傳感新品

【南加州大學(xué)：受折紙啟發(fā)，一種低滯后、高拉伸性應(yīng)變傳感器！】

受到折紙從二維變?yōu)槿S的制作過程啟發(fā)，南加州大學(xué)的研究人員設(shè)計(jì)了一種可變形的非平行板三維電容應(yīng)變傳感器。這種非平行板電容應(yīng)變傳感器的制備過程非常巧妙，研究者首先在預(yù)拉伸的硅膠彈性基底上制備二維電極圖案，然后通過釋放預(yù)應(yīng)變讓基底恢復(fù)原長，從而將二維電極轉(zhuǎn)換為具有一定折疊角度的三維非平行電極板，從而為這種電容式的應(yīng)變傳感器提供了很大的可拉伸性、超低滯后性、高重復(fù)性、快速響應(yīng)時(shí)間以及小傳感器面積等優(yōu)勢。此外，獨(dú)特的三維電極設(shè)計(jì)還支持壓縮應(yīng)變傳感和特定方向的應(yīng)變響應(yīng)，這是不同于以往大多數(shù)基于可拉伸材料的柔性應(yīng)變傳感器的獨(dú)特性質(zhì)。毫米級(jí)的小傳感面積還允許這種傳感器可以簡單地粘附在軟體裝置上實(shí)現(xiàn)對(duì)它們形變的分布式測量。

圖1D展示了折紙結(jié)構(gòu)的電容式應(yīng)變傳感器制作工藝。首先制造一個(gè)平面多層結(jié)構(gòu)，稱為二維前驅(qū)體。二維前驅(qū)體包括底部Parylene層（厚度5μm）、光刻圖案的金屬層（鉻/金，厚度25/200nm）和其上方的另一個(gè)Parylene層（厚度5μm）。對(duì)Parylene層進(jìn)行圖案和蝕刻形成了Parylene/金屬/Parylene圖案，定義了多面板電極和一對(duì)狹窄的（~100 μm）蛇形導(dǎo)線。這些蛇形導(dǎo)線作為電極和外部電子設(shè)備之間高度可伸縮的電互連結(jié)構(gòu)。厚(35至40 μm厚），可光定義環(huán)氧樹脂（SU-8 25）覆蓋頂部Parylene層，在四個(gè)圖案的矩形區(qū)域提供硬化。與未覆蓋的區(qū)域相比，該SU-8層的覆蓋范圍使彎曲剛度增加了大約130到175倍，從而形成了面板折痕結(jié)構(gòu)。連接兩個(gè)電極的Parylene/金屬/Parylene折痕中的狹縫設(shè)計(jì)進(jìn)一步降低了折痕的彎曲剛度。通過暗板掩膜將Ti/SiO2雙層（15 nm/50 nm厚）沉積在二維前驅(qū)體的背面，形成與單軸預(yù)拉伸的彈性體襯底（Ecoflex 00-31）的共價(jià)鍵合位點(diǎn)。釋放預(yù)應(yīng)變會(huì)施加壓縮力，導(dǎo)致二維前驅(qū)體的未結(jié)合區(qū)域沿著狹縫發(fā)生屈曲。

圖1.折紙結(jié)構(gòu)的電容式應(yīng)變傳感器的設(shè)計(jì)、傳感機(jī)制和制作工藝。

這種傳感器設(shè)計(jì)的關(guān)鍵參數(shù)包括在三維組裝過程中施加的預(yù)應(yīng)變、電極尺寸和蛇形布局。預(yù)應(yīng)變決定了三維電極的折疊角度和結(jié)合位點(diǎn)之間的距離。有限元分析給出了二維前驅(qū)體組成材料的力學(xué)性能，可以準(zhǔn)確地預(yù)測在組裝過程中從二維到三維的幾何轉(zhuǎn)換以及由此產(chǎn)生的三維電極的結(jié)構(gòu)。在由有限元分析預(yù)測的不同預(yù)應(yīng)變水平的代表性設(shè)計(jì)中，所得到的三維電極的形狀與實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致（如圖2A）。電極的尺寸影響三維電極的初始電容和折疊/展開過程中電容的變化。在預(yù)應(yīng)變固定的情況下，電容隨電極寬度W和長度L的增加而增加。有限元分析結(jié)果表明電極寬度呈線性趨勢，但在折痕長度固定的情況下，電極長度超過一定值時(shí)斜率會(huì)變?。ㄈ鐖D2B和2C）。蛇形線提供可伸縮的電互連，采用110μm，線寬，900μm，長180°的弧角設(shè)計(jì)。蛇形線的痕跡由于其在通道內(nèi)的平面外屈曲和扭曲，可以容納大的單軸拉伸而不斷裂。將金屬層放置在Parylene/金屬/Parylene三層平面上，也最小化了彎曲引起的應(yīng)變（如圖2D）。

