傳感新品

【清華大學(xué)：研究基于薄膜鈮酸鋰的高靈敏度電場(chǎng)傳感器】

微弱電場(chǎng)測(cè)量在工業(yè)、國(guó)防、科研領(lǐng)域均有著不可替代的作用。光學(xué)電場(chǎng)測(cè)量響應(yīng)快、帶寬大。過(guò)去數(shù)十年，基于體鈮酸鋰的集成光學(xué)電場(chǎng)傳感器取得了長(zhǎng)足發(fā)展，但受材料、工藝限制，仍存在靈敏度不夠高、缺乏長(zhǎng)期穩(wěn)定性等難題。近日，清華大學(xué)電機(jī)系先進(jìn)電磁材料與系統(tǒng)團(tuán)隊(duì)在高靈敏度、微型化電場(chǎng)傳感器研究中取得重要進(jìn)展。

圖1.微腔電場(chǎng)傳感器及其潛在應(yīng)用

薄膜鈮酸鋰（LNOI）厚度僅為百納米，作為新材料，為克服上述不足提供了可能，但傳統(tǒng)工藝完全無(wú)法加工。2018年起，研究團(tuán)隊(duì)針對(duì)LNOI難以加工的關(guān)鍵難題，經(jīng)過(guò)幾年摸索，獨(dú)立研發(fā)了低損耗、高效率的加工工藝，實(shí)現(xiàn)了傳輸損耗為0.13dB/cm的波導(dǎo)高質(zhì)量刻蝕。與以往利用數(shù)厘米長(zhǎng)干涉光路實(shí)現(xiàn)電場(chǎng)傳感不同，項(xiàng)目組基于LNOI設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了尺寸為百微米的高品質(zhì)因子微環(huán)諧振腔，通過(guò)增加微波和光波的相互作用，從本質(zhì)上大幅提高了靈敏度。與Pound-Drever-Hall方法結(jié)合，形成了激光鎖頻的微腔電場(chǎng)傳感方案，進(jìn)一步提高了靈敏度。最終實(shí)現(xiàn)了探測(cè)靈敏度為5.2μV/（mHz1/2）、可實(shí)時(shí)測(cè)量電場(chǎng)強(qiáng)度和相位的電場(chǎng)傳感器。

圖2.微腔電場(chǎng)傳感原理

實(shí)測(cè)傳感器件1（最高品質(zhì)因子）和傳感器件2（最低品質(zhì)因子）的初始最小可測(cè)場(chǎng)強(qiáng)分別為8.8和29.5μV/（mHz1/2），帶寬分別為414和101MHz，動(dòng)態(tài)范圍分別為123和122dB。進(jìn)一步降低系統(tǒng)噪聲后，器件1的最小可測(cè)場(chǎng)強(qiáng)達(dá)到了5.2μV/（mHz1/2），是經(jīng)典物理領(lǐng)域同帶寬下已報(bào)道的最靈敏的電場(chǎng)傳感器。

圖3.基于Pound-Drever-Hall探測(cè)的集成微腔電場(chǎng)傳感器

傳感動(dòng)態(tài)

【京東方再投安徽合肥！傳感柔性調(diào)光膜及電子器件項(xiàng)目簽約】

3月5日，合肥京東方睿視科技有限公司正式揭牌成立，傳感柔性調(diào)光膜及電子器件研發(fā)項(xiàng)目同步簽約。

合肥京東方睿視科技有限公司是面向染料液晶調(diào)光、柔性電子等柔性應(yīng)用方向的研發(fā)生產(chǎn)平臺(tái)，未來(lái)可廣泛應(yīng)用于乘用車(chē)、建筑、消費(fèi)電子等多種場(chǎng)景。本次新簽約項(xiàng)目致力于打造國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的柔性調(diào)光技術(shù)與柔性傳感電子器件的研發(fā)基地，總投資1.58億元，一期項(xiàng)目達(dá)產(chǎn)后，預(yù)計(jì)可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)能10K/月。

