中山大学:在金属气凝胶高稳定性柔性压力传感器应用方面获进展

2022-07-17
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摘要 将金属气凝胶的高性能应用领域从电化学能源转换扩大至可穿戴设备、电子皮肤和人机交互等传感领域。这项工作也为开发具有高灵敏度和长期耐用性的压阻式传感器开辟了一条新途径。

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【中山大学:在金属气凝胶高稳定性柔性压力传感器应用方面获进展】

高性能柔性压阻式压力传感器在可穿戴设备、电子皮肤和人机交等领域发挥着重要作用。然而,开发综合性能优异的柔性压阻式压力传感器仍然面临着严峻挑战,尤其是在实际应用中,柔性压阻式压力传感器的长期耐用性和可重复性不足严重限制了其大规模应用。金属气凝胶是近年来发展起来的一类新兴的三维金属多孔材料,其独特的特性,如大比表面积、高孔隙率和导电网络骨架结构,赋予了金属气凝胶在压力传感领域高性能应用的极大可能。尽管如此,由于金属气凝胶机械性能比较差,难以承受较大变形和压力,严重限制了其在柔性压力传感器领域的实际应用。

图1. 金属气凝胶高稳定性柔性压力传感器应用示意图。


有鉴于此,中山大学刘卫教授课题组发展了一种简易的“界面锁定策略”,结合课题组之前研发的“硅油限定法”,将Ag2Au3金属气凝胶原位生长在弹性多孔海绵上,进一步用超薄的聚二甲基硅氧烷(PDMS)膜对金属气凝胶进行界面增强,构建了具有优异的综合性能,尤其是具有优异耐久性的金属气凝胶基柔性压力传感器(图1,2a)。

图2.(a)柔性压力传感器的制备流程示意图。


借助弹性多孔海绵的支撑和PDMS包覆膜层的界面增强作用,金属气凝胶保留了完整的三维多孔导电网络结构(图2d-d2),并能承受大的形变。所制备的柔性压力传感器表现出12 kPa-1的灵敏度、84 ms/80 ms的响应恢复时间和对振幅和频率的稳定响应,在经过>23000次循环压缩中保持很好的稳定性(图3)。

图3. Ag2Au3AG/MS/PDMSop柔性压力传感器的传感性能。


本研究所发展的“界面锁定策略”进一步突破了金属气凝胶固有的较差机械性能的瓶颈,将金属气凝胶的高性能应用领域从电化学能源转换扩大至可穿戴设备、电子皮肤和人机交互等传感领域。这项工作也为开发具有高灵敏度和长期耐用性的压阻式传感器开辟了一条新途径。



传感动态

【北京:围绕科学仪器和传感器发展,加快推进关键元器件等攻关突破】

7 月 17 日消息,据北京发布,7 月 16 日上午,北京市与科技部、国家发改委、中科院联合到怀柔科学城调研,并召开座谈会。

北京市委书记蔡奇强调,打造战略性前瞻性基础研究新高地。建好国家实验室。紧抓怀柔综合性国家科学中心建设。“两装置五平台”要加紧进行设备安装调试,年底前实现正式运行。健全基础设施集群开放共享、高效运行的体制机制。推动科技成果转化和产业化。发展科学仪器与传感器产业,搭建相关应用场景,吸引产业链上下游企业聚集。科学谋划能源相关产业,构建新材料产业工程化平台,建设纳米科技园和有色金属新材料科创园。积极布局生命科学相关产业,打造生命健康科学小镇。

北京市市长陈吉宁指出,围绕科学仪器和传感器发展,加强工程师队伍建设和产业对接,加快推进关键元器件、重要设备等攻关突破,更好发挥创新孵化和产业带动作用。


【扩大MEMS和功率器件产线,中芯集成科创板IPO拟募资125亿元 】

近日,特色工艺晶圆代工厂商绍兴中芯集成电路制造股份有限公司(以下称“中芯集成”)科创板IPO获得了上交所受理,拟募资125亿元。

中芯集成募资计划金额为今年以来最高值,自科创板成立至今亦排名第七。从募投资金的实际投向来看,近九成用于扩产。需要关注的是,尽管功率器件及MEMS业务大幅增长带动公司整体业绩高增,但中芯集成盈利能力并没有改善,至今大幅亏损。且相较于晶合集成、华润微、士兰微等同行,公司的研发投入明显偏高。

