您的位置: 集微网:积微成著 >> 资讯 >> 本土IC >> 详细内容 在线投稿

我国集成电路产业全景扫描;中科大实现反事实量子通信;

更多猛料?欢迎关注老杳个人微信号:laoyaoshow
来源: 集微网   发布者:集微网
热度32票   时间:2017年5月19日 06:55
1.我国集成电路产业全景扫描;
2.合肥研究院在柔性应变传感器研究方面取得进展;
3.中国量子研究再进一程 实现反事实量子通信;
4.物理所发现范德华异质结间的强耦合超快电荷传输;
5.我国首个碳化硅新型充电桩示范工程正式启动;
6.中科院微电子所和ST共同开发电动车电池管理系统


集微网推出集成电路微信公共号:“天天IC”,重大新闻即时发布,天天IC、天天集微网,积微成著!长按 laoyaoic 复制微信公共号搜索添加关注。


1.我国集成电路产业全景扫描;

如果以2000年国务院印发《鼓励软件产业和集成电路产业发展的若干政策》为标志,中国集成电路产业进入真正起步阶段,2014年发布的《国家集成电路产业发展推进纲要》(以下简称《推进纲要》)则是一台强力加速器,将中国集成电路产业又推向一个新的高度。

然而,随着产业发展进程的加快,我们更加急需了解我国当前IC产业的整体状况,包括产业链发展情况、产业区域分布、关键产品开发进程等,进而探寻适合中国IC的发展模式。

关键器件:存储器将是突破口

从1958年第一块集成电路发明开始,至今近60年的发展历程中,全球IC产业经历了起源壮大于美国,发展于日本,加速于韩国以及我国台湾地区的过程,目前整个产业又有向中国大陆地区转移的迹象。而在整个过程中有一个现象很多人都曾注意到,即存储器对于一个国家或地区的IC产业成长壮大可发挥重要的推动作用。

长江证券的研究报告显示,一直稳坐IC产业世界第一的美国,因为日本在DRAM存储器上的大力赶超于1986年被拉下了宝座。日本集成电路的发展,特别是DRAM的批量化生产,促使其本土电子市场得到满足。在1986年,尽管全球集成电路市场经历两年的萎缩期,日本借机超越美国,成为世界市场占有率第一强国。从1980年至1986年期间,美国的半导体市场份额从61%下降到43%,而日本由26%上升至44%。此次“DRAM”之争的战败给美国IC产业敲响了警钟,促使美国于1989年年底组建“国家半导体咨询委员会”,大力发展IC设计技术,提供高附加值、创新性强的集成电路产品。最终帮助美国重新夺回全球IC产业霸主的地位。更有甚者,存储器不仅曾使日本IC产业超越美国,也是韩国在集成电路上实现弯道超车的关键,至今韩国三星依然是全球存储器的龙头,占据平均超过50%的市场份额。

对此,半导体专家莫大康对记者指出,从历史经验来看,日本与韩国都曾经以存储器为突破口,一跃成为半导体大国。在中国大力发展IC产业之际,抓住存储器这个关键性的产品作为突破口是可行的。此外,中国也具有做强存储产业的基础。建广资产总经理孙卫表示:“存储产业是一大投入、大产出的门类,这些特点与面板行业类似。我国应当总结这些年来在面板产业中的投资经验。”在十几年的发展中,中国显示面板领域投入了约3000亿元,目前已经成为全球液晶面板产业的重要力量之一。

如果说此前我国存储器产业的市场份额基本为“0”的话(全球存储产业高度集中,前五大存储器公司三星、SK海力士、美光、东芝、西数(闪迪)总营收占整个市场的95%以上),从2015年开始,在《推进纲要》发布后,我国在存储器领域的发展再次火热起来,目前已经逐渐形成三股力量。

首先是紫光/长江存储系。2016年7月由紫光集团和国家集成电路产业投资基金股份有限公司共同出资成立长江存储科技有限责任公司。按照国家存储器基地项目规划,长江存储的主要产品为3D NAND,预计到2020年形成月产能30万片的生产规模,到2030年建成每月100万片的产能。今年年初紫光集团又在南京宣布动土兴建12英寸晶圆厂,生产3DNAND、DRAM存储芯片等。紫光集团董事长赵伟国表示,紫光集团现在最重要的两大发展方向,就是3D NAND存储器与移动芯片、物联网芯片。目标是在十年内跻身成为全球前五大存储器制造商。

日前,紫光国芯(紫光集团旗下上市公司之一)发布重大资产重组进展公告,称将以增资的方式收购存储器长江存储全部或部分股权。显示紫光集团未来将通过资本市场募资,加速后续内存器研发量产的进程。