傳感技術(shù)是工業(yè)信息化時(shí)代的關(guān)鍵要素，也是新一代產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的制高點(diǎn)。下一步，新站高新區(qū)將繼續(xù)圍繞傳感器未來(lái)發(fā)展需求和趨勢(shì)，建設(shè)一批創(chuàng)新平臺(tái)、培育一批企業(yè)主體、引育一批創(chuàng)新人才，不斷推進(jìn)產(chǎn)業(yè)鏈“強(qiáng)鏈、延鏈、補(bǔ)鏈”，提升企業(yè)自主創(chuàng)新能力和產(chǎn)業(yè)鏈核心競(jìng)爭(zhēng)力，打造新型傳感器“策源地”和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新“孵化器”。

合肥新站區(qū)消息顯示，合肥新站高新區(qū)依托合肥新型顯示產(chǎn)業(yè)基地、合肥集成電路產(chǎn)業(yè)基地建設(shè)，不斷強(qiáng)化科技創(chuàng)新、場(chǎng)景創(chuàng)新，持續(xù)加大傳感產(chǎn)業(yè)招商引資力度，提前布局圖像傳感器、激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)、六維力傳感器項(xiàng)目，努力推動(dòng)顯示技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、數(shù)字技術(shù)的融合，全力推動(dòng)車(chē)芯屏融合發(fā)展。

【納芯微推出車(chē)規(guī)級(jí)溫濕度傳感器NSHT30-Q1，助力汽車(chē)智能化發(fā)展】

納芯微推出的全新車(chē)規(guī)級(jí)溫濕度傳感器NSHT30-Q1是一款基于CMOS-MEMS的相對(duì)濕度（RH）和溫度傳感器。

NSHT30-Q1在單芯片上集成了一個(gè)完整的傳感器系統(tǒng)，包括電容式的相對(duì)濕度傳感器、CMOS溫度傳感器和信號(hào)處理器以及I2C數(shù)字通信接口，采用帶Wettable Flank 的DFN封裝設(shè)計(jì)，產(chǎn)品尺寸僅為2.5mm×2.5mm×0.9mm。其I2C接口的通信方式、小且可靠的封裝以及更寬的工作溫度范圍使得NSHT30-Q1非常適合于車(chē)載環(huán)境應(yīng)用。

隨著汽車(chē)智能化的發(fā)展，車(chē)內(nèi)系統(tǒng)越來(lái)越依賴(lài)于對(duì)周?chē)h(huán)境的判斷做出決策。為了實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制和自主操作，這些系統(tǒng)需要借助能夠快速響應(yīng)的高精度傳感器產(chǎn)品來(lái)捕捉必要信息。

以汽車(chē)五合一傳感器為例，它利用內(nèi)置的溫濕度傳感器來(lái)檢測(cè)前擋風(fēng)玻璃內(nèi)側(cè)的溫度和濕度，進(jìn)而計(jì)算出露點(diǎn)溫度。這樣，空調(diào)系統(tǒng)就可以根據(jù)這些信號(hào)調(diào)整車(chē)內(nèi)溫度、出風(fēng)模式以及內(nèi)外循環(huán)等功能，有效降低車(chē)內(nèi)濕度，實(shí)現(xiàn)除霧功能。

同時(shí)，激光雷達(dá)也離不開(kāi)溫濕度傳感器的支持。溫濕度傳感器能夠監(jiān)控雷達(dá)的工作溫度和濕度，確保其在適宜的工作環(huán)境下運(yùn)行，避免因溫度過(guò)高而降低性能。此外，溫濕度傳感器還能檢測(cè)相對(duì)濕度，以監(jiān)測(cè)激光雷達(dá)和攝像頭模塊的透鏡是否破裂，從而避免潮濕環(huán)境對(duì)內(nèi)部光學(xué)元件造成損害，確保車(chē)輛行駛安全。

納芯微的車(chē)規(guī)級(jí)、高可靠性、高精度和低功耗的單芯片集成溫濕度傳感器NSHT30-Q1，適用于各種車(chē)載應(yīng)用，如汽車(chē)HVAC控制模塊和電池管理系統(tǒng)等，幫助車(chē)輛實(shí)現(xiàn)更高效、更穩(wěn)定的系統(tǒng)性能，為汽車(chē)智能化的發(fā)展提供了有力支持。