此外,由于在董事会中,绍兴国资背景董事人数多于中芯国际,公司是否无控股股东及实控人有待商榷

中芯集成主营MEMS和功率器件领域的晶圆代工及模组封测业务,采用Foundry模式,是国内新兴的特色工艺晶圆代工厂商。资料显示,公司系中芯国际和绍兴国资于2018年3月联合成立,并由中芯国际授权相关产品线的知识产权。

业绩方面,中芯集成总营收近三年处于爬升阶段,年均复合增速达173.91%,晶圆代工贡献近九成营收。但从所代工的产品线来看,功率器件是公司发展的重要驱动力。截至2021年末,功率器件代工业务取得营收14.5亿元,同比增长2.67倍,总营收占比同比提升17.9个百分点至72.2%。

不过,高增的营收并没有改善中芯集成的利润表现,2021年扣非归母净利润仍亏损14亿元,同比仅收窄4000万左右。公司方面称,主要系在短期内面临较高的折旧压力,且研发投入不断增大。


【被英特尔收购后,Tower 半导体决定与 Cadence 合作推动汽车和移动 IC 芯片开发】 

7 月 14 日,Tower Semiconductor 公司宣布与 Cadence 合作推动汽车和移动 IC 开发。

通过合作,两家公司正在开发一种新的、全面的汽车参考设计流程,使用 Cadence Virtuoso 设计平台和 Spectre 仿真平台,为客户提供更快的设计周期,为先进的汽车 IC 产品开发保持全面的设计验证。

Tower Semiconductor 的首席执行官 Russell Ellwanger 表示:“我们与 Cadence 的长期合作使我们能够持续为客户提供领先的设计工具,开发与封装共同优化的创新模拟集成电路。这个新的参考流程为我们的客户提供了一套用于开发和制造高性能集成电路的功能性工具,以满足汽车市场的高质量和可靠性,并且我们能够熟练地解决客户当前和未来的需求。”

Cadence 总裁兼首席执行官 Anirudh Devgan 说:“Cadence 和 Tower 已经成功合作多年,提供 RF 和硅光电子的解决方案,这有助于我们共同开发高级产品。我们在汽车参考流程方面的共同工作重点是帮助客户开发关键的汽车集成电路,利用 Cadence 的工具和 Tower 的设计,将更快地开发出引人注目的产品。”

据了解,TowerTower 半导体公司是一家独立的半导体代工厂,在美国,亚洲和欧洲生产密集型混合信号半导体器件。其生产了集成电路(IC),主要基于第三方的设计和 1.0 至 0.11 微米专有的几何测距设计,还提供了设计和技术服务。该公司还提供了一系列可定制的工艺技术,其中包括 SiGe,BiCMOS,mixed-signal 和 RFCMOS 等。其 IC 用于不同的市场的一系列产品,其中包括消费电子产品,个人计算机,通信,汽车,工业和医疗设备产品。其主要为无晶圆厂半导体公司和独立设备制造商提供代工服务。Tower Semiconductor Ltd 成立于 1993 年,总部位于以色列的 Migdal Haemek。

2 月 15 日,英特尔与 Tower 宣布签署最终协议,英特尔将以每股 53 美元的现金收购 Tower 半导体,总计约 54 亿美元。


【SK 海力士:考虑将 2023 年资本支出削减 25% 降至 122 亿美元】

7 月 15 日消息,据路透社报道,消息人士透露,受终端产品需求低于预期影响,全球第二大存储芯片制造商 SK 海力士,在考虑将 2023 年的资本支出,削减约 25%。   

从外媒的报道来看,SK 海力士是在考虑将 2023 年的资本支出,降至 16 万亿韩元,也就是约 122 亿美元。消息人士透露,SK 海力士正在推进他们的 NAND 闪存和 DRAM 产能扩张计划,在今年将投入约 21 万亿韩元,但市场需求下滑的不确定性持续上升,迫使他们重新考虑明年的计划。

消息人士还透露,对芯片需求下滑的担忧,囊括了从智能手机到服务器等诸多领域,超出了 SK 海力士的预期。

不过,外媒在报道中也提到,SK 海力士削减 2023 年的资本支出,还只是消息人士的透露,SK 海力士尚未就产能扩张计划做出最终的决定,因而他们明年的资本支出是否会削减,还存在变数。

