傳感新品

【同濟大學(xué)：研發(fā)高性能Ni3(HHTP)2薄膜柔性場效應(yīng)管氣體傳感器！】

研究內(nèi)容

導(dǎo)電金屬有機框架(MOFs)作為電子傳感器中的傳感元件，近年來受到越來越多的關(guān)注，并具有很高的應(yīng)用潛力。傳統(tǒng)的場效應(yīng)晶體管(FET)氣體傳感器使用Si/SiO2作為襯底，其不具有彎曲和拉伸特性，并且難以用于柔性器件。

同濟大學(xué)毛舜構(gòu)建了基于導(dǎo)電MOF的柔性場效應(yīng)晶體管(FET)傳感器，即Ni3(HHTP)2。Ni3(HHTP)2傳感器具有高靈敏度(檢測極限為56 ppb)以及在室溫下對NO2檢測的優(yōu)越選擇性，通過在混合氣體環(huán)境中的精確氣體檢測來證明。通過使用六種柔性基板，即聚酰亞胺(PI)、膠帶(PET)、面罩、紙杯、桌布和外賣袋(紡織品)，成功地證明了以導(dǎo)電MOF作為傳感膜的柔性傳感器結(jié)構(gòu)在各種基板上的通用性。

研究要點

要點1.作者使用六種柔性基板，即聚酰亞胺(PI)、膠帶(PET)、面罩、紙杯、桌布和外賣袋(紡織品)代替剛性Si/SiO2，使用Ni3(HHTP)2作為柔性FET氣體傳感器的傳感通道。采用簡單的原位合成方法在柔性基板上沉積Ni3(HHTP)2薄膜。Ni3(HHTP)2的孔結(jié)構(gòu)可以為氣體分子結(jié)合提供豐富的活性位點。

要點2.制備的傳感器在室溫下對NO2氣體檢測顯示出高靈敏度，并且在混合氣體分析中顯示出其突出的選擇性。通過理論模擬，計算了NO2分子在Ni3(HHTP)2的不同吸附位點(OH-、Ni-和苯-)上的吸附能和鍵長。此外，柔性傳感器在不同的彎曲條件下保持其高傳感性能，并在環(huán)境空氣中具有高穩(wěn)定性，這對于柔性氣體傳感器在環(huán)境監(jiān)測、醫(yī)療保健和生物醫(yī)學(xué)傳感中的實際應(yīng)用至關(guān)重要。

這項基于導(dǎo)電MOF的柔性電子傳感器的研究為可穿戴和便攜式電子設(shè)備的廣泛傳感應(yīng)用提供了新的機會。

傳感動態(tài)

【森海塞爾投資光學(xué)MEMS麥克風(fēng)廠商sensiBel】

森海塞爾(Sennheiser)近日宣布聯(lián)合多位投資者向挪威光學(xué)MEMS麥克風(fēng)創(chuàng)新廠商sensiBel投資700萬歐元，助推微型麥克風(fēng)的技術(shù)革新和應(yīng)用。sensiBel研發(fā)的光學(xué)MEMS麥克風(fēng)尺寸僅有毫米級大小，有望為消費電子、汽車、會議系統(tǒng)、醫(yī)療設(shè)備等應(yīng)用領(lǐng)域帶來前所未有的音頻體驗。

“我們希望成為一家可持續(xù)發(fā)展的公司，”森海塞爾聯(lián)合首席執(zhí)行官Daniel Sennheiser說道?！俺送顿Y現(xiàn)有業(yè)務(wù)外，我們還會對公司之外有前景的未來領(lǐng)域進行投資，以與我們的公司和愿景保持一致，從而進一步鞏固和拓展森海塞爾作為專業(yè)音頻解決方案供應(yīng)商的領(lǐng)先地位?！?/p>

Andreas Sennheiser補充道：“sensiBel的創(chuàng)新光學(xué)MEMS技術(shù)顯然是此類有前景的新興領(lǐng)域。作為投資者，我們期待積極推動這一顛覆性技術(shù)的發(fā)展?！?/p>

sensiBel首席執(zhí)行官Sverre Dale Moen評論道：“sensiBel與森海塞爾有著相同的愿景，我們很榮幸地歡迎森海塞爾成為投資伙伴。我們相信，得到來自這樣一家獲得高度認可的音頻公司的投資是對我們技術(shù)研發(fā)實力的肯定，也預(yù)示著光學(xué)MEMS技術(shù)將在微型麥克風(fēng)的未來發(fā)展中發(fā)揮巨大的潛能?！?/p>

