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找技术 >一种硅基四梁结构石英谐振加速度传感器芯片
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
目前,高精度、高分辨率的数字化加速度测量方法已经得到越来越广泛的发展,在中高精度的高速数字导航系统、重力测量学、巡航导弹、自主水下导航等方面有广泛的应用前景。此类加速度计输出的是频率信号,没有数模转换带来的精度损失,能够与高精度数字测量系统相结合。目前常用的采用微机电系统加工的传感器主要分为压阻式和电容式。压阻式传感器通过具有压阻效应的电阻和具有一定结构的梁 - 质量块来感应加速度,电容式加速度传感器则是通过改变电容极板的面积或者距离来感应加速度。以上两种常用的加速度传感器输出的均是模拟信号,后处理电路复杂,灵敏度低,存在模数转换误差,而且不能直接与高精度的数字系统相结合。目前也有少量的谐振式硅微加速度传感器,虽然此类传感器输出的是数字信号,但是存在谐振频率低、灵敏度差等问题,同时结构复杂、加工难度大,成本高。总之,现有的加速度计普遍存在模拟输出,灵敏度低,加工复杂等问题。 为了克服上述现有加速度计的缺点,本发明的目的在于提供一种硅基四梁结构石英谐振加速度传感器芯片,具有体积小,重量小,数字信号输出和分辨率高的优点。 双端石英音叉存在逆压电效应,当电极两面有电荷交替变化时,双端石英音叉就会出现振动,其振动频率受双端石英音叉结构形状的影响。当加速度作用于芯片时,悬臂梁支撑的质量块在惯性力作用下移动微小的位移。由于双端石英音叉一端固定,一端与质量块连接,所以双端石英音叉发生弯曲变形,这种弯曲变形导致其谐振频率发生改变,改变的大小与加速度成正比,从而通过检测双端石英音叉的谐振频率就能够得到加速度的大小。A硅凸台和 B 硅凸台能够防止硅基支撑对双端石英音叉振动的干扰;因此本发明采用双端石英音叉作为敏感材料,基底支撑为硅,故而具有频率输出,体积小,敏感度高以及品质因数高等优点。
X射线成像系统信号处理专用芯片
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
该项目属于电子、通讯与自动控制技术领域的集成电路设计技术。该项目是开发一款基于BiCMOS工艺的X射线成像系统信号处理专用芯片,通过接收由X射线、红外射线、可见光等传感器产生的微弱电流信号(pA级),进行多路放大和级联输出,实现快速计算机成像;产品编号EMT1010,可广泛应用于医用CT、X射线安检设备以及红外线探测设备,覆盖公众、公共安全领域,具有稳定的市场需求;该产品具有以下特点:高灵敏度,可接收输入电流范围为10pA-10nA;电路规模大,32通道,同时采集多路图像信号;集成度高,在2.65×3.75mm的芯片面积上集成上万元件;性能优异,线性失真度≤1%,积分时间2ms-20ms。EMT1010为提高电路的使用性能,在多角度实现创新:1)简化前置电荷放大器设计,提高转换效率,降低功耗,减小电磁干扰;2)采用数字时序,使电路输出功耗小于450mW;3)非线形度小于1%,能够以良好的线形度实现快速信号调节,降低信号失真度,具有良好的滤波特性;4)采用了LVDS驱动器,对暗电流、固定模式噪声等干扰信号具有较强的抗干扰能力;5)简化控制方式,便于系统控制模块直接采样、信号反馈等。EMT1010已经申请了发明专利和集成电路布图保护;EMT1010的超低功耗,符合节能降耗的环保理念;样片经交用户评估,各项指标基本满足使用要求,并在整机设备上开始试用和评估;通过科技查新,确认该项目为国内首创,有较高的创新性。项目产品的研发成功,将促进X射线探测系统整机技术升级和关键部件国产化进程,摆脱关进技术对国外依赖局面;提高国X射线探测成像精度,实现整机系统多样化、高要求需要,有效降低安检探测设备生产成本,提高整机稳定性,降低安检探测是被整机功耗,实现绿色环保理念。项目产品主要应用于医用CT、X射线安检设备以及红外线探测设备,服务于公众、公共安全领域,市场呈上升态势;北京地区的医用CT、X射线安检设备制造均为国内优势行业,项目产品仅在本地区就可获得超过2亿的稳定市场。
收发一体LED芯片
成熟度:通过中试
技术类型:发明,发明
应用行业:信息传输、软件和信息技术服务业
技术简介