圖2. 傳感器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和形成以及拉伸測試。

圖3. 對(duì)傳感器的應(yīng)變傳感范圍和相應(yīng)的滯后性能進(jìn)行了表征。

圖4. 傳感器性能的表征，包括響應(yīng)和恢復(fù)時(shí)間、應(yīng)變速率、應(yīng)變分辨率和傳感器的可重復(fù)性。

可拉伸應(yīng)變傳感器可以測量相對(duì)較大的變形，研究人員展示了將它們用于軟機(jī)器人形狀和變形的感知測量。分布式應(yīng)變傳感器可以無縫集成到軟機(jī)器人表面，然后根據(jù)測量數(shù)據(jù)進(jìn)行三維重建的應(yīng)變分布測量，為軟機(jī)器人在任意環(huán)境設(shè)置下的本體感覺提供了一個(gè)解決方案。然而，具有高滯后滯或低拉伸能力的應(yīng)變傳感器可能會(huì)限制本體感覺能力。軟機(jī)器人本體感覺的另一個(gè)挑戰(zhàn)是對(duì)軟機(jī)器人的多模態(tài)變形的分解，如拉伸/壓縮、彎曲、扭曲和剪切，這些變形可以同時(shí)存在。本文提出的電容傳感器中的三維角度電極可以隨著鍵接點(diǎn)方向的拉伸或壓縮而展開或折疊，分別導(dǎo)致電容的減少或增加（圖3B）。由于三維電極的不對(duì)稱結(jié)構(gòu)，傳感器在不同角度的拉伸作用下，與傳感器帶的縱向方向表現(xiàn)出方向相關(guān)的電容變化。復(fù)雜的、不對(duì)稱的變形模式可以導(dǎo)致與面S1和面S2不同的傳感器響應(yīng)。彎曲臂在外表面產(chǎn)生顯著的拉伸應(yīng)變和內(nèi)表面的壓縮應(yīng)變都可以被傳感器所捕獲（如圖5C）。

圖5. 使用傳感器感知軟機(jī)械臂的變形。(A) 連接在硅膠板上的傳感器以不同角度（0°、45°和90°）相對(duì)于70%應(yīng)變的單軸拉伸的相對(duì)電容變化。插圖顯示了在70%應(yīng)變下的3D電極的自上而下的光學(xué)圖像。比例尺，250 μm。(B )兩組連接在軟機(jī)械臂的兩個(gè)表面的傳感器的結(jié)構(gòu)。比例尺，1 cm 。(C) 軟機(jī)械臂在伸長、壓縮、彎曲、扭曲和混合變形模式下的分布式傳感器響應(yīng)。比例尺，5 cm。

研究者提出了將三維可折疊的非平行板電極與彈性基底集成到電容應(yīng)變傳感中的設(shè)計(jì)概念和方法。襯底的可拉伸性和電極的可逆折疊/展開使得傳感器具有了較大的應(yīng)變傳感范圍和最小的滯后。這些微型傳感器非常適合于粘貼在被測物體表面以精確測量目標(biāo)物體的局部變形。大拉伸性、小滯后性、快速響應(yīng)速度、定向應(yīng)變響應(yīng)和小傳感器體積是準(zhǔn)確測量大應(yīng)變、復(fù)雜和多模態(tài)變形的關(guān)鍵，比如在動(dòng)物（如章魚臂和象鼻）、人類（如肺）和軟機(jī)器人監(jiān)測中這種傳感器就可以發(fā)揮重要的作用。可擴(kuò)展的制造過程和可預(yù)測的傳感器性能進(jìn)一步擴(kuò)大了其實(shí)際使用的機(jī)會(huì)。

傳感動(dòng)態(tài)