其次是合肥长鑫。有消息称,由合肥相关方面投资的合肥长鑫公司将投入约500亿元,合肥计划打造月产能12.5万片的12英寸晶圆厂晶圆生产线,前中芯国际执行长王宁国将执掌该项目。预计今年年底该项目将进入设备安装阶段。

第三股力量是福建晋华。福建省晋华集成电路有限公司由福建省电子信息集团、晋江能源投资集团有限公司等共同出资设立,通过与联电签订技术合作协定的方式,前期由联电协助其生产利基型 DRAM,后期逐步导入。目前新建的12英寸厂房已经动工,初步产能规划每月6万片,估计2017年年底完成技术开发,2018年9月试产。

毫无疑问,由于存储产业集中,存在着很高的技术与专利壁垒,中国存储产业的发展并不容易,但是中国半导体业用存储器作为推进IC产业的突破口,将是一个重要的尝试。有关方面需要足够的耐心与坚持。

国产CPU:需要变换切入点

龙芯中科公司“合作伙伴大会”现场,记者看到大量装载着龙芯CPU的台式计算机、平板电脑、一体机、服务器、交换机、防火墙等。经过十年沉潜,国产CPU的代表龙芯正在逐渐发展成熟。在此次合作伙伴大会上,不仅龙芯中科公司推出一批性能堪比国际主流的产品,如龙芯3A3000/3B3000主频达到1.5GHz,产品性能超过英特尔凌动系列、高端ARM系列等,一批产业链相关企业也发布了基于龙芯新一代处理器的终端产品,如中国航天科技、航天科工、船舶重工、中电科技、中科曙光、浪潮集团、新华三集团、研祥智能、东华软件、中石油渤海钻探等。

“占据国际市场主要份额的x86架构处理器单核性能上在2010年至2012年前后基本达到天花板,这给国产CPU提供了追赶的机会。”龙芯中科公司胡伟武告诉记者。而经过这些年的“补短板”工作,国产CPU的整体性能也确实得到大幅提升,已经达到“可用”的程度。一些国产CPU企业下一阶段的重点已经转向对公开市场的拓展,而不仅局限在国家安全相关市场为主。

以x86架构为主的国产CPU企业兆芯也于近日首次展示了最新一代ZX-D系列处理器。“该产品的性能大概相当于英特尔i3-i5处理器之间,它不仅定位于党政军等市场,也将向公开市场拓展。”兆芯副总裁傅城告诉记者。据悉,ZX-D系列处理器现在已经在台积电成功流片,显示该产品的市场化进程迈进了重要一步。预计今年年底前将会有搭载它的整机产品发布。

事实上,我国在开发自主CPU上的尝试还有很多。Gartner研究总监盛陵海表示,我国发展CPU产业走的是多技术并行的路线。按照架构划分,x86、MIPS、POWER、ARM四大处理器架构,中国企业都有尝试。

x86方面,我国的兆芯和曙光分别通过与威盛和AMD进行商业合作。目前,兆芯推出3代CPU产品,已经在联想台式机/一体机和笔记本、同方一体机、仪电mini PC、联想服务器、火星高科服务器等产品上得到了应用,累计出货几十万颗,到2018年年底将有望实现累计出货100万颗。曙光则联姻AMD在服务器领域布局,并计划自研安全加密模块替代原有AMD的安全部分,提升安全保障能力。

在ARM体系方面,2016年年初高通公司与贵州省相关部门共同出资18.5亿元成立贵州华芯通半导体技术有限公司,进行服务器芯片的设计、开发与销售。目前公司已经获得来自ARM v8-A架构授权和技术转移,目标是开发10纳米的服务器芯片。

龙芯CPU可以划归MIPS阵营,但龙芯在MIPS精简指令集基础上自主扩展了指令集loongISA,并坚持自主研发微架构和编译器。至于POWER架构方面,随着IBM开放POWER架构,国内也在相关企业进行对标行业应用市场的开发。

目前,中国正在加大力度发展IC产业,而通用CPU作为行业内最重要的产品,它的成败具有标志性意义。当然,产品性能的优劣只是一个方面,能够进入充分竞争的公开市场,并站稳脚跟才是检测成败的关键指标。目前来看,国产CPU的整体性能已经得到较大提升,但是生态环境却相对薄弱且成熟缓慢,使得长远发展空间受限。

这主要表现在合作伙伴少、软硬件生态力量分散、无法建立Wintel联盟的协同共赢模式、缺乏产业上下游间的融合发展和深度优化等。采访中,傅城就表示:“目前公司进入公开市场最大的障碍不是产品性能,而是普通消费者的使用习惯和消费体验。”这将是下一步中国CPU企业需要重点攻克的壁垒。

