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划时代纳米传感器诞生成本大降、用途广泛!
发布时间:2024-12-23 11:23:09 | 版权所有:必一体育

  开发出一种新技术,可以大大降低纳米传感器的碳密集度,使其更便宜、更高效,并且用途更广泛。这项技术使用一滴乙醇来处理每个传感器,而不是传统的需要将材料加热到高温的工艺。

  纳米传感器是测量物理量并将这些量转换为可以检测和分析的信号的纳米级设备。由于它们的运行规模与天然生物过程相似,可以利用化学和生物分子进行功能化,并具有引起可检测物理变化的识别事件,因此具有更高的特异性。此外,纳米传感器还具有成本和响应时间方面的优势,使其适用于高通量应用。

  然而,传统制造纳米传感器的方法存在一些限制。大多数纳米传感器在首次制造时不起作用,因为纳米粒子需要自我组装成一个由弱自然键结合在一起的网络,这可能会在纳米粒子之间留下太多的间隙,以至于无法传输电信号。

  麦考瑞大学工程学院纳米技术实验室负责人NoushinNasiri副教授领导的团队在努力改进紫外线传感器时取得了突破。他们发现,在传感层上添加一滴乙醇,而不将其放入烤箱,有助于纳米颗粒表面的原子四处移动,并且纳米颗粒之间的间隙随着颗粒相互连接而消失。

  “在清洗坩埚时不小心将一些乙醇溅到传感器上,这起事件通常会破坏这些敏感设备,”该研究的主要作者、研究生Jayden(Xiaohu)Chen说。“我以为传感器被破坏了,但后来意识到样品的性能优于我们制作过的其他样品。”

  Nasiri副教授表示,这一发现可能对纳米传感器领域产生重大影响。“我们已经开发出一种使纳米传感器工作的配方,我们已经用紫外线传感器以及检测二氧化碳、甲烷、氢气等的纳米传感器对其进行了测试,效果是一样的。”她说。

  该团队正在申请专利,并计划进一步研究如何将这一技术应用于不同的纳米传感器中。这项技术的潜在应用非常广泛,包括医疗、环保、能源和安全等领域。

  传感器作为数据采集的功能器件,是信息技术的基础核心元器件,采集的数据是整个感知、传输和处理信息系统中延伸到前端“触角”。近年来,全球传感器市场一直保持快速增长。根据赛迪顾问预计,2023年,全球传感器市场规模将增长至2032亿美元,年复合增长率约为8%以上。工信部电子司副司长杨旭东在“2022世界传感器大会”上介绍,随着5G人工智能物联网、大数据、云计算等技术不断突破,作为与外界环境交互的重要手段和感知信息的主要来源,传感器市场需求日益旺盛,预计到2023年,中国传感器市场规模将突破3800亿元。然而,我国本土传感器行业发展令人担忧,与全世界生产的超过2万种传感器产品品类相比,中国仅能自主生产其中的约1/3左右,整体技术及单品价值量也处于较为低端水平。如此庞大的市场体量却绝大部分被欧美国际传感器巨头占据,成为当前制约中国数字化转型发展的最 大“卡脖子”技术瓶颈之一。

  陶瓷电容式压力传感器作为车规级传感器重要的核心品类,最早于20世纪末陆续出现并不断在汽车及工业控制领域应用。其采用陶瓷薄膜作为感压元器件,陶瓷薄膜和陶瓷基体分别制成电容两极,当外部压力作用于陶瓷膜时,陶瓷膜变形,两极之间的距离发生变化,导致电容发生变化,通过特定的ASIC调节芯片输出标准电压信号,从而达到测量压力的作用。而陶瓷是一种公认的高弹性、介质兼容性好、抗电磁干扰能力强、抗腐蚀、抗磨损、抗冲击和振动的材料,其良好的热稳定特性结合厚膜的高温烧结工艺能使陶电容式压力传感器的工作温度范围可长期保持在-40~150℃宽范围内。同时,陶瓷材料的高致密性和抗蠕变性能,也使陶瓷电容式压力传感器具有优良的长期稳定性。另外,陶瓷的优良的耐腐蚀性,使其在水、油、气、酸碱等恶劣复杂的介质环境中具有得天独厚的优势。因此,陶瓷电容作为压力传感器中一种主要技术路线,能广泛应用于汽车发动机系统、变速箱系统、空调冷媒系统、刹车系统、新能源车热泵系统等、工业的过程智能化控制及监控系统、储能热管理系统等领域。陶瓷电容式压力传感器的制造过程涵盖电子、材料、力学、化学、机械学诸多交叉学科领域,其制造核心工艺包括陶瓷基体制备技术、电极导体厚膜印刷技术、低温共烧工艺技术、ASIC调理芯片技术等诸多核心技术。长期以来,全球陶瓷电容式压力传感器市场被美国森萨塔等国外厂商占据,属于“卡脖子”技术及受垄断的传感器产品之一。