【啟泰傳感20億元新一代圖像芯片項(xiàng)目簽約入駐湖南城陵磯新港區(qū)】

10月26日，啟泰傳感新一代圖像芯片項(xiàng)目簽約入駐城陵磯新港區(qū)。湖南啟泰傳感科技有限公司董事長王國秋，城陵磯新港區(qū)領(lǐng)導(dǎo)李建華、錢丹青、藺佳、林路杰，及相關(guān)部門負(fù)責(zé)人參加。

湖南啟泰傳感科技有限公司成立于2006年，從事泛集成電路（特色集成電路）工藝，專注于MEMS傳感器技術(shù)和產(chǎn)品，尤其偏重于非半導(dǎo)體基底工藝和技術(shù)。目前已建立了我國唯一一條工廠化金屬基底壓敏芯片生產(chǎn)線，該線于2018年12月成功拉通，現(xiàn)已量產(chǎn)，產(chǎn)品質(zhì)量位于國際同類產(chǎn)品的第一方陣，設(shè)計(jì)產(chǎn)能已躍居世界前三甲。

啟泰傳感的創(chuàng)始人和大股東為王國秋教授。王國秋曾任國防科大副教授，現(xiàn)任湖南師范大學(xué)教授、博導(dǎo)，是我國“中國芯”的較早研制者，曾獲得軍隊(duì)級(jí)科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)和二等獎(jiǎng)，入選國家萬人計(jì)劃，是2022年湖南省科技創(chuàng)業(yè)拔尖人才，主持過4項(xiàng)國家級(jí)集成電路項(xiàng)目，獲湖南省政府記一等功。

此次簽約入駐新港區(qū)的項(xiàng)目是由王國秋教授及其團(tuán)隊(duì)牽頭主導(dǎo)，總投資20億元，建設(shè)圖像壓縮編碼芯片項(xiàng)目，主要設(shè)計(jì)生產(chǎn)與圖像傳感器連接的后處理芯片。該芯片通過小波變換技術(shù)，解決圖像傳輸和存儲(chǔ)中出現(xiàn)的“馬賽克”問題，這也是目前全世界唯一一種在兼容國際JPEG標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)圖像品質(zhì)躍升的方式。項(xiàng)目一期落地EOD研發(fā)生產(chǎn)大樓，由王教授帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)開展IC設(shè)計(jì)，預(yù)計(jì)實(shí)現(xiàn)年產(chǎn)500萬片生產(chǎn)能力；項(xiàng)目二期擬購地建設(shè)一條主流工藝的12吋晶圓廠，預(yù)計(jì)實(shí)現(xiàn)年產(chǎn)量10億片。

【“中國首款商用可重構(gòu) 5G 射頻收發(fā)芯片”上架淘寶：售價(jià) 999999 元，只展示不賣】

10 月 30 日消息，近日，一款名為“破風(fēng) 8676”的 5G 芯片引發(fā)網(wǎng)友關(guān)注。這款芯片是“中國首款商用可重構(gòu) 5G 射頻收發(fā)芯片”，并以人民幣 999999 元的價(jià)格上架淘寶商城。網(wǎng)友紛紛表示，這是“雙十一”期間最“硬核”的國貨。

據(jù)了解，“破風(fēng) 8676”芯片是由中國移動(dòng)研究院自主研發(fā)，產(chǎn)品介紹信息顯示，“破風(fēng) 8676”可重構(gòu) 5G 射頻收發(fā)芯片支持 1.7GHZ~6GHz 頻段范圍，能夠適配全球主流 4/5G 頻段、WiFi 及國內(nèi)車聯(lián)網(wǎng)頻段：支持 2 個(gè)射頻通道，通道帶寬 200MHz；集成 DPD （數(shù)字預(yù)失真） 、CFR （削峰） 、高階 FIR （有限長單位沖激響應(yīng)）濾波等功能。

據(jù)第一財(cái)經(jīng)報(bào)道，中國移動(dòng)介紹稱，該款芯片于今年 8 月底研制成功。研制該芯片主要是為了適配當(dāng)前市場對(duì) 5G 多頻段、多模式、多站型的應(yīng)用需求。負(fù)責(zé)該芯片研制的中國移動(dòng)研究院相關(guān)團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性提出可重構(gòu)技術(shù)架構(gòu)，以系統(tǒng)集成的方式突破當(dāng)前 5G 芯片單點(diǎn)性能的瓶頸。