此外，NSHT30-Q1的I2C接口具有兩個(gè)可選擇的I2C地址，通信速度高達(dá)1 MHz，還支持2.0 V至5.5 V的寬電源電壓范圍，適用于各種應(yīng)用環(huán)境。同時(shí)具有可編程的中斷閾值，可以提供警報(bào)和系統(tǒng)喚醒，而不需要微控制器來(lái)持續(xù)監(jiān)控系統(tǒng)。

【計(jì)劃智能傳感器產(chǎn)值達(dá)400億元，河南鄭州將通過(guò)強(qiáng)鏈、補(bǔ)鏈，聚力推動(dòng)MEMS研發(fā)中試平臺(tái)建設(shè)】

2月27日，記者從鄭州市智能傳感器產(chǎn)業(yè)鏈培育工作推進(jìn)會(huì)上獲悉，鄭州將通過(guò)強(qiáng)鏈、補(bǔ)鏈，聚力推動(dòng)MEMS研發(fā)中試平臺(tái)建設(shè)，建設(shè)智能傳感器產(chǎn)業(yè)的良好生態(tài)。

智能傳感器產(chǎn)業(yè)是新一代信息技術(shù)的核心，也是科技競(jìng)爭(zhēng)的主戰(zhàn)場(chǎng)。智能傳感器和半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)俏沂≈攸c(diǎn)培育的28個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈之一。近年來(lái)，鄭州市高位推動(dòng)智能傳感器產(chǎn)業(yè)鏈，圍繞補(bǔ)鏈延鏈強(qiáng)鏈整合優(yōu)勢(shì)、握指成拳，全力打造產(chǎn)業(yè)新高地。

MEMS 微機(jī)電系統(tǒng)指尺寸在幾毫米乃至更小的高科技裝置。主要由傳感器、作動(dòng)器（執(zhí)行器）和微能源三大部分組成。一條完整的MEMS產(chǎn)業(yè)鏈由上游裝備和材料產(chǎn)業(yè)，中游MEMS設(shè)計(jì)和MEMS傳感器制造、封測(cè)，下游應(yīng)用終端產(chǎn)業(yè)組成。然而，MEMS制造環(huán)節(jié)缺失，制約鄭州高端傳感器產(chǎn)業(yè)壯大。“產(chǎn)業(yè)鏈不完整，主要體現(xiàn)在上游的材料和設(shè)備、中游的MEMS代工和芯片制造、下游封測(cè)環(huán)節(jié)的缺失，制約傳感器產(chǎn)業(yè)的發(fā)展壯大?！编嵵菔泄ば盼嚓P(guān)負(fù)責(zé)人說(shuō)。

圍繞鏈條缺失環(huán)節(jié)招引“補(bǔ)鏈”，鄭州市積極推動(dòng)MEMS研發(fā)中試平臺(tái)建設(shè)。依托鄭州高新區(qū)、鄭州中科集成電路與系統(tǒng)應(yīng)用研究院、河南豫芯智能傳感器產(chǎn)業(yè)發(fā)展有限公司、鄭州大學(xué)等單位，做好項(xiàng)目設(shè)計(jì)、建設(shè)和團(tuán)隊(duì)引進(jìn)等工作，積極探索運(yùn)營(yíng)模式，推動(dòng)MEMS研發(fā)中試平臺(tái)項(xiàng)目建設(shè)，推動(dòng)基于MEMS工藝的新型氣體傳感、壓力傳感智能傳感等芯片及器件研發(fā)生產(chǎn)，力爭(zhēng)2024年9月具備部分投產(chǎn)條件，2025年底達(dá)到交付使用條件，實(shí)現(xiàn)“基礎(chǔ)研究—技術(shù)攻關(guān)—技術(shù)應(yīng)用—成果產(chǎn)業(yè)化”全過(guò)程無(wú)縫銜接，推動(dòng)智能傳感器產(chǎn)業(yè)邁向規(guī)模化、特色化、差異化、高端化發(fā)展，建設(shè)具有國(guó)際影響力的智能傳感器產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈。