  反观国产厂商的发展一直以来却限于重重困难与挑战当中。国产陶瓷电容式压力传感器厂商欲跨越行业门槛却囿于实现技术突破、布局产业化投资成本高且开发周期长、见效慢的困局,上游原材料厂商暂未实现国产替代进口的产业链配套劣势,汽车客户又属于高门槛、周期长的供应链认证并且不愿意轻易试错更换供应商,依赖美国森萨塔等最早进入该领域的标杆企业的采购习惯。

  中美贸易摩擦以来,美国不断以“芯片”断供以及将一些高科技企业列入出口管制的“实体清单”等行为,使得中国信息产业面临“卡脖子”的窘境。美国公布的影响国家长期安全和经济繁荣至关重要的22项技术中,有6项与传感器技术直接相关。摆脱核心部件“卡脖子”技术成为国内企业现阶段的攻坚重点,同时也为核心部件的国产替代提供新的发展空间。

  车规级传感器作为汽车的核心零部件之一,是所谓“牵一发而动全身”的配置。传统汽车厂商高度重视上游供应商的审核资质、品牌影响力和产品品质稳定性,同时设置了高门槛、周期长审核供应商体系以求降低零部件的试错成本。这也造就了挡在国产传感器零部件厂商进入汽车供应链的一座“大山”。在中美贸易摩擦同时智能网联汽车迎来“风口”的背景下,保障供应链稳定是国内汽车产业界的头等大事之一。因此,我国汽车相关行业面临的保障供应链是大势所在,推动了传统汽车产业链重塑的战略方向,正为国产汽车自主零部件供应商厂商带来广阔的国产替代发展机遇!

  值得关注的是,国产陶瓷电容式压力传感器厂商多年来持续攻坚克难,正在加速国产替代进程,在技术创新、成本优势、交付周期、售后服务等领域不断补弱增强,以安培龙为代表的国产陶瓷电容式压力传感器供货企业率先进入国产替代快车道。据公开资料显示,在汽车零部件进口替代的趋势下,安培龙基于先进的陶瓷材料技术平台的技术优势,于2012年组建了陶瓷电容式压力传感器研发团队,开始进行项目研发,十年磨一剑,逐步掌握了陶瓷电容式压力传感器关键电极浆料、核心零部件等研发工艺技术,于2019年打破国外垄断实现量产。同年,安培龙获得工信部工业强基重点产品传感器“一条龙”应用计划示范企业,《基于厚膜芯片的陶瓷电容式车用压力传感器》入选了工信部2019年度工业强基重点产品传感器“一条龙”应用计划示范项目。安培龙凭借在陶瓷压力传感器的前瞻性布局,生产的陶瓷电容式压力传感器,目前已大量配套应用于汽车空调系统、发动机系统、变速箱系统、商用车刹车系统、新能源汽车热泵以及商用空调、储能热管理系统等领域,已与上汽集团、比亚迪、东风汽车、长城汽车、法雷奥、邦奇、万里扬等国内外知汽车主机厂和汽车零部件厂商建立长期稳定的合作关系。根据深交所披露公开信息显示,2022年,安培龙的压力传感器更是迎来爆发式增长,其营业收入高达24,741万元,增长率为454%。