IC设计:在高端芯片上差距大

无论存储器还是CPU,产业生态的重要性都十分巨大。因此,有必要梳理我国IC产业链的发展状况。根据中国半导体行业协公的统计,2016年中国集成电路产业销售额4335.5亿元,其中,设计业1644.3亿元,制造业1126.9亿元;封测业1564.3亿元。基本呈现三分天下的态势。所以有必要对三者进行分析。

2016年以来,在移动智能终端、IPTV和视频监控、云计算、大数据等多层次需求及智能硬件创新的带动下,中国集成电路设计领域表现出蓬勃的发展势头。在全球集成电路产业呈负增长的情况下,中国集成电路设计业一直保持着两位数的增长速率。据市场调研公司DIGITIME Research估计,2017年中国大陆的IC设计产值将达到289.3亿美元,年成长率为16.9%。

回顾从1999年到2016年的这段时间,中国集成电路设计业一直高速增长,设计公司数量也显著增多。中国半导体行业协会IC设计分会理事长魏少军在日前召开的“中国集成电路设计业2016年会(ICCAD2016)”上指出,1999年到2016年间,中国集成电路设计的复合年均增长率(CAGR)为44.91%;中国IC设计公司在两年内数量翻倍,从2014年的681家增至2016年的1362家。

更有说服力的数字是,2016年全球前50名Fabless企业中,中国设计企业数量达到11家,分别是深圳海思、紫光展锐、大唐微电子、南瑞智芯、中国华大、中兴、敦泰科技、士兰微、格兰微、珠海全志、蒙太奇等。其中,深圳海思在销售规模上已达到300亿元、紫光展锐达到125亿元,这两家规模过百亿元的企业也成功进入了全球Fabless前10名。

紫光展锐的设计水平已达16/14纳米。据悉,全球1/4的手机都采用了展讯的芯片,展讯在2016年的芯片出货量已达到6亿套,销售额为120亿元。在基带芯片上,展讯已能和高通、联发科三分天下,2016年市场份额达到27%。目前,展讯正在借助英特尔技术、台积电代工实现“两条腿走路”合作模式。今年展讯推出的两款新品便是由英特尔代工、基于英特尔架构的14纳米X86移动芯片,分别面向中高端市场和中低端市场。

“英特尔的技术提供了性能强大的方案,让展讯足以面对未来更多元的手机应用和高运算量需求。”展讯通信市场副总裁王成伟告诉记者。

而海思成功推出了与高通“骁龙”芯片性能相当的“麒麟”芯片。麒麟910首次集成了自研的Balong 710基带,成为一款真正意义上的手机SoC;从麒麟920起,海思开始推出能与高通和三星处理器一较高下的产品,远远地甩开了联发科。“麒麟”芯片被陆续用在了华为Mate系列,强有力地支撑了华为高端智能手机的发展。

按照我国集成电路产业“十三五”发展规划建议对集成电路设计业的规划,到2020年,全国集成电路设计业年销售收入将达到3900亿元,产业规模占全国集成电路产业比例为41.9%。按照目前的中国集成电路设计业的发展态势,达到这个目标应该不难。

但我国IC设计业仍然存在整体技术水平不高、核心产品创新不力、产品总体处于中低端、企业竞争实力不强、野蛮生长痕迹明显等问题,华润微电子有限公司常务副董事长陈南翔指出,特别值得关注的是,在高端芯片领域,中国与国际上的差距尤其巨大。在高端芯片领域追赶国际先进水平,将是未来一段时期中国IC行业的主要任务之一。

IC制造:局部和节点或产能过剩

中国半导体行业协会发布统计数据,2016年中国集成电路制造业的销售额达到1126.9亿元,同比增长达25.1%。这是近5年以来,国内半导体制造业增长速度首次超过设计业,这与芯片设计业订单增长、国内芯片制造业产能利用率持续满载有关,更与数千亿元资金向集成电路制造领域投入的带动息息相关。从2016年的情况来看,至少有3500亿元将在未来的数年间投入集成电路制造领域,其中大部分为新建12英寸晶圆厂的投入。

受投资驱动影响,中国的集成电路制造的产能正在大步扩张。根据国际半导体设备与材料产业协会(SEMI)发布的报告,在全球处于规划或建设阶段、预计于2017年~2020年间投产的62座半导体晶圆厂中,有26座设于中国,占全球总数42%。到2017年,这些中国新建的晶圆厂预计将有6座上线投产,2018年达到高峰,共13座晶圆厂加入营运,其中多数为晶圆代工厂。