项目简介:GaN基同质集成光电子芯片与信号处理、数据分析、多媒体等技术相结合,利用光电容积脉搏波描记法(PPG)原理可以实现具有用户交互、心率检测等功能的可嵌入式的硬件终端产品。将同质集成光电子芯片与其他软硬件设备相结合的传感系统能够实现数据采集、存储和计算,并能够嵌入到一些人们日常生活所接触的设备中,强化了人与设备之间的交互,可以实现脉搏检测。智能穿戴、健康医疗设备的意义在于精准的生物识别传感器数据可以提供准确的健身/健康评估。 项目核心创新点:同质集成多功能光电子芯片相对于传统的硅基芯片,最大的优势在于其同质集成的优点。传统的硅基芯片进行光源、光波导和光探测器集成时,国内外通常都采用复杂的生长技术进行异质集成,这样的方法不但工艺复杂,而且成本高、光耦合效率低、通信速率慢。本项目研发的多功能光电子芯片可实现同时发光探测模式,比传统发射器-介质-探测器模式更加简洁而且探测效率更高。以传统心率监测设备为例,发射器需要更高的功率使得光线穿过手指,到达另一侧的接收器。手指组织对光线的也有较强的吸收因而对接收器灵敏度要求较高。而且这种模式只能单一的应用于指尖,无法在身体其他部位完成检测。本团队开发的同质集成光电子芯片在实现了“收发一体”无需额外附加探测器,仅依靠反射回的光线即可完成信息的采集,器件工作所需的功率也大幅降低;采集范围也更加的广泛不仅限于指尖,在任意皮肤位置皆可完成信息采集,为未来开发更多检测项目打下基础,也为众多照明领域和照明设备赋予了于健康、环境、水体等监测的巨大潜能。 项目详细用途:手机用于照明的LED灯如采用本团队开发的同质集成光电子芯片,在无需添加任何硬件发射器、探测器的情况下即可完成心率、血氧浓度等指标的监测。 预期效益说明:团队研发的环境/健康监测芯片产品具有独创性、高集成性、性能卓越、产品附加值高等特点,而且在不需要附加探测器等部件后技术和价格上具有得天独厚的优势。原型机基础上进行软件信息处理能力的升级,在完成心律失常、房颤及早搏筛查、血氧饱和度等功能的拓展和升级后,手机采用同质集成光电子芯片提供照明和健康监测功能后售价可提升超1000元,而且用以赋能的硬件优势是不可复制的。用于采购光电子芯片的价格不超过10元,长期来看预计光电子芯片每年销售超100万件。
低功耗非易失处理器及传感系统
成熟度:可规模生产
技术类型:-
应用行业:信息传输、软件和信息技术服务业
技术简介
本成果属于非易失处理器和物联网领域。随着物联网的快速扩张, 市场预测无线联网设备将在 2020 年超过 500 亿部。受限于滞后的电池技术, 联网设备工作时间短,需要频繁充电或更换电池。维护多达数十亿节点花费的时间和成本十分巨大,因此从环境中采集能量的自供能传感网技术成为首选方案。针对自供能传感网面临的供能不稳定、能量输入有限和系统可靠性等系列挑战,本成果设计实现了一套自供能环境下非易失计算芯片和自供能传感系统: 非易失计算芯片,能够在 1kHz 以上的脉冲供电条件下,实现稳定可靠的连续计算,并且能够保持电路在掉电前的所有状态,数据不丢失,实现真正意义上的断电可连续执行。由于该芯片完全不需要电力保持状态,其泄漏功耗为零,唤醒时间达到了微秒量级,较业界领先的德州仪器 MSP430 低功耗处理器,其唤醒速度提高 1-2 个数量级,唤醒能耗降低 3-4 个数量级, 并实现了零待机功耗。 基于非易失计算芯片的传感网节点系统,采用脉冲直流供电的节点工作模式,无需电池,实现了掉电后节点状态不会丢失、上电后节点能接续 断电前状态连续工作,解决了目前基于能量采集的传感网节点中电源电路过于复杂,电池更换成本高的问题。节点整体的休眠唤醒速度快(小于 50us)、能耗低(小于 20nJ),适用于太阳能、振动和无线供能等多种能量采集模式。 二、应用前景 本成果技术可大规模应用于物联网、健康监测、智能安防等领域。
微型芯片的批量转移装置以及方法
成熟度:通过小试
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
一种微型芯片的批量转移装置以及方法。该微型芯片的批量转移装置包括:装载模具(100),装载模具(100)包括装载区(101)和位于装载区(101)边缘的非装载区(102),装载区(101)上设置有阵列式排列的多个芯片吸附孔(1011),多个芯片吸附孔(1011)设置为吸附多个微型芯片;外罩(200),外罩(200)设置在非装载区(102)上远离吸附多个微型芯片的方向的一侧,外罩(200)和装载模具(100)之间形成腔室(201),外罩(200)上设置有抽气孔(202)和充气孔(203);抽气装置(300),抽气装置(300)的输入口(301)与抽气孔(202)密封连接,抽气装置(300)设置为抽取腔室(201)的气体;充气装置(400),充气装置(400)的输出口(401)与充气孔(203)密封连接,充气装置(400)设置为向腔室(201)充气。
植入式带温度感知RFID芯片及智慧畜牧系统
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:农、林、牧、渔业
技术简介