【英特爾啟動新一輪裁員，涉及銷售和營銷部門部分員工】

4 月 6 日消息，據(jù) CRN，英特爾本周對其銷售和營銷部門進行了新一輪裁員，具體裁員人數(shù)未知。英特爾發(fā)言人周四確認公司進行了裁員，但沒有提供更多細節(jié)。

英特爾代表在一份聲明中表示：“為了繼續(xù)實現(xiàn)公司戰(zhàn)略，推動客戶取得成果，英特爾銷售和營銷部門宣布對其組織結(jié)構(gòu)進行調(diào)整?！薄拔覀儗τ⑻貭柕奈磥沓錆M信心，并致力于通過這一流程支持所有員工，包括以尊嚴和尊重的方式對待受影響的員工?！?/p>

英特爾首席執(zhí)行官 Pat Gelsinger 曾于 2022 年 10 月宣布計劃到 2025 年將支出削減 100 億美元（當前約 724 億元人民幣）以應(yīng)對“需求突然且明顯放緩”，此次裁員也是該公司進行的最新一輪裁員。

就在英特爾宣布裁員的同一周內(nèi)，英特爾還公布了最新財務(wù)報告，將公司的產(chǎn)品設(shè)計業(yè)務(wù)與芯片制造業(yè)務(wù)分開，并透露前者去年出現(xiàn)了 70 億美元（IT之家備注：當前約 506.8 億元人民幣）的運營虧損。

該公司表示，隨著 Gelsinger 的節(jié)點加速計劃完成，英特爾代工業(yè)務(wù)的“運營虧損預(yù)計將在 2024 年達到峰值”。

他們補充說，英特爾芯片制造業(yè)務(wù)預(yù)計將在“現(xiàn)在到 2030 年底之間實現(xiàn)盈虧平衡的運營利潤率，屆時其目標是非美國通用會計準則 (GAAP) 毛利率為 40%，非美國通用會計準則營業(yè)利潤率為 30%?！?/p>

【融資數(shù)千萬，清華大學(xué)精儀系團隊攜MEMS振鏡技術(shù)競逐激光雷達市場】

成立于2017年的洛倫茲科技，是以3D激光雷達、物流與交通場景感知認知算法及解決方案為核心的智能感知和人工智能公司。洛倫茲CEO杜晨光告訴獵云網(wǎng)：洛倫茲團隊由清華大學(xué)精儀系教授領(lǐng)銜，清華、中科大資深碩博團隊為主體，經(jīng)過數(shù)年的沉潛，掌握了激光雷達關(guān)鍵技術(shù)，尤其是低成本高可靠高性能的鈦合金MEMS振鏡技術(shù)，使得車載激光雷達的普及以及自動駕駛技術(shù)的最終普及成為可能。

超聲波、攝像頭、毫米波雷達等基礎(chǔ)傳感器經(jīng)過多年的發(fā)展，已經(jīng)滿足成本和穩(wěn)定性要求，但是能夠絕對準確判斷周邊物體距離的是激光雷達。

洛倫茲團隊此前已推出905nm車規(guī)級MEMS激光雷達 - 洛倫茲E系列 ，是針對自動駕駛量產(chǎn)前裝開發(fā)，采用全新的鈦合金MEMS方案作為掃描部件的混合固態(tài)中遠距車規(guī)級主激光雷達。

洛倫茲E系列作為自動駕駛的主激光雷達，分辨率可達300線以上，在城市復(fù)雜交通場景中，可對各類車輛、行人、路障、水馬、限高桿、錐桶、低矮障礙物等交通參與者與障礙物進行準確的識別；探測距離可達300m以上，在高速場景下，保證車輛擁有足夠的反應(yīng)時間；尺寸實現(xiàn)了進一步壓縮，整機高度壓至40mm以下，便于安裝在車頂。

洛倫茲E系列可以滿足智能網(wǎng)聯(lián)汽車對高性能、車規(guī)級長距激光雷達的需求，優(yōu)勢在于電子系統(tǒng)架構(gòu)簡單、系統(tǒng)功耗低、整機尺寸小，大批量可以做到千元級。與市場上量產(chǎn)的主流產(chǎn)品相比，分辨率提升60%以上，成本降低40%以上。

目前洛倫茲客戶主要為整車廠，其產(chǎn)品激光雷達在智能網(wǎng)聯(lián)汽車中起著類似于“眼睛”的功能，起到收集路況信息的主要作用，能夠根據(jù)掃描到的點云數(shù)據(jù)快速繪制 3D 全景圖型，實現(xiàn)避障，三維重構(gòu)，slam導(dǎo)航等等。