据记者不完全统计,在2016年新建的12英寸晶圆厂包括:以武汉新芯为基础的国家存储器生产基地项目动工,投资240亿美元,主要面向存储器芯片的产品设计、技术研发、晶圆生产与测试,预计到2020年将形成月产能30万片的生产规模,到2030年将形成每月100万片的产能;南京与台积电宣布合作新建的12英寸晶圆厂和IC设计中心,初期规划月产能2万片,投资30亿美元;德科玛宣布在江苏淮安新建的一座小规模12英寸晶圆厂,总投资20亿美元,预计月产能可达2万片;美国AOS公司在重庆投资7亿美元的12英寸功率半导体芯片制造及封测基地;福建省晋华存储器集成电路生产线,一期投资370亿元;中芯国际在上海新建的14纳米及以下制程的12英寸生产线,月产能7万片,总投资达675亿元;中芯国际在深圳新建的12英寸生产线,预期月产能4万片;华力微启动的12英寸高工艺等级生产线项目,总投资387亿元,规划月产能4万片。

看到如此多的晶圆项目上马,产业界出现了关于投资过热的担忧。清华大学微电子所教授魏少军指出:“从供需缺口和贸易逆差来看,我们自给率只有13.5%,从产能总量上看,未超出预期,不存在产能过剩问题;但布局分散,无法呈现规模效应,局部地区和局部技术节点上确实可能出现局部产能过剩。”

“从中国大陆晶圆厂财报中可以发现,当前企业的营收主要来自55纳米及以上的工艺节点。”半导体专家莫大康告诉记者。业界专家对中国大陆集成电路制造的普遍看法,是落后世界领先水平两代以上。尤其是先进成熟工业产能严重不足。

在国内集成电路市场需求中,28纳米及以下IC产品已经占据55%的份额。而中国大陆集成电路制造的总体产能虽占全球的14.6%,但在28nm以下的产能仅占全球的1.4%。从财报上看,国内规模最大的中芯国际2016年销售总额达到29亿美元,收入同比上升30.3%。其28纳米工艺在公司营收中占比已经提升至3.5%,预计今年将提升到7%~9%。

本次产能的增加以相对高端的工艺为主。新扩张的产能将有效满足中国集成电路设计业庞大的需求。而Gartner指出,未来5年内,一些国际化无厂半导体企业也可能将多达50%的晶圆采购需求转向中国代工厂。制造业显然将成为带动中国IC产业快速成长的重要驱动力。

封装测试:向高端迈进脚步加快

日前,国内最大的封测企业长电科技发布了其2016年的公司财报,实现营收191.55亿元,同比增长77.24%。其中最令人关注的消息是,长电科技于2016年5月完成并购的星科金朋实现了大幅减亏,净利润-6.2亿元,同比减亏1.34亿元,并表亏损2.5亿元。这显示长电科技于2015年年初开始启动的这项“蛇吞象”式的行动进展相对顺利。星科金朋2013年营收为15.99亿美元,在全球封测领域排名第四,而长电科技则只有8.5亿美元,排名第六。

盘点近年来中国封测领域的整并行动,不止长电科技一家。2015年通富微电出资约3.7亿美金收购超威半导体(AMD)旗下的苏州厂和马来西亚槟城厂。AMD苏州和AMD槟城主要从事高端集成电路封测业务,主要产品包括CPU(中央处理器)、GPU(图形处理器)、APU(加速处理器)以及Gaming Console Chip(游戏主机处理器)等。2014年,华天科技4200万美元收购美国FCI。FCI是美国一家提供先进晶圆封装代工的企业,其晶圆级封装技术与天水华天具有很强的技术互补性。

这一系列并购行动反映,“中国封测产业朝向高端市场迈进的脚步正在加快。” 中国半导体行业协会集成电路分会副理事长兼秘书长于燮康表示。在IC产业链中,初期的封测业,技术和资金门槛相对较低,属于产业链中的“劳动密集型”。由于我国发展集成电路封装业具有成本优势,封测业发展相对较早。封测业长期占据我国IC产业的半壁江山。

根据中国半导体行业企业的统计数据,在2001~2010年间封测业每年的增长率均高于8%。正是因为技术与资金门槛较低,我国的封测从业企业多,企业分布较广,产业结构也比较复杂,不仅拥有长电科技、通富微电、天水华天这样的第一梯队的企业,也有具备一定技术创新能力、成长较快的中等规模的第二梯队企业,该类企业主要优势在低成本和高性价比;第三梯队是技术和市场规模均较弱的小型企业,缺乏稳定的销售收入,但企业数量却最多。

不过,这些年来随着智能手机、平板电脑、移动电视等智能消费电子产品的强劲市场需求,对芯片设计制造及封装都提出了更高的要求。集成电路技术已由0.13微米、40纳米发展到28 纳米甚至14纳米及以下,国内封装企业也必然要发展与之匹配的先进封装技术,以满足消费电子产品小型化、多功能、高密度、高可靠和低成本的要求。产业分化趋势明显,龙头企业向高端演进已是大势所趋。