一、项目简介 中国是畜牧大国,2018年我国生猪存栏42817万头,奶牛存栏1400万头,但畜牧业的发展面临着一系列的问题,其中动物体温监测难度大、疫情防控不及时是困扰畜牧业多年亟待解决的重要问题之一。动物体温可以表征动物健康,预警动物疾病,加强动物体温监测对畜牧疫情防控、保障动物福利具有重要意义。2018年,由于疫情监测力度不够,导致“非洲猪瘟”在中国蔓延,造成了大量经济损失。传统动物体温检测方法精度差、非实时性、无法实现自动感知,且需要消耗大量人力资源。另外,人们对食品安全问题的重视,也导致食品溯源的需求日益旺盛。 本项目设计的具有温度感知功能植入式RFID芯片,植入动物体内,可以实时感知、自动采集动物体温,及时发现问题,可成为强化畜牧疫情防控的重要手段,也为食品溯源提供了硬件支撑。芯片结构包含射频模拟前端、数字基带、温度传感器和存储器,如图1所示。其中,射频模拟前端用于将天线接收到的交流电压转换为供电电源,解调其中包含的数字命令并提供给数字基带信号,同时提供上电复位信号和时钟信号;数字基带处理来自读写器的命令,并返回相应的数字信号;温度传感器检测温度,并产生对应的数字信号输入数字基带;存储器用于储存芯片的身份信息,必要时存储温度信息。 本项目研究成果,包括温度感知RFID芯片射频前端和温度传感电路两个模块的MPW流片。 二、技术特点 (1)系统结合RFID技术和温度传感器技术,设计一款植入式低功耗带温度传感器RFID; (2)芯片可实现远程身份识别和体温检测; (3)芯片整体采用小型化设计,方便植入式应用; (4)结合了植入式芯片和互联网技术,智慧畜牧系统极大提高了畜牧产业的管理效率,减少了人工投入,缩短了劳动周期。 三、专利情况 适用于无源低功耗RFID芯片的上电复位电路;低功耗温度传感前端电路。 四、应用领域及市场前景 基于所设计的带温度感知RFID芯片,结合互联网技术,可实现一套智慧畜牧系统,如图2所示,可用于养殖管理、疫情预测诊断、产品溯源、生物资产管理、代系管理、保险公司调查等。未来将形成整个畜牧产业的数据联网,迎来畜牧业的变革。 (1)动物疫情智能监控系统。通过植入带温度感知RFID芯片,远程识别身份信息和温度数据,达到监控牧场每一只动物的健康状况,减小了人力劳动的同时保证了信息的实时性。从而实现以最小的人力资源实现最大程度的疫情预防监测。目前该应用市场需求较大,具有较好的经济效益。 (2)食品溯源。在实现统一标准后,全国每一只牲畜对应一个身份编号,结合互联网云平台,上传数据统一管理,实现每一只牲畜的全程跟踪,达到食品溯源的目的。食品溯源保证了肉类食品来源的安全可靠性,消除顾客购买高档肉类产品的后顾之忧,具有较大市场效益。 (3)保险公司调查。通过植入式芯片,将每一只牲畜资料都上传到云平台统一管理,跟踪其健康状况和,保险公司可以更加容易判断牲畜丢失、病死等索赔的真实性,对保险公司来说具有较大的市场意义。 五、合作方式 技术开发、技术转让。
人工智能视觉芯片
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
一、项目简介 传统多数视觉图像传感器和处理器是分离的,传感器和处理器之间必须通过大规模数据交互才能完成信息处理,这限制了处理的时效性。项目组提出一种将图像传感器和处理器一体化集成的智能视觉芯片设计方案,实现了仿人类视觉系统成像和处理功能,处理和响应速度可达到1000fps,图像传感器的分辨率为256×256。 该项目研制的多级并行处理视觉芯片是面向高速图像目标检测、识别、追踪应用的图像处理芯片。该芯片采用了多层次异构并行处理的架构,可快速完成图像滤波、数学形态学、角点检测、特征提取以及深度卷积神经网络处理。目前芯片已完成样片研制和演示系统建设,出样芯片时钟频率为200MHz,数据吞吐率达到2Gbps,峰值处理性能达到204.8GOPs,功耗低于1W,采用256管脚BGA封装。已应用于大规模图像数据目标检测和提取领域。 二、技术特点 (1)采用了新的基于冯诺依曼多级并行处理器和非冯诺依曼神经网络混合处理器的视觉芯片架构。 (2)集成了像素级、行/列级、矢量级和线程级多级并行处理器,解决了现有视觉图像系统中数据串行传输和串行处理的速度限制瓶颈问题,实现了图像获取和图像信息处理每秒一千帧的系统速度。 (3)多级并行图像处理架构,支持像素级、块级等多粒度图像处理,支持片上网络,支持计算视觉算法和深度卷积神经网络处理算法。 (4)芯片具有支持大规模并行处理,数据吞吐率高,功耗低、体积小等特点。 三、应用领域及市场前景 芯片可作为边缘图像处理器应用于近图像传感器图像处理场景中,可完成高速图像目标检测、识别、追踪功能,适用于图像大数据目标检测、安防监控、工业控制、虚拟现实等应用场景。
高速直调可调谐DBR激光器芯片
成熟度:可规模生产
技术类型:-
应用行业:信息传输、软件和信息技术服务业
技术简介