在今年 10 月中旬召開的 2023 中國移動(dòng)全球合作伙伴大會(huì)期間，中國移動(dòng)就該芯片與中興、京信、銳捷等設(shè)備商正式簽署了應(yīng)用合作協(xié)議，推進(jìn)該產(chǎn)品的商用落地。當(dāng)前，“破風(fēng) 8676”芯片目前已在上述多家通信硬件設(shè)備廠商的整機(jī)設(shè)備中集成，未來將在以云基站、皮基站、家庭站等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備為代表的下階段 5G 低成本、高可控度的商用網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中發(fā)揮重要作用。

淘寶店鋪“國資小新”負(fù)責(zé)上架這款芯片。該店鋪由國資委下屬機(jī)構(gòu)運(yùn)營，旨在展示國有企業(yè)的創(chuàng)新成果。除了“破風(fēng) 8676”芯片外，該店鋪還上架了其他國貨神器，如“太行 110”重型燃?xì)廨啓C(jī)、“直-20”直升機(jī)等。這些產(chǎn)品均標(biāo)價(jià)為人民幣 999999 元，并提示消費(fèi)者僅供展示不可購買。

【高通 11 月 1 日發(fā)布第四財(cái)季財(cái)報(bào)，分析師預(yù)計(jì)營收同比仍將下滑】

10 月 27 日消息，在英特爾、微軟、亞馬遜、谷歌母公司 Alphabet 等公司發(fā)布最新一個(gè)季度或財(cái)季的財(cái)報(bào)之后，仍將有多家公司在隨后的一段時(shí)間發(fā)布財(cái)報(bào)，高通就是其中之一。

高通官網(wǎng)的消息顯示，他們截至 9 月底的 2023 財(cái)年第四財(cái)季的財(cái)報(bào)，將在當(dāng)?shù)貢r(shí)間 11 月 1 日發(fā)布，財(cái)報(bào)分析師電話會(huì)議，將在太平洋時(shí)間 11 月 1 日下午 1:45，也就是北京時(shí)間 11 月 2 日凌晨 4:45 開始。

對(duì)于第四財(cái)季，高通在 8 月 2 日發(fā)布的第三財(cái)季的財(cái)報(bào)中，曾預(yù)計(jì)營收 81 億到 89 億美元，美國通用會(huì)計(jì)準(zhǔn)則下的每股收益預(yù)計(jì)在 1.37 到 1.57 美元。

按高通給出的預(yù)期，他們第四財(cái)季的營收，同比就仍將下滑。

在 2022 財(cái)年第四財(cái)季，高通在美國通用會(huì)計(jì)準(zhǔn)則下營收 113.96 億美元，每股收益 2.54 美元；非美國通用會(huì)計(jì)準(zhǔn)則下營收 113.87 億美元，每股收益 3.13 美元。

此外，高通第四財(cái)季的營收若是在預(yù)期營收的下限，環(huán)比就也將下滑。他們第三財(cái)季在美國通用會(huì)計(jì)準(zhǔn)則下的營收為 84.51 億美元，非美國通用會(huì)計(jì)準(zhǔn)則下是 84.42 億美元。

【紫光股份：前三季度營收552.15億元，同比增長2.46%】

10 月 29 日消息，紫光股份公布 2023 年第三季度報(bào)告，1-9 月實(shí)現(xiàn)營業(yè)收入 552.15 億元，同比增長 2.46%；歸母凈利潤 15.41 億元，同比減少 6.03%；基本每股收益 0.539 元。

第三季度，紫光營業(yè)收入 191.69 億元，同比減少 1.63%；歸母凈利潤 5.19 億元，同比減少 23.75%。

1-9 月，紫光控股子公司新華三集團(tuán)有限實(shí)現(xiàn)營業(yè)收入 375.70 億元，同比增長 2.32%；其中，國內(nèi)運(yùn)營商業(yè)務(wù)收入達(dá)到 76.35 億元，同比增長20.94%；國際業(yè)務(wù)收入達(dá)到 16.25 億元，同比增長 13.72%；國際業(yè)務(wù)中 H3C 品牌產(chǎn)品及服務(wù)自主渠道收入達(dá)到 4.05 億元，同比增長 84.79%。

審核編輯 黃宇