加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研對(duì)接服務(wù)，鄭州建立同工信部所屬7所高校常態(tài)聯(lián)系機(jī)制，加強(qiáng)與西安交通大學(xué)、華中科技大學(xué)對(duì)接，大力推進(jìn)香港理工大學(xué)鄭州技術(shù)創(chuàng)新研究院、上海交通大學(xué)鄭州創(chuàng)新研究院和北京理工大學(xué)鄭州智能科技研究院在鄭落地，力爭(zhēng)在傳感器領(lǐng)域建設(shè)一批新型研發(fā)機(jī)構(gòu)。鄭州市人民政府、武漢理工大學(xué)、中原豫資投資控股集團(tuán)有限公司戰(zhàn)略合作簽約，簽約各方將聯(lián)合鄭州高新區(qū)共同推動(dòng)武漢理工大學(xué)鄭州新材料聯(lián)合研發(fā)中心落地，助力傳感器產(chǎn)業(yè)上游材料發(fā)展。上海交通大學(xué)鄭州研究院揭牌成立，位于中原科技城龍湖北部片區(qū)，研究院將圍繞河南省傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型提升、新興產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)培育、未來(lái)產(chǎn)業(yè)前瞻布局需要，吸納一批高水平研發(fā)團(tuán)隊(duì)，集聚一批高層次科研人才；打造一批應(yīng)用型、轉(zhuǎn)化型博士后科研工作站，大力推進(jìn)研究生在豫聯(lián)合培養(yǎng)，與豫籍高校、企業(yè)等共建一批優(yōu)質(zhì)研究生生源及培養(yǎng)基地。

開(kāi)展產(chǎn)業(yè)鏈精準(zhǔn)招商，鄭州依托河南省智能傳感器行業(yè)協(xié)會(huì)、聯(lián)盟等優(yōu)勢(shì)資源，編制傳感器產(chǎn)業(yè)鏈招商圖譜和路線(xiàn)圖，以長(zhǎng)三角、珠三角、京津冀區(qū)域?yàn)橹攸c(diǎn)，聚焦高端傳感器設(shè)計(jì)、芯片制造和器件級(jí)、晶圓級(jí)MEMS封裝、關(guān)鍵材料與設(shè)備等關(guān)鍵領(lǐng)域以及產(chǎn)業(yè)鏈缺失環(huán)節(jié)，通過(guò)“以商招商”“點(diǎn)對(duì)點(diǎn)招商”，著力引進(jìn)一批項(xiàng)目，善智能傳感器產(chǎn)業(yè)鏈條。去年，鄭州市傳感器領(lǐng)域招引意向項(xiàng)目12個(gè)，一批重大產(chǎn)業(yè)項(xiàng)目正在積極對(duì)接。2024年計(jì)劃招引傳感器領(lǐng)域企業(yè)160家，智能傳感器產(chǎn)業(yè)規(guī)模達(dá)到400億元。

【總投資近 160 億元，華為上海青浦研發(fā)中心將于今年啟用】

據(jù)澎湃新聞報(bào)道，2024 年長(zhǎng)三角生態(tài)綠色一體化發(fā)展示范區(qū)開(kāi)發(fā)者聯(lián)盟重大項(xiàng)目對(duì)接會(huì)于3月5日舉辦，2024 年示范區(qū)重大建設(shè)項(xiàng)目調(diào)度清單初步形成，位于上海青浦的華為研發(fā)中心將于今年啟用，周邊道路也將同步通車(chē)。

去年 10 月，華為上海青浦研發(fā)中心進(jìn)入全面機(jī)電管線(xiàn)安裝工作，主體工程全部完成建設(shè)。據(jù)介紹，華為上海青浦研發(fā)中心是上海市重點(diǎn)工程，也是長(zhǎng)三角一體化示范區(qū)西岑科創(chuàng)中心的亮點(diǎn)項(xiàng)目，自開(kāi)工以來(lái)就備受關(guān)注。