杜晨光透露，洛倫茲的鈦合金MEMS振鏡激光雷達是更優(yōu)的方案，具備體積小、成本低、功耗低、噪音低的優(yōu)勢。

為應(yīng)對逐漸清晰的感知方案需求，激光雷達主流廠商幾乎都選擇了產(chǎn)品平臺化與自研芯片的道路。除性能指標優(yōu)化升級外，這應(yīng)該算是激光雷達行業(yè)又一明顯的發(fā)展趨勢。

從全球激光雷達市場格局來看，禾賽科技、圖達通、法雷奧、 速騰聚創(chuàng)等在車載領(lǐng)域有批量出貨。2023年年底，眾多車企銷量迎來全年高潮，直接帶動了激光雷達銷量走高。據(jù)悉，在小鵬G9的大定訂單中，超過80%的用戶選擇了帶有激光雷達的MAX版本車型。

融資方面，洛倫茲已獲三輪數(shù)千萬元融資，投資方包括清華同方、啟迪、東方國獅、新世界等。

團隊方面，由清華大學(xué)精儀系教授領(lǐng)銜，清華、中科大資深碩博團隊為主體，核心團隊畢業(yè)于清華大學(xué)、中科大、UCLA，在激光及人工智能領(lǐng)域有數(shù)十年行業(yè)經(jīng)驗。

【印度總理：印度成為世界半導(dǎo)體大國的日子不遠了】

據(jù)日本媒體報道，印度正在推動半導(dǎo)體生產(chǎn)。當?shù)刎攬F塔塔集團及日本瑞薩電子已宣布建設(shè)工廠。受到中美對立帶來的供應(yīng)鏈調(diào)整的推動，印度政府也通過補貼等促進半導(dǎo)體生產(chǎn)。

印度政府在 2 月底連續(xù)批準了 3 家半導(dǎo)體工廠的建設(shè)計劃。塔塔集團旗下的塔塔電子（Tata Electronics）將與臺灣力晶積成電子制造（力積電、PSMC）合作，在印度西部古吉拉特邦的 Dholera 建設(shè)負責(zé)前工序的工廠。

印度總理莫迪

古吉拉特邦作為印度總理莫迪的家鄉(xiāng)，一直以來都是印度產(chǎn)業(yè)招商的重要基地。在這里，塔塔集團與臺灣力晶積成電子制造（力積電）攜手合作，共同建設(shè)一座負責(zé)前工序的半導(dǎo)體工廠。這座工廠的建成，將為印度半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)注入新的活力。

與此同時，瑞薩電子也選擇在古吉拉特邦的薩納恩德設(shè)立后工序工廠。這一決策不僅體現(xiàn)了印度半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的吸引力，也展示了瑞薩電子對印度市場的信心。

除了古吉拉特邦，印度東北部的阿薩姆邦也迎來了半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的春風(fēng)。塔塔集團旗下的 Tata Semiconductor Assembly and Test（TSAT）將在這里建設(shè)一座新的后工序工廠，為印度半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的完善貢獻力量。

【MEMS高溫壓力傳感器詳解】

常規(guī)的單晶硅擴散式壓阻壓力傳感器在超過120°C環(huán)境下使用時，會由于內(nèi)部PN結(jié)出現(xiàn)漏電而導(dǎo)致傳感器性能急劇下降，進而導(dǎo)致失效。而工業(yè)、航天航空等領(lǐng)域使用的壓力傳感器需要滿足2個基本需求：高溫和高可靠性。因此我們也通常把這類壓力傳感器稱為高溫壓力傳感器。對MEMS高溫壓力傳感器最基本的需求是在至少125°C環(huán)境下工作。以傳感器實現(xiàn)高溫的特征進行分類，高溫壓力傳感器主要包括多晶硅壓力傳感器、SOI壓力傳感器、SOS壓力傳感器和SiC壓力傳感器，下面詳細介紹這四種高溫壓力傳感器。

圖MEMS壓力傳感器典型應(yīng)用（來源YOLE）

多晶硅高溫壓力傳感器

多晶硅高溫壓力傳感器在制作中采用熱氧工藝在單晶硅襯底上制備介質(zhì)膜SiO2，再通過LPCVD(Low Pressure Chemical Vapor Deposition，低壓氣相淀積) 工藝在 SiO2上制作多晶硅膜，再通過擴散工藝制作基于多晶硅材料的壓敏電阻。多晶硅高溫壓力傳感器主要采用SiO2作為介質(zhì)薄膜來代替PN結(jié)，進而實現(xiàn)電隔離。

多晶硅高溫壓力傳感器一般可用在200°C以內(nèi)的環(huán)境，多晶硅層常規(guī)厚度低于2μm，與介質(zhì)層SiO2和部分硅襯底組成感受壓力的復(fù)合膜結(jié)構(gòu)，這樣的結(jié)果會因不同材料的熱膨脹系數(shù)不同引起熱應(yīng)力，影響高溫下的性能。