长电科技2015年联合国家集成电路产业发展投资基金、中芯国际以7.8亿美元收购星科金朋,获取了SiP、FoWLP等一系列先进封装技术,如果能够顺利整合星科金鹏,导入新客户,将有望比肩全球封测龙头“日月光+矽品”。

通富微电较早切入汽车电子产品封测领域,经过十多年的积累,已经具备独特的产品技术工艺和大规模生产能力。公司的汽车电子产品以发动机的点火模块、引擎的控制单元、控制电路、霍尔传感器、加速度传感器等为主。收购AMD苏州、槟城两厂股权后,两厂先进的倒装芯片封测技术和通富微电原有技术互补,将提升先进封装销售收入占比。

华天科技在昆山、西安、天水三地布局,其中昆山厂,主攻高端技术,在并购FCI后,将主营晶圆级高端封装,营收能力也可实现较大提升。

商业模式:是否发展IDM有争议

在对产业状况进行大致梳理之后,中国IC应采取何种模式方能更好地发展呢?中国业界常有对于是否应该发展IDM模式的争论。从对中国集成电路产业上下游的带动来看,制造环节是最明显的。从本轮“国家集成电路产业投资基金”重点投资制造业,以及大量投资涌入中国集成电路制造业的情况来看,整个业界也是相当看好以Foundry为代表的制造模式,甚至将几大晶圆代工厂作为推动集成电路产业发展的基础。

随着半导体制造向着先进工艺持续前进,高额的投入促使越来越多的半导体公司采用轻晶圆或无晶圆厂模式,促进了对晶圆代工的需求。台积电就是凭借晶圆代工异军突起,在全球半导体产业成长相对平缓的环境中,营收始终保持双位数成长,去年的毛利率及营业利益率更创20年来新高。

业界对晶圆代工也是一直保持乐观态度。根据全球半导体联盟(GSA)与市场研究公司IC Insights的调查报告,在2013年~2018年间,由晶圆代工厂制造芯片的年复合增长率可达到11%,比IC市场的年增长率高1倍以上。Semico研究公司总裁Jim Feldhan预测,2016年全球晶圆代工市场预计增长6%,而2017年将提高到10%。

魏少军却指出了中国的集成电路产业的结构性缺陷,即制造与设计资源的失配。中国的制造业为海外客户代工,中国的设计业却需要使用海外的资源制造。“代工模式一直主导着中国集成电路产业发展,但未来10到15年的发展是否还由这一模式主导值得探讨。”他表示。

从业界来看,IDM模式正在重新开始受到重视。苹果、华为等系统公司开始开发自己的芯片产品。莫大康告诉记者,IDM模式的优势在于能够完全掌控一个IC产品产出的全部过程,包括那些专有技术,不易被竞争对手窃取,尤其是采用IDM模式的企业容易成为产业龙头,强力带动中国集成电路产业发展。

在中国尤其重视的存储器产业上,IDM模式是值得考虑的。纵观全球存储器龙头,三星、SK海力士、美光等毫无例外都是IDM厂商,产业链布局完善。“主流存储器,不管是DRAM还是NAND,拼的都是先进工艺和规模。我国台湾地区在存储器领域失败,一个重要因素就是没有打造出强大的IDM存储器厂商。”

中国科学院微电子研究所所长叶甜春指出:“从模式上看,发展存储产业一定要走IDM的模式,如果走虚拟IDM模式的话,必须是以资本为纽带的产业链合作,这种模式也可以尝试。”

但IDM模式的投入要远高于代工模式,显然,要发展IDM模式,中国集成电路产业必须做好坚持打持久战的准备。

区域布局:二线城市是亮点

在中国IC产业发展的历程中,地方政府在资金和政策上推动一直发挥着重要的作用,在一定程度上某个地方政府对IC产业的积极态度甚至会影响中国IC产业的区域布局。在国务院发布《推进纲要》之后,北京、上海、天津、安徽、甘肃、山东、湖北、四川等地陆续出台了产业发展政策,同时这些省市也相继成立了金额不等的集成电路产业基金。

北京市的重点在于设计和制造两头并举,同时形成“北设计、南制造,京津冀协同发展”的产业空间布局。北京市发布的《北京市进一步促进软件产业和集成电路产业发展的若干政策》,可以说是在国家版集成电路扶持政策之前的首个地方政策,同时成立300亿元产业投资基金。

上海市的目标是形成设计、制造、装备材料、封装测试联动发展格局。2016年上海市下大力度先后开工了“中芯国际新建12英寸集成电路先进工艺生产线”项目和“华力微电子二期12英寸集成电路先进工艺生产线”两个大型项目。在集成电路产业基金方向,基金总规模达到500亿元,采用“1+1+3”模式:即100亿元设计业并购基金;100亿元装备材料业基金;300亿元制造业基金。