華為上海青浦研發(fā)中心占地 2400 畝，總建筑面積 206 萬(wàn)平方米。研發(fā)中心將建設(shè)成為集企業(yè)辦公、研發(fā)中試、技術(shù)孵化、生產(chǎn)服務(wù)和配套居住于一體的復(fù)合型產(chǎn)業(yè)社區(qū)，將高科技元素的現(xiàn)代化工作場(chǎng)所與綠色生態(tài)相結(jié)合，打造華為全球創(chuàng)新基地。

華為投資近 160 億元建設(shè)青浦研發(fā)中心項(xiàng)目，該研發(fā)中心項(xiàng)目位于青浦區(qū)金澤鎮(zhèn)，占地面積約 160 萬(wàn)平方米，建筑面積約 200 萬(wàn)平方米。其為長(zhǎng)三角示范區(qū)西岑科創(chuàng)中心的重要項(xiàng)目，建成后將成為示范區(qū)創(chuàng)新經(jīng)濟(jì)新高地的重大標(biāo)志性項(xiàng)目。

在去年 9 月的“高質(zhì)量發(fā)展在申城”系列主題上海市政府新聞發(fā)布會(huì)期間，上海市青浦區(qū)官方透露，華為上海青浦研發(fā)中心明年陸續(xù)投入使用，計(jì)劃導(dǎo)入 3 萬(wàn)至 4 萬(wàn)名科研人才。

【加速度傳感器原理及其應(yīng)用】

常見(jiàn)的加速度傳感器工作原理有三種：壓電原理、電容原理和微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）原理。

1.壓電原理：壓電加速度傳感器通過(guò)壓電材料的壓電效應(yīng)來(lái)測(cè)量加速度。當(dāng)受到力或加速度時(shí)，壓電材料會(huì)產(chǎn)生電荷，在傳感器中形成電壓信號(hào)，從而測(cè)量加速度。

2.電容原理：電容式加速度傳感器利用電容的變化來(lái)測(cè)量加速度。當(dāng)傳感器受到加速度時(shí)，內(nèi)部的移動(dòng)部件會(huì)導(dǎo)致電容的變化，進(jìn)而測(cè)量到加速度的值。

3.微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）原理：MEMS加速度傳感器是一種微小化、集成化的傳感器，利用微機(jī)電系統(tǒng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)。傳感器中包含微小的彈簧質(zhì)點(diǎn)和微小的電容器，當(dāng)受到加速度時(shí)，質(zhì)點(diǎn)會(huì)移動(dòng)，導(dǎo)致電容的變化，從而測(cè)量加速度。

加速度傳感器的應(yīng)用非常廣泛，包括但不限于以下領(lǐng)域：

1.移動(dòng)設(shè)備：加速度傳感器被廣泛應(yīng)用于智能手機(jī)、平板電腦等移動(dòng)設(shè)備中，用于實(shí)現(xiàn)方向感應(yīng)、自動(dòng)旋轉(zhuǎn)屏幕、晃動(dòng)檢測(cè)等功能。

2.汽車(chē)工業(yè)：加速度傳感器在汽車(chē)中扮演重要角色，用于安全氣囊系統(tǒng)、車(chē)輛穩(wěn)定性控制、碰撞檢測(cè)等方面。

3.工業(yè)監(jiān)測(cè)：加速度傳感器用于工業(yè)設(shè)備的振動(dòng)監(jiān)測(cè)和故障診斷，提供重要的運(yùn)行狀態(tài)信息。

4.運(yùn)動(dòng)追蹤：加速度傳感器被廣泛應(yīng)用于健身設(shè)備、運(yùn)動(dòng)追蹤器等產(chǎn)品，用于測(cè)量運(yùn)動(dòng)的步數(shù)、距離、速度等。

5.建筑結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)：加速度傳感器用于監(jiān)測(cè)建筑結(jié)構(gòu)的振動(dòng)和變形，幫助評(píng)估結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性。

審核編輯 黃宇