一、项目简介 高速直调波长可调谐激光器,简称DBR 激光器,同时具有高速调制以及波长调谐功 能,通过增益区来实现高速信号的强度调制, 通过DBR区和相区上的电流实现波长的调谐。 该集成器件是5G和F5G光通信网络中的核心 器件,满足光纤传输网对波分复用激光器的 需求。 半导体所长期从事DBR激光器相关研制 工作。分别采用量子阱混杂技术,对接生长 技术开展了高速直调DBR激光器的研制。具 有自主可控的MOCVD光子集成材料生长以 及多种光子集成工艺技术,具备激光器芯片 小规模制备能力。 图1高速直调可调谐DBR激光器芯片结构示意图 二、技术特点 直接调制DBR激光器具有体积小、成本 低、稳定性好、调谐速度快的优点。适用于? 接入网无色ONU,是低成本波分复用无源光 网络(WDM-PON)的核心激光器。半导体所 研制的高速直调DBR激光器波长调谐范围可 达15nm、调制速率10-25Gb/s,输出功率大 于 10mW。 、专利情况 高速直调可调谐DBR激光器及其相关的 中国发明专利7项,涉及材料生长、器件制 作工艺以及测试方法等。相关专利如下: 波长可调谐分布布拉格反射半导体激光 器的制作方法; 可调谐激光器及其制备方法; 可实现波长宽调谐的分布反射布拉格激 光器及其制作方法; 一种分布布拉格反馈可调谐激光器及其 制作方法。 四、 应用领域及市场前景 随着互联网技术的快速发展,人们对网 络带宽的需求也越来越高。无论是数据中心 还是5G网络的传送,随着传输带宽的提升, 以及构建灵活动态可控网络的需求,密集波 分复用技术成为拓展信息传输容量的首选。 在5G前传、F5G接入等方面对带宽、连接数 量、时延等的波长需求较多的环境下应优选 DWDM技术,可以实现多个扇区通过不同波 长共享光纤资源,提高纤芯利用率,在不增 加光纤的情况下将用户接入带宽增加数倍乃 至数十倍,所以波分复用技术下沉已经成为 国内外运营商的共识。2019年7月,ITU-T 启动了面向5G前传的25G DWDM系列标准 (G。698。1,G。698。2 和 G。698。4)。随着标准 的推进,会带动高速调制可调谐激光器产业 发展。 半导体所研制的高速直调可调谐DBR激 光器可以用于无色ONU模块,满足未来 WDM-PON和5G无线前传网络的要求。 10-25G高速直调可调谐激光器芯片作为5G 前传和接入网的核心器件,其市场需求量巨 大。 五、 合作方式 技术开发、技术转让。
microLED衬底激光剥离技术
成熟度:可规模生产
技术类型:-
应用行业:文化、体育和娱乐业
技术简介
一、项目简介 microLED技术,即LED微缩化和矩阵化技术。指的是在一个芯片上集成的高密度微小尺寸的LED阵列,可看成是户外LED显示屏的微缩版,继液晶显示之后,microLED是新一代迭代技术的有力竞争者,而microLED芯片尺寸只有原来主流LED芯片的百分之一,达到几十微米量级。由于芯片尺寸小,传统的植球打线方式将严重降低芯片的发光比例,剥离掉蓝宝石衬底的垂直结构必定是microLED的主流芯片结构。microLED衬底激光剥离技术的基本原理是通过高能量激光束辐照,在蓝宝石/GaN界面形成局部高温,分解气化GaN材料。温度场分布决定了激光剥离技术中脉冲激光能量密度等关键参数的选取,是实现高效、低损伤激光剥离的重要参数。microLED衬底激光剥离技术利用紫外激光辐照衬底,熔化缓冲层,实现宝石衬底的剥离。通过选择合适的激光器类型和发射波长,激光剥离技术不仅仅可以实现GaN/Sapphire体系的衬底剥离,还可以实现ITO、ZnO等材料与蓝宝石衬底的剥离。 二、技术特点 通过选择合适的激光器类型和发射波长,激光剥离技术不仅仅可以实现GaN/Sapphire体系的衬底剥离,还可以实现ITO、ZnO等材料与蓝宝石衬底的剥离。此外,其剥离下来的蓝宝石衬底可以回收后重复利用多次。microLED衬底激光剥离技术由于减少刻蚀、磨片、划片等工艺,而且剥离出来的蓝宝石衬底可以重复运用,有效地节约工艺成本。microLED衬底激光剥离技术同时也可以用于薄膜结构LED以及HEMT等电力电子器件等衬底剥离。半导体所半导体照明研发中心采用microLED衬底激光剥离技术,成功的实现了GaN外延片与蓝宝石衬底的剥离,成品率高于90%。 三、专利情况 已申请国内发明专利8项,授权3项。 四、应用领域及市场前景 一旦microLED技术成为新一代显示技术,microLED衬底激光剥离技术将推动microLED开拓巨大的显示市场,具有广阔的市场前景。对于芯片制造企业来说需要新建半导体工艺厂房,购置半导体工艺设备,预计需5000万元的产业化经费。 五、合作方式 知识产权许可;技术转让、技术服务。
高速电吸收调制可调谐DBR激光器芯片
成熟度:可规模生产
技术类型:-
应用行业:信息传输、软件和信息技术服务业
技术简介
高速电吸收调制可调谐激光器同时具有 高速调制以及波长调谐功能,通单片集成的 电吸收调制器(EAM)来实现高速信号的调 制,通过DBR区和相区上的电流可以实现波 长的调谐。该集成器件是5G光通信网络中的 核心器件,满足光纤传输网对波分复用激光 器的需求。 半导体所长期从事电吸收调制器及DBR 激光器相关研制工作。结合使用对接生长技 术及选择区域外延技术研制成功的电吸收调 制DBR可调谐激光器芯片,实现10-50 Gb/s 数据调制以及大于12nm的波长调谐。具有 自主可控的MOCVD光子集成材料生长能力 以及多种具有自主知识产权的工艺技术。具 备激光器芯片小规模制备能力。 图1高速EAM调制可调谐DBR激光器芯片 二、技术特点 电吸收调制DBR激光器是一种集成了由 增益区(Gain)、相位区(Phase)、分布布 拉格反射镜(DBR)组成的DBR激光器、半 导体光放大器(SOA)及EAM的集成光器件。 DBR激光器具有体积小、成本低、稳定性好、 调谐速度快的优点。而EAM调制具有啁啾小 成本的WDM-PON的核心激光器。 半导体所研制的高速EAM调制DBR激光 器波长调谐范围可达12nm以上、调制速率 10-50 Gb/s,输出功率大于10mW。实现了 10 Gb/s NRZ数据75 Km标准单模光纤无误码 传输及28 Gb/s NRZ数据10 Km无误码传输, 在50 Gb/s NRZ数据调制下眼图仍清晰张开。 图 2(a)10 Gb/s 及(b)28 Gb/sNRZ 调制误码特性 图 3 (a)40 Gb/s 及(b)50 Gb/s NRZ 调制背对 背眼图 三、专利情况 高速EAM调制可调谐DBR激光器及其相 关的国家发明专利多项,涉及材料生长、器 件制作工艺以及测试方法等。相关专利如下: 双模激光器THz泵浦源的制作方法; 可调谐激光器与光放大器单片集成器件 的制作方法; 基于分布布拉格反射激光器的波长可调 谐窄线宽光源; 一种分布布拉格反馈可调谐激光器及其 制作方法; 可实现波长宽调谐的分布反射布拉格激 光器及其制作方法。 四、应用领域及市场前景 随着大数据时代的到来,信息容量呈指 数形式增长。特别是数据中心光互连以及宽 带接入网对高速数据传输的需求更加迫切。 一旦波分复用技术应用于数据中心和接入网, 那么低成本的高速调制可调谐DBR激光器以 及电吸收调制的DBR激光器将成为扩充通信 容量的关键集成芯片。光时分波分复用无源 光网络(TWDM-PON)已定为下一代PON的 标准,该框架中急需解决低成本的高速可调 谐激光器,以满足无色光网单元(ONU)的 需求。一直以来高速光电子芯片特别是10G 以上的光电子芯片长期以来进口,而中国的 模块厂商如海信,武汉光迅,华美,华工正 源等在国际上已经占有一定份额,设备厂商 如华为,中兴更是在国际上有很大竞争力。 国内急需突破高速率激光器芯片以及相集成 技术,打破国外企业在高端光子芯片方面的 垄断,提升相关产品以及产业在国际市场中 的竞争力。 高速电吸收调制可调谐的DBR激光器具 有制作工艺以及波长调谐机制相对简单、可 靠性高、成本低、传输距离比直调可调谐激 光器远等优点,适合未来WDM-PON和5G 无线前传网络。10-25G高速可调谐激光器芯 片是高速信息传送网所急需的产品,并且由 于是用于接入网以及5G前传,其市场需求量 巨大。 五、合作方式 技术开发、技术转让。
找到160项技术成果数据。
找技术 >一种硅基四梁结构石英谐振加速度传感器芯片
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
目前,高精度、高分辨率的数字化加速度测量方法已经得到越来越广泛的发展,在中高精度的高速数字导航系统、重力测量学、巡航导弹、自主水下导航等方面有广泛的应用前景。此类加速度计输出的是频率信号,没有数模转换带来的精度损失,能够与高精度数字测量系统相结合。目前常用的采用微机电系统加工的传感器主要分为压阻式和电容式。压阻式传感器通过具有压阻效应的电阻和具有一定结构的梁 - 质量块来感应加速度,电容式加速度传感器则是通过改变电容极板的面积或者距离来感应加速度。以上两种常用的加速度传感器输出的均是模拟信号,后处理电路复杂,灵敏度低,存在模数转换误差,而且不能直接与高精度的数字系统相结合。目前也有少量的谐振式硅微加速度传感器,虽然此类传感器输出的是数字信号,但是存在谐振频率低、灵敏度差等问题,同时结构复杂、加工难度大,成本高。总之,现有的加速度计普遍存在模拟输出,灵敏度低,加工复杂等问题。 为了克服上述现有加速度计的缺点,本发明的目的在于提供一种硅基四梁结构石英谐振加速度传感器芯片,具有体积小,重量小,数字信号输出和分辨率高的优点。 双端石英音叉存在逆压电效应,当电极两面有电荷交替变化时,双端石英音叉就会出现振动,其振动频率受双端石英音叉结构形状的影响。当加速度作用于芯片时,悬臂梁支撑的质量块在惯性力作用下移动微小的位移。由于双端石英音叉一端固定,一端与质量块连接,所以双端石英音叉发生弯曲变形,这种弯曲变形导致其谐振频率发生改变,改变的大小与加速度成正比,从而通过检测双端石英音叉的谐振频率就能够得到加速度的大小。A硅凸台和 B 硅凸台能够防止硅基支撑对双端石英音叉振动的干扰;因此本发明采用双端石英音叉作为敏感材料,基底支撑为硅,故而具有频率输出,体积小,敏感度高以及品质因数高等优点。
X射线成像系统信号处理专用芯片
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