  根据传感器专家网发布的信息,2019-2026年,受益于全球范围内对乘客驾驶安全的日益关注以及有关排放的严格政府法规,全球汽车压力传感器市场将以8.3%的速度快速增长。根据赛迪顾问的统计,2019年中国压力传感器市场规模为357.00亿元,其中在汽车电子领域的市场规模为155.40亿元。按上述复合增长率测算,在汽车电子领域,2021、2022年中国压力传感器的市场规模将达到182亿元、197亿元,具有巨大的市场规模空间。

  随着汽车供应链重塑、价值链重构的颠覆创新时代及陶瓷电容式压力传感器厂商的不断崛起,更多国内车规级陶瓷电容式压力传感器厂商将迎来进口替代机会。

  近日,合肥海图微电子有限公司(以下简称海图微电子)宣布完成数亿元Pre-B轮股权融资,由安徽省铁路基金、合肥建投资本、合肥产投资本、安徽省文化与数字创意基金、国元基金、滨湖科创投联合投资。本轮募集资金主要用于加大多款CMOS图像传感器芯片(简称“CIS”)的量产规模,基于新工艺平台加大在机器视觉、汽车电子、医疗领域的CIS产品研发投入。

  海图微电子是一家图像传感器芯片研发生产商,专注于高端、高速图像传感器芯片设计研发和销售业务,采用自主研发的大面阵驱动技术及高速低功耗等高速读出电路,实现产品高全幅帧率与高分辨率。公司4个A的产品,采取全局曝光方式,分辨率为400万至1600万像素,降低了国内机器视觉对海外单一供应依赖,从底层核心元器件推动国内机器视觉应用的创新。

  海图微电子研发的高速、高端CMOS图像处理传感芯片,采用自主研发的像素IP、大面阵驱动技术及高速低功耗AD转换器等高速读出电路,实现产品高全幅帧率与高分辨率,覆盖可见光、近红外、紫外以及X光等光领域,产品和解决方案广泛应用于工业检测、智能交通、科学仪器、汽车电子等方向。

  据悉,海图微电子在合肥本部、上海、北京、深圳、日本等多个城市和国家设有研发中心和分支机构,已拥有一支完整的产品研发团队,实现对像素、ADC、电路、工艺集成、测试等关键岗位的全覆盖,核心研发团队获评江淮硅谷团队、安徽省和合肥市高层次人才团队。

  海图微电子董事长周伊凡表示:海图微电子正在稳步推进量产及规模化销售,目前已经形成“量产一代、开发一代、预研一代”的发展态势,跨区域布局的人才招引和市场拓展也在按计划节点落地,多举措加强供应链和价值链的延伸,多款产品也获得了积极的市场反馈。

  苹果公司最近获得了一项关于Siri的新专利,该专利提出了一种全新的监测方式,通过使用AirPods内置的陀螺仪或加速度计来记录微妙的面部运动,从而读取用户的唇语。这项技术可以在语音识别方面提供更准确的的结果,减少背景音等干扰的影响。#科技情报局#

  在日常生活中,语音识别技术已经被广泛应用于各种领域,如智能家居、语音助手等。然而,语音识别技术仍然存在一些问题,例如背景音干扰、语音清晰度等。在这种情况下,苹果公司提出了了一种新的监测方式,通过使用AirPods内置的陀螺仪或加速度计来记录微妙的面部运动,从而读取用户的唇语。

  与其他语音识别技术相比,这种监测方式具有很多优点。首先,它可以减少背景音等干扰的影响,从而提高语音识别结果的准确度。其次,这种监测方式不需要用户说出清晰的声音,因此可以在一些嘈杂的环境中更好地工作。此外,这种监测方式还可以减少耗电量和处理负担,从而提高设备的效率。

  苹果公司在专利中提到了如何通过使用AirPods内置的陀螺仪或加速度计来记录微妙的面部运动。这些运动可以通过算法来分析,从而识别用户的唇语。

  总之,苹果公司的这项新专利提出了一种全新的监测方式,通过使用AirPods内置的陀螺仪或加速度计来记录微妙的面部运。

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