圖 四類MEMS高溫壓力傳感器結(jié)構(gòu)

SOI高溫壓力傳感器

SOI 高溫壓力傳感器制備工藝相對成熟，也是目前市場上最常見的一種高溫壓力傳感器類型。SOI壓力傳感器具有耐高溫特性，埋氧層可以隔絕壓敏電阻和硅襯底，避免產(chǎn)生P-N結(jié)漏電問題。在相同尺寸下，SOI襯底的漏電流比硅襯底形成PN結(jié)的漏電流低3個數(shù)量級，因此SOI襯底適合研制高溫壓力傳感器。但是存在敏感壓阻層與襯底之間的鍵合方式、熱應(yīng)力和高溫漏電流增大以及硅高溫蠕變等因素的限制。

制備SOI襯底的兩種主流技術(shù)是注氧隔離（separation by implantation of oxygen，SIMOX）技術(shù)和鍵合（bonding）技術(shù), SIMOX技術(shù)是指工藝中大劑量的氧離子被注入到起始硅片中, 然后進行高溫退火處理形成SOI襯底，利用SIMOX技術(shù)制作的高溫壓力傳感器, 其耐溫到220°C。

鍵合技術(shù)，包括智能剝離（Smart Cut）和鍵合與背面減薄（bonding and etch-back SOI BESOI）技術(shù)，鍵合技術(shù)工藝較復(fù)雜, 成本控制較難。利用 Smart Cut技術(shù)的SOI襯底，研制出的高溫壓力傳感器, 其高溫特性可到150°C；利用BESOI 技術(shù)制作的高溫壓力傳感器, 其耐溫到200°C。

SOS高溫壓力傳感器

SOS高溫壓力傳感器（Silicon on Sapphire）是基于藍寶石襯底制成的器件。藍寶石是Al2O3的晶體結(jié)構(gòu)，熔點達到2040℃，具有良好的光學(xué)特性、絕緣性，在1500℃時機械性能良好，是制備高溫傳感器的理想材料。

SOS 高溫壓力傳感器是在二十世紀八十年代提出的一種薄膜應(yīng)變式壓力傳感器，它通過在藍寶石晶體上異質(zhì)外延生長單晶硅薄膜，并利用干法刻蝕制作硅壓阻結(jié)構(gòu)。SOS 高溫壓力傳感器具有頻帶寬、耐腐蝕、抗輻射等優(yōu)點，工作溫度可達到350℃，由于難以形成真空絕壓腔，SOS 高溫壓力傳感器多為大量程的表壓傳感器。另外，藍寶石熱膨脹系數(shù)約為硅的2倍，外延單晶硅薄膜與藍寶石間的晶格失配大，存在較大的失配應(yīng)力，限制了這種傳感器的最高使用溫度。

SiC高溫壓力傳感器

碳化硅作為第三代直接躍遷型寬禁帶半導(dǎo)體材料具有優(yōu)良的抗輻照特性、熱學(xué)性能、抗腐蝕性。SiC晶體形態(tài)較多，常用于研制高溫壓力傳感器的晶體形態(tài)為α型的3C-SiC和β型的4H-SiC、6H-SiC，其中β-SiC在1600℃時仍能保持良好的機械強度，在制備高溫傳感器方面有廣闊的應(yīng)用前景。壓力敏感結(jié)構(gòu)以6H-SiC作為基底，利用同質(zhì)外延摻雜、干法刻蝕技術(shù)形成PN結(jié)和壓阻結(jié)構(gòu)，再使用Ti/TaSi/Pt膜實現(xiàn)歐姆接觸，傳感器最高工作溫度能達到 750℃。

限制SiC壓阻高溫傳感器工作溫度的因素有兩個：第一，高溫下外延6H-SiC薄膜的壓阻效應(yīng)退化，有數(shù)據(jù)表明，6H-SiC薄膜在室溫下的壓阻系數(shù)為30，而在600℃時降為10~15；第二，SiC歐姆接觸的使用溫度限制，Ti/TaSi/Pt、Ta/Ni/Pt等歐姆接觸膜系的長期使用溫度均不高于 800℃。

以上四類不同結(jié)構(gòu)的壓力傳感器是目前常見的實現(xiàn)高溫壓力傳感的方式：

從最高使用溫度來講，SiC＞SOS＞SOI＞多晶硅；

從制造難度來講，SiC＞SOS＞SOI＞多晶硅；

從產(chǎn)業(yè)化程度來講，SOI＞多晶硅＞SOS＞SiC；

從制造成本來講，SiC＞SOS＞SOI＞多晶硅。

審核編輯 黃宇