该项目属于电子、通讯与自动控制技术领域的集成电路设计技术。该项目是开发一款基于BiCMOS工艺的X射线成像系统信号处理专用芯片,通过接收由X射线、红外射线、可见光等传感器产生的微弱电流信号(pA级),进行多路放大和级联输出,实现快速计算机成像;产品编号EMT1010,可广泛应用于医用CT、X射线安检设备以及红外线探测设备,覆盖公众、公共安全领域,具有稳定的市场需求;该产品具有以下特点:高灵敏度,可接收输入电流范围为10pA-10nA;电路规模大,32通道,同时采集多路图像信号;集成度高,在2.65×3.75mm的芯片面积上集成上万元件;性能优异,线性失真度≤1%,积分时间2ms-20ms。EMT1010为提高电路的使用性能,在多角度实现创新:1)简化前置电荷放大器设计,提高转换效率,降低功耗,减小电磁干扰;2)采用数字时序,使电路输出功耗小于450mW;3)非线形度小于1%,能够以良好的线形度实现快速信号调节,降低信号失真度,具有良好的滤波特性;4)采用了LVDS驱动器,对暗电流、固定模式噪声等干扰信号具有较强的抗干扰能力;5)简化控制方式,便于系统控制模块直接采样、信号反馈等。EMT1010已经申请了发明专利和集成电路布图保护;EMT1010的超低功耗,符合节能降耗的环保理念;样片经交用户评估,各项指标基本满足使用要求,并在整机设备上开始试用和评估;通过科技查新,确认该项目为国内首创,有较高的创新性。项目产品的研发成功,将促进X射线探测系统整机技术升级和关键部件国产化进程,摆脱关进技术对国外依赖局面;提高国X射线探测成像精度,实现整机系统多样化、高要求需要,有效降低安检探测设备生产成本,提高整机稳定性,降低安检探测是被整机功耗,实现绿色环保理念。项目产品主要应用于医用CT、X射线安检设备以及红外线探测设备,服务于公众、公共安全领域,市场呈上升态势;北京地区的医用CT、X射线安检设备制造均为国内优势行业,项目产品仅在本地区就可获得超过2亿的稳定市场。
收发一体LED芯片
成熟度:通过中试
技术类型:发明,发明
应用行业:信息传输、软件和信息技术服务业
技术简介
项目简介:GaN基同质集成光电子芯片与信号处理、数据分析、多媒体等技术相结合,利用光电容积脉搏波描记法(PPG)原理可以实现具有用户交互、心率检测等功能的可嵌入式的硬件终端产品。将同质集成光电子芯片与其他软硬件设备相结合的传感系统能够实现数据采集、存储和计算,并能够嵌入到一些人们日常生活所接触的设备中,强化了人与设备之间的交互,可以实现脉搏检测。智能穿戴、健康医疗设备的意义在于精准的生物识别传感器数据可以提供准确的健身/健康评估。 项目核心创新点:同质集成多功能光电子芯片相对于传统的硅基芯片,最大的优势在于其同质集成的优点。传统的硅基芯片进行光源、光波导和光探测器集成时,国内外通常都采用复杂的生长技术进行异质集成,这样的方法不但工艺复杂,而且成本高、光耦合效率低、通信速率慢。本项目研发的多功能光电子芯片可实现同时发光探测模式,比传统发射器-介质-探测器模式更加简洁而且探测效率更高。以传统心率监测设备为例,发射器需要更高的功率使得光线穿过手指,到达另一侧的接收器。手指组织对光线的也有较强的吸收因而对接收器灵敏度要求较高。而且这种模式只能单一的应用于指尖,无法在身体其他部位完成检测。本团队开发的同质集成光电子芯片在实现了“收发一体”无需额外附加探测器,仅依靠反射回的光线即可完成信息的采集,器件工作所需的功率也大幅降低;采集范围也更加的广泛不仅限于指尖,在任意皮肤位置皆可完成信息采集,为未来开发更多检测项目打下基础,也为众多照明领域和照明设备赋予了于健康、环境、水体等监测的巨大潜能。 项目详细用途:手机用于照明的LED灯如采用本团队开发的同质集成光电子芯片,在无需添加任何硬件发射器、探测器的情况下即可完成心率、血氧浓度等指标的监测。 预期效益说明:团队研发的环境/健康监测芯片产品具有独创性、高集成性、性能卓越、产品附加值高等特点,而且在不需要附加探测器等部件后技术和价格上具有得天独厚的优势。原型机基础上进行软件信息处理能力的升级,在完成心律失常、房颤及早搏筛查、血氧饱和度等功能的拓展和升级后,手机采用同质集成光电子芯片提供照明和健康监测功能后售价可提升超1000元,而且用以赋能的硬件优势是不可复制的。用于采购光电子芯片的价格不超过10元,长期来看预计光电子芯片每年销售超100万件。
低功耗非易失处理器及传感系统
成熟度:可规模生产
技术类型:-
应用行业:信息传输、软件和信息技术服务业
技术简介
本成果属于非易失处理器和物联网领域。随着物联网的快速扩张, 市场预测无线联网设备将在 2020 年超过 500 亿部。受限于滞后的电池技术, 联网设备工作时间短,需要频繁充电或更换电池。维护多达数十亿节点花费的时间和成本十分巨大,因此从环境中采集能量的自供能传感网技术成为首选方案。针对自供能传感网面临的供能不稳定、能量输入有限和系统可靠性等系列挑战,本成果设计实现了一套自供能环境下非易失计算芯片和自供能传感系统: 非易失计算芯片,能够在 1kHz 以上的脉冲供电条件下,实现稳定可靠的连续计算,并且能够保持电路在掉电前的所有状态,数据不丢失,实现真正意义上的断电可连续执行。由于该芯片完全不需要电力保持状态,其泄漏功耗为零,唤醒时间达到了微秒量级,较业界领先的德州仪器 MSP430 低功耗处理器,其唤醒速度提高 1-2 个数量级,唤醒能耗降低 3-4 个数量级, 并实现了零待机功耗。 基于非易失计算芯片的传感网节点系统,采用脉冲直流供电的节点工作模式,无需电池,实现了掉电后节点状态不会丢失、上电后节点能接续 断电前状态连续工作,解决了目前基于能量采集的传感网节点中电源电路过于复杂,电池更换成本高的问题。节点整体的休眠唤醒速度快(小于 50us)、能耗低(小于 20nJ),适用于太阳能、振动和无线供能等多种能量采集模式。 二、应用前景 本成果技术可大规模应用于物联网、健康监测、智能安防等领域。
微型芯片的批量转移装置以及方法
成熟度:通过小试
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
一种微型芯片的批量转移装置以及方法。该微型芯片的批量转移装置包括:装载模具(100),装载模具(100)包括装载区(101)和位于装载区(101)边缘的非装载区(102),装载区(101)上设置有阵列式排列的多个芯片吸附孔(1011),多个芯片吸附孔(1011)设置为吸附多个微型芯片;外罩(200),外罩(200)设置在非装载区(102)上远离吸附多个微型芯片的方向的一侧,外罩(200)和装载模具(100)之间形成腔室(201),外罩(200)上设置有抽气孔(202)和充气孔(203);抽气装置(300),抽气装置(300)的输入口(301)与抽气孔(202)密封连接,抽气装置(300)设置为抽取腔室(201)的气体;充气装置(400),充气装置(400)的输出口(401)与充气孔(203)密封连接,充气装置(400)设置为向腔室(201)充气。
植入式带温度感知RFID芯片及智慧畜牧系统
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:农、林、牧、渔业
技术简介
一、项目简介 中国是畜牧大国,2018年我国生猪存栏42817万头,奶牛存栏1400万头,但畜牧业的发展面临着一系列的问题,其中动物体温监测难度大、疫情防控不及时是困扰畜牧业多年亟待解决的重要问题之一。动物体温可以表征动物健康,预警动物疾病,加强动物体温监测对畜牧疫情防控、保障动物福利具有重要意义。2018年,由于疫情监测力度不够,导致“非洲猪瘟”在中国蔓延,造成了大量经济损失。传统动物体温检测方法精度差、非实时性、无法实现自动感知,且需要消耗大量人力资源。另外,人们对食品安全问题的重视,也导致食品溯源的需求日益旺盛。 本项目设计的具有温度感知功能植入式RFID芯片,植入动物体内,可以实时感知、自动采集动物体温,及时发现问题,可成为强化畜牧疫情防控的重要手段,也为食品溯源提供了硬件支撑。芯片结构包含射频模拟前端、数字基带、温度传感器和存储器,如图1所示。其中,射频模拟前端用于将天线接收到的交流电压转换为供电电源,解调其中包含的数字命令并提供给数字基带信号,同时提供上电复位信号和时钟信号;数字基带处理来自读写器的命令,并返回相应的数字信号;温度传感器检测温度,并产生对应的数字信号输入数字基带;存储器用于储存芯片的身份信息,必要时存储温度信息。 本项目研究成果,包括温度感知RFID芯片射频前端和温度传感电路两个模块的MPW流片。 二、技术特点 (1)系统结合RFID技术和温度传感器技术,设计一款植入式低功耗带温度传感器RFID; (2)芯片可实现远程身份识别和体温检测; (3)芯片整体采用小型化设计,方便植入式应用; (4)结合了植入式芯片和互联网技术,智慧畜牧系统极大提高了畜牧产业的管理效率,减少了人工投入,缩短了劳动周期。 三、专利情况 适用于无源低功耗RFID芯片的上电复位电路;低功耗温度传感前端电路。 四、应用领域及市场前景 基于所设计的带温度感知RFID芯片,结合互联网技术,可实现一套智慧畜牧系统,如图2所示,可用于养殖管理、疫情预测诊断、产品溯源、生物资产管理、代系管理、保险公司调查等。未来将形成整个畜牧产业的数据联网,迎来畜牧业的变革。 (1)动物疫情智能监控系统。通过植入带温度感知RFID芯片,远程识别身份信息和温度数据,达到监控牧场每一只动物的健康状况,减小了人力劳动的同时保证了信息的实时性。从而实现以最小的人力资源实现最大程度的疫情预防监测。目前该应用市场需求较大,具有较好的经济效益。 (2)食品溯源。在实现统一标准后,全国每一只牲畜对应一个身份编号,结合互联网云平台,上传数据统一管理,实现每一只牲畜的全程跟踪,达到食品溯源的目的。食品溯源保证了肉类食品来源的安全可靠性,消除顾客购买高档肉类产品的后顾之忧,具有较大市场效益。 (3)保险公司调查。通过植入式芯片,将每一只牲畜资料都上传到云平台统一管理,跟踪其健康状况和,保险公司可以更加容易判断牲畜丢失、病死等索赔的真实性,对保险公司来说具有较大的市场意义。 五、合作方式 技术开发、技术转让。
人工智能视觉芯片
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
一、项目简介 传统多数视觉图像传感器和处理器是分离的,传感器和处理器之间必须通过大规模数据交互才能完成信息处理,这限制了处理的时效性。项目组提出一种将图像传感器和处理器一体化集成的智能视觉芯片设计方案,实现了仿人类视觉系统成像和处理功能,处理和响应速度可达到1000fps,图像传感器的分辨率为256×256。 该项目研制的多级并行处理视觉芯片是面向高速图像目标检测、识别、追踪应用的图像处理芯片。该芯片采用了多层次异构并行处理的架构,可快速完成图像滤波、数学形态学、角点检测、特征提取以及深度卷积神经网络处理。目前芯片已完成样片研制和演示系统建设,出样芯片时钟频率为200MHz,数据吞吐率达到2Gbps,峰值处理性能达到204.8GOPs,功耗低于1W,采用256管脚BGA封装。已应用于大规模图像数据目标检测和提取领域。 二、技术特点 (1)采用了新的基于冯诺依曼多级并行处理器和非冯诺依曼神经网络混合处理器的视觉芯片架构。 (2)集成了像素级、行/列级、矢量级和线程级多级并行处理器,解决了现有视觉图像系统中数据串行传输和串行处理的速度限制瓶颈问题,实现了图像获取和图像信息处理每秒一千帧的系统速度。 (3)多级并行图像处理架构,支持像素级、块级等多粒度图像处理,支持片上网络,支持计算视觉算法和深度卷积神经网络处理算法。 (4)芯片具有支持大规模并行处理,数据吞吐率高,功耗低、体积小等特点。 三、应用领域及市场前景 芯片可作为边缘图像处理器应用于近图像传感器图像处理场景中,可完成高速图像目标检测、识别、追踪功能,适用于图像大数据目标检测、安防监控、工业控制、虚拟现实等应用场景。
高速直调可调谐DBR激光器芯片
成熟度:可规模生产
技术类型:-
应用行业:信息传输、软件和信息技术服务业
技术简介
一、项目简介 高速直调波长可调谐激光器,简称DBR 激光器,同时具有高速调制以及波长调谐功 能,通过增益区来实现高速信号的强度调制, 通过DBR区和相区上的电流实现波长的调谐。 该集成器件是5G和F5G光通信网络中的核心 器件,满足光纤传输网对波分复用激光器的 需求。 半导体所长期从事DBR激光器相关研制 工作。分别采用量子阱混杂技术,对接生长 技术开展了高速直调DBR激光器的研制。具 有自主可控的MOCVD光子集成材料生长以 及多种光子集成工艺技术,具备激光器芯片 小规模制备能力。 图1高速直调可调谐DBR激光器芯片结构示意图 二、技术特点 直接调制DBR激光器具有体积小、成本 低、稳定性好、调谐速度快的优点。适用于? 接入网无色ONU,是低成本波分复用无源光 网络(WDM-PON)的核心激光器。半导体所 研制的高速直调DBR激光器波长调谐范围可 达15nm、调制速率10-25Gb/s,输出功率大 于 10mW。 、专利情况 高速直调可调谐DBR激光器及其相关的 中国发明专利7项,涉及材料生长、器件制 作工艺以及测试方法等。相关专利如下: 波长可调谐分布布拉格反射半导体激光 器的制作方法; 可调谐激光器及其制备方法; 可实现波长宽调谐的分布反射布拉格激 光器及其制作方法; 一种分布布拉格反馈可调谐激光器及其 制作方法。 四、 应用领域及市场前景 随着互联网技术的快速发展,人们对网 络带宽的需求也越来越高。无论是数据中心 还是5G网络的传送,随着传输带宽的提升, 以及构建灵活动态可控网络的需求,密集波 分复用技术成为拓展信息传输容量的首选。 在5G前传、F5G接入等方面对带宽、连接数 量、时延等的波长需求较多的环境下应优选 DWDM技术,可以实现多个扇区通过不同波 长共享光纤资源,提高纤芯利用率,在不增 加光纤的情况下将用户接入带宽增加数倍乃 至数十倍,所以波分复用技术下沉已经成为 国内外运营商的共识。2019年7月,ITU-T 启动了面向5G前传的25G DWDM系列标准 (G。698。1,G。698。2 和 G。698。4)。随着标准 的推进,会带动高速调制可调谐激光器产业 发展。 半导体所研制的高速直调可调谐DBR激 光器可以用于无色ONU模块,满足未来 WDM-PON和5G无线前传网络的要求。 10-25G高速直调可调谐激光器芯片作为5G 前传和接入网的核心器件,其市场需求量巨 大。 五、 合作方式 技术开发、技术转让。
microLED衬底激光剥离技术
成熟度:可规模生产
技术类型:-
应用行业:文化、体育和娱乐业
技术简介
一、项目简介 microLED技术,即LED微缩化和矩阵化技术。指的是在一个芯片上集成的高密度微小尺寸的LED阵列,可看成是户外LED显示屏的微缩版,继液晶显示之后,microLED是新一代迭代技术的有力竞争者,而microLED芯片尺寸只有原来主流LED芯片的百分