在存储芯片的需求下滑方面,研究机构的数据是显示 DRAM 的销售额,在去年三季度创下 262.4 亿美元的新高之后,已连续两个季度下滑,今年一季度降至 242.5 亿美元。SK 海力士作为第二大供应商,在一季度的销售额降至 65.6 亿美元,较上一季度减少 8.7 亿美元,市场份额由 30.1% 降至 27.1%。



传感财经

【7月15日传感财经分析:光学传感器概念报跌,欧菲光领跌;影像传感器概念报跌,苏州固锝领跌;可穿戴传感器概念报跌,汉威科技领跌】

7月15日盘后,光学传感器概念报跌,欧菲光(-6.41%)领跌,英唐智控(-1.38%)、韵达股份(-1.05%)、美迪凯(-0.96%)等跟跌。

7月15日盘后,影像传感器概念报跌,苏州固锝(-3.13%)领跌,力源信息(-2.57%)、富瀚微(-2.29%)、水晶光电(-2.21%)、华天科技(-1.74%)等跟跌。

7月15日盘后,可穿戴传感器概念报跌,汉威科技(19.94,-5.05%)领跌,森霸传感(-2.75%)、京东方A(-2.09%)、中航电测(-1.07%)等跟跌。


相关可穿戴传感器概念股:

北京君正:2014年3月,公司拟将慕投项目便携教育电子芯片技改项目变更为物联网及智能可穿戴设备核心技术及产品研发项目。

近一年净利润复合增长来看,近一年净利润复合增长为297.35%,最高为2021年的9.26亿元。回顾近30个交易日,北京君正股价下跌6.87%,最高价为110.78元,当前市值为432.4亿元。

晶方科技:公司设立美国子公司OptizInc.,是在影像传感器微型化的增强与分析领域的领导者;购买智瑞达资产,是新一代半导体封装技术的创新者。

从近三年净利润复合增长来看,近三年净利润复合增长为130.62%,最高为2021年的5.76亿元。

回顾近30个交易日,晶方科技股价上涨10.22%,总市值下跌了5.94亿,当前市值为161.02亿元。2022年股价下跌-118.26%。

中航电测:公司主营电阻应变计、应变式传感器及汽车综合性能检测设备等应变电测产品及相关应用系统的研发、生产和销售,已发展成为以生产应变计、传感器、航空机载和地面测力系统、汽车检测设备和公路超限超载检测设备等电测产品为主,兼营人造宝石及其他晶体制品的多元化现代高新技术企业。

从近三年净利润复合增长来看,近三年净利润复合增长为20.22%,最高为2021年的3.07亿元。

在近30个交易日中,中航电测有15天下跌,期间整体下跌3.96%,最高价为12.07元,最低价为11.42元。和30个交易日前相比,中航电测的市值下跌了2.6亿元,下跌了3.96%。

京东方A:Meta公司为美国一家可穿戴智能设备初创公司,主要涉足可穿戴计算和增强现实技术领域。

从近三年净利润复合增长来看,公司近三年净利润复合增长为266.92%,最高为2021年的258.31亿元。

在近30个交易日中,京东方A有16天下跌,期间整体下跌1.34%,最高价为4.06元,最低价为3.74元。和30个交易目前相比,京东方A的市值下跌了19.22亿元,下跌了1.34%。

森霸传感:公司主要产品包括热释电红外传感器系列和可见光传感器系列两大类,产品主要应用干LED照明、安防、数码电子产品等领域。

森霸传感从近三年净利润复合增长来看,近三年净利润复合增长为23.64%,最高为2020年的1.61亿元。

在近30个交易日中,森霸传感有15天下跌,期间整体下跌0.33%,最高价为11元,最低价为9.07元。和30个交易日前相比,森霸传感的市值下跌了810万元,下跌了0.33%。

汉威科技:汉威围绕物联网产业,将感知传感器、智能终端、通讯技术、地理信息和云计算、大数据等技术紧密结合,打造汉威云,建立完整的物联网产业链,结合环保治理、节能技术,以客户价值为导向,为智慧城市、安全生产、环境保护、民生健康提供完善的解决方案。

从汉威科技近三年净利润复合增长来看,最高为2021年的2.63亿元。近30日汉威科技股价上涨16.77%,最高价为21.18元,2022年股价下跌-48.8%。




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