天津市则以滨海新区为载体,力图在设计业上取得突破,规划到2020年,集成电路设计产业集群发展格局基本形成,重点推动开发区天大科技园、高新区软件园、保税区展讯科技园等产业集聚区。

安徽合肥的特点是突出集成电路在终端行业中的应用,如芯片在家电、显示、汽车制造等企业中的应用,其引进我国台湾地区晶圆厂力晶在合肥建厂,目标即为生产显示面板驱动IC。目前安徽合肥还在积极进入存储器生产阵营,并组建了合肥长鑫。

湖北武汉重点支持集成电路制造领域,包括存储器,兼顾集成电路设计、封装测试、装备材料等环节,设立了300亿元集成电路产业基金。在产业集群上武汉重点推进武汉光谷集成电路产业园、宜昌磁电子产业园建设。

江苏南京的特点是重点突破。去年,南京以黑马之姿吸引台积电12英寸厂落户,使南京一举成为国内集成电路产业重镇,其中江北新区将成为南京集成电路产业发展的主要载体。南京市出台《市政府关于加快推进集成电路产业发展的意见》及配套政策,提出到2020年全市集成电路产业销售收入突破500亿元,年均增幅60%以上,形成制造、设计和封装测试等环节协同发展的集成电路产业链的目标。

中国集成电路产业真正起步应当以2000年国务院“18号文”的发布为标志,逐渐形成了以京沪苏为第一梯队(其中北京和上海以设计和制造为主,江苏以封测为主),广东、湖北、浙江、福建、陕西、四川、辽宁等地为次级梯队的格局。不过随着本轮集成电路产业发展热潮涌现,除京沪等继续领跑之外,一些二线城市表现突出,成为本轮集成电路产业热潮的重要推手。

对此,莫大康认为,如果从资金来源上划分,当前推进中国IC产业的有三股力量:一是以大基金为代表的国家基金,二是企业或民间资本,三是地方基金。在这三者中,国家基金立足全国规划,更有理性,而民间资本自会对市场负责,关键是地方基金,既需要利用好它的力量,又需防止过于冲动。

从2000年至今,中国不止出现过一轮IC投资建设热潮,除了北京、上海之外,很多二线城市都有建设晶圆厂不成功的经历。这与这些地方资金、人才、技术、专利等方面的不足有着重大的关系。希望在本轮IC热中,随着中国不同区域城市实力的增强,能够取得不一样的结果。
 中国电子报


2.合肥研究院在柔性应变传感器研究方面取得进展;

近期,中国科学院合肥物质科学研究院固体物理研究所研究员费广涛课题组在柔性应变传感器的制备及力敏特性研究方面取得新进展,相关研究成果以Flexible strain sensor with high performance based on PANI/PDMS films 为题发表在Organic Electronics(47 (2017) 51-56)杂志上。

  随着科学技术的快速发展,传感器在生物医学检测、智能机器人、柔性显示、可穿戴设备等领域得到了广泛的应用,这些领域往往需要传感器具有可弯曲、可拉伸的特点,能够满足贴附在各种不规则的表面上的需求。此外,一个好的应变传感器还应具有高灵敏度(GF)、低电阻值的特性。GF太低意味着传感器探测应变时由于变化量小容易出现信号误差,电阻值过大意味着需要配备高精密且昂贵的测试仪器。

  目前研究的柔性应变传感器敏感材料通常有两类:一类是以银、碳管、石墨烯等导电材料为应变敏感材料的传感器,该类传感器具备低的电阻值,同时GF也很低;另一类是以半导体材料为应变敏感材料的传感器,该类传感器具备高的GF,但是电阻也很高。这两类传感器在商业应用中都受到了一定的限制。因此,设计一种电阻低、GF高的柔性传感器迫在眉睫。

  聚苯胺(PANI)是一种导电高分子材料,经质子酸掺杂后的电导率处于金属与半导体之间,并且可以随着酸掺杂浓度而改变,因此将聚苯胺与弹性材料聚二甲基硅氧烷(PDMS)结合有望达到电阻低、GF高的要求。基于此,课题组博士宫欣欣和副研究员方明等采用PANI为导电层,PDMS为弹性层制备了PANI/PDMS复合薄膜柔性应变传感器,并对该传感器的性能进行了研究。实验结果表明,PANI/PDMS复合薄膜传感器具备一定的柔性(图1),可以拉伸至50%的应变量,GF值最高可以达到54,远高于其它材料构筑的柔性应变传感器,同时具备优秀的循环稳定性(图2),在监测人体活动中具备潜在的应用前景(图3)。

  以上工作得到国家重大科学研究计划课题和多项国家自然科学基金项目的资助。

  文章链接

 

