善。
据市调机构Gartner称,用于执行人工智能(AI)工作负载的芯片市场正以每年20%以上的速度增长。
机构预计,2023年AI芯片市场规模将达到534亿美元,比2022年增长20.9%,2024年将增长25.6%,达到671亿美元。到2027年,AI芯片营收预计将是2023年市场规模的两倍以上,达到1194亿美元。Gartner分析师指出,未来大规模部署定制AI芯片将取代当前占主导地位的芯片架构(离散GPU),以适应各种基于AI的工作负载,特别是那些基于生成式AI技术的工作负载。
AI芯片需求持续火爆
AI芯片,也被称为AI加速器或计算卡,是专门用于处理AI相关计算任务的芯片。它们是构筑算力的重要基石。在大模型建设正酣的同时,大模型算力需求将进一步驱动AI芯片的研发,与健康、教育、交通等其他领域的交叉融合也逐渐加深。
ChatGPT 这样的生成式人工智能工具在运行时,需要处理大量数据,这些数据必须从内存芯片中检索并发送到处理单元进行计算。面对大模型突破性发展带来的对AI芯片的井喷式需求,科技巨头公司和新兴企业争先涌入大模型的竞争赛道,新一轮的AI芯片竞争正在浮出水面。
上个月,AI芯片之王英伟达(NVDA.US)Q2净利猛增422%,表明AI芯片需求持续火爆,英伟达CEO黄仁勋表示,“一个新的计算时代已经开始。全球各地的公司正在从通用计算向加速计算和生成式人工智能转型。本季度,主要云服务提供商宣布推出大规模NVIDIAH100AI基础设施,将NVIDIAAI引入各个行业,生成式人工智能的竞赛已经开始。”
从数据上看,以目前较为主流的英伟达A100 GPU为例,大模型的单次训练要求至少百卡、千卡规模。依据当前市场价格,建设1000卡GPU规模的算力集群成本可达2亿元。
【中国台湾驻美代表:中国台湾仍将是芯片不可替代来源】
据彭博社报道,中国台湾的驻美代表表示,尽管美国希望减轻对半导体合作伙伴的依赖,但中国台湾仍将是世界上最先进微芯片的“不可或缺和不可替代”的来源。
该代表称,我们仍然认为中国台湾是不可或缺和不可替代的。中国台湾花了几十年的时间建立了一个生态系统,为极具竞争力的半导体芯片生产创造了环境。“到目前为止,我们没有看到任何人取代中国台湾多年来建立的产能。”她说。
台积电已承诺在亚利桑那州建造一座价值120亿美元的工厂,目标是到2024年底在美国本土生产高端半导体。但由于成本过高和缺乏熟悉的劳动力,这一量产时程被推迟到2025年。
该代表表示,台积电在美国建设芯片生产设施的举动是“进一步巩固安全稳定供应链的重要努力”。
报道称,中国台湾一直寻求维持与美国的牢固关系,同时确保其作为全球顶级芯片制造地区的地位不受挑战。
审核编辑 黄宇
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