图1 聚苯胺的数码相机照片。

 

  图2 PANI/PDMS薄膜传感器的应变特性测试。不同应变条件下(a)电阻的相对变化量;(b)灵敏度GF的计算值;(c)传感器的电流响应曲线。

 

图3 传感器监测手指活动的电流响应曲线。插图分别为手指弯曲I、II、III、IV四个状态的照片。 中国科学院网站


3.中国量子研究再进一程 实现反事实量子通信;

相比传统的通信方式,量子通信以超高的安全性成为未来通信发展的一大方向,此前经常被报道的量子通信均是基于纠缠原理,今天要介绍的是一种更古怪的形式——反事实通信:两个接收者之间没有任何粒子传输的量子通信,这种不发送粒子传输量子态的效应也被称作量子芝诺效应。

据物理学家组织网近期报道,中国科学技术大学研究人员成功实现直接反事实量子通信,在不发送任何物理粒子的情况下将一幅黑白位图从一个地点传送到另一个地点,这在通信史上尚属首次。该研究由中国科学技术大学、中科大上海研究所以及清华大学的中国科学家合作设计和实验,用嵌套式的量子芝诺效应成功实现反事实通信。

反事实性在两个地点之间需要一种量子通道,这意味着量子微粒穿过此通道的可能性极小,如果能够穿过,会丢弃此系统的运行,而开启一个新运行系统。因为波粒二象性使其运作,但是波粒二象性是粒子物理学的基础:粒子可以单独由波函数来描述。

换言之,量子芝诺效应发生在不稳定的量子系统被反复的测量。在量子世界,观测或测量系统会导致系统发生改变,在本例中,不稳定的粒子在反复观测时将永远不会衰减。量子芝诺效应创造了一个具有高可能性的事实上冻结的系统。研究报告发表在《美国国家科学院院刊》上。 科学网


4.物理所发现范德华异质结间的强耦合超快电荷传输;

近年来,以石墨烯为代表、靠层间范德华力结合的二维材料已经成长为一个非常大的家族。这些范德华材料呈现出从绝缘体、半导体、金属,到超导体等各不相同的电子性质。以二硫化钼(MoS22)和二硫化钨(WS22)为代表的过渡族金属硫族化合物,因其合适的能带结构和光学性质,在光电子器件等用途中有着很好的应用前景。

  二维材料异质结是由不同的二维材料通过范德华力结合在一起的,两层之间的堆叠模式比较容易调控,进而可以得到多样的电子性质。二维材料异质结中光激发产生电子-空穴对在界面处发生空间分离的过程(简称分离过程)在很多光电效应和光伏应用中起着重要的作用。MoS22和WS22组成的异质结是第II类异质结:MoS22的价带顶(VBM)比WS22能量低,同时WS22的导带顶(CBM)要比MoS22高。由于MoS22的带隙要比WS22的小,实验上可以选择性地光激发MoS22中的电子-空穴对。由于能量差的原因,MoS22中激发的空穴会传导到WS22层中,从而实现电子-空穴的分离。超快激光实验(F. Wang et al. Nat. Nanotechnol. 2014, 9, 682)发现,这个分离过程能在50fs超快时间尺度发生。人们一般认为,界面处电子-空穴分离过程是取决于异质结的层间堆叠方式和层间相互作用,但是,层间堆叠模式与电子-空穴分离过程的定量关系却一直没有解决。

  中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家实验室(筹)SF10组博士研究生张进、博士后廉超在研究员孟胜的指导下与北京大学物理学院教授刘开辉、洪浩等合作,运用基于含时密度泛函的第一性原理量子动力学模拟详细研究了MoS22/WS22 二维异质结中光激发的电子-空穴对层间分离过程与其层间堆叠模式的关系(图1)。他们发现对于实验上最稳定的堆叠方式(AB1-2H),光激发电子-空穴能在150 fs左右完成空间分离;而对于另外几种具有相似能量稳定性的堆叠方式(AB2-2H和AA1-3R),这个过程会在1000fs以上才会完成(图2)。进一步地,他们发现分离过程与MoS22/WS22两层之间的层间距和整体层间耦合强度没有直接关系,而是取决于两层之间的空穴态在垂直方向上的耦合矩阵元(M)的大小。电子-空穴分离速度(分离时间的倒数)与跃迁矩阵元的e指数呈正比(图3),表明该体系是超出微扰近似的强耦合体系,可以以此对超快电荷分离过程进行极其敏感的调控。该过程决定了未来光电器件的时间响应极限。这为二维材料异质结中的超快光电子器件和高效率光伏应用提供了新的理解和发展基础。相关结果发表于Advanced Science,2017,DOI:10.1002/advs.201700086。

  该项研究工作得到国家自然科学基金项目(项目批准号11222431, 11474006和51522201)、科技部(项目批准号2016YFA0300903,2012CB921403,and 2015CB921001)的资助。



图1 范德华异质结层间超快电荷转移过程示意图。



图2 不同层间堆垛导致不同的电荷转移时间。



图3 电荷转移时间的倒数与空穴态耦合强度之间的定量关系。 中国科学院网站


5.我国首个碳化硅新型充电桩示范工程正式启动;

中国证券网讯 5月18日从科技部获悉,近日,由第三代半导体产业技术创新战略联盟主办,北京华商三优新能源科技有限公司承办的“碳化硅新型充电桩示范工程启动暨技术与应用研讨会”在北京召开。

  会上,北京华商三优新能源科技有限公司正式启动了我国首个碳化硅(SiC)新型充电桩示范工程,标志着我国碳化硅新型充电桩迈出了实际应用的第一步。

  原科技部副部长曹健林表示,中国的科技和经济都在迅速走向世界前列。在这个过程中要努力解决两个问题,一是走到世界前列不是一个点的突破,要从材料-器件-系统-应用全产业链或者全创新链积极部署突破;二要真正形成一种适合新兴产业发展的体制机制。怎样真正把事情落在实处,克服诸多问题,需要大家共同努力。高技术中心相关人员表示新型碳化硅充电桩示范工程正式启动,是“战略性先进电子材料”重点专项“中低压SiC材料、器件及其在电动汽车充电设备中的应用示范”项目实施过程中的重要里程碑。

  该项目从材料、器件和应用3个层次开展系统性研究,需要攻克基础科学问题,突破关键技术瓶颈,建成SiC材料、器件和应用协同合作的全产业链研发平台和产业化基地,实现全SiC充电设备的批量示范应用,以满足我国日益增长的电动汽车市场对智能、高效充电装备的需求。

  该项目从2016年实施以来,在项目牵头单位和参与单位的共同努力和协同配合下,年度工作目标完成情况良好,取得了阶段性成功。新型碳化硅充电桩示范工程正式启动标志着项目实施进入到关键阶段,可加快新型SiC半导体材料和器件成果的应用,显著提升电动汽车充电设备的效率和功率密度,提高我国电动汽车充电设备技术的核心竞争力。


6.中科院微电子所和ST共同开发电动车电池管理系统

意法半导体、中国科学院微电子研究所(IMECAS)和中科芯时代科技有限公司(EPOCH)宣布签订新能源汽车(New Energy Vehicles,NEV)电池管理系统合作开发营销协议。 意法半导体是横跨多重电子应用领域的全球半导体供货商、汽车电子组件商;中国科学院微电子研究所为中国国有半导体研发机构、中国领先的集成电路技术创新中心,而中科芯时代专门研发电动汽车电池、电池管理系统(Battery-Management Systems,BMS)和电池防火系统解决方案。


采用意法半导体先进的智能功率技术和汽车微控制器芯片组来共同开发电池控制器
意法半导体、微电子所和中科芯时代计划使用意法半导体先进的智能功率(BCD)技术和SPC5x汽车微控制器开发一个电池控制器。 为满足市场对性能、质量和可靠性的要求,三方将与中国电池厂商和车商企密切合作定义电池控制器解决方案。

新能源汽车市场实践力

中国是目前世界最大的新能源汽车市场,2016年新能源汽车销量逾50万辆,预计未来销量速度将更为惊人,预估2020年销量将达200万辆。 电池监视系统以及相关关键技术,包括牵引和充电系统碳化硅(SiC)组件,在确保电池和车辆正常行驶方面将具备关键作用,同时,电池管理系统还将提供至关重要的驾驶信息。

意法半导体执行副总裁暨汽车及离散组件部门总经理Marco Monti表示,「透过与中国科学院微电子研究所和中科芯时代的合作,意法半导体愿为中国在发展出更安全、更环保的汽车工业贡献技术、产品和经验。 我们为主要汽车系统、特别是新能源汽车,提供关键组件,包括功率技术、智能驱动器、微控制器、控制及连网解决方案,协助中国科学院微电子研究所和中科芯时代实践中国汽车工业2025的宏伟目标贡献力量。 」









    扫描下方二维码关注老杳或集微网官方微信:




  • 【手机中国联盟官博系列赠机活动进行中,欢迎参与】

  • 老杳吧本周热点帖子

    老杳吧今日热点帖子


    TAG: 中科院 传感器 电动车 管理系统 集成电路
    顶:3 踩:3
    对本文中的事件或人物打分:
    当前平均分: (4次打分)
    对本篇资讯内容的质量打分:
    当前平均分: (7次打分)
    【已经有人表态】
    上一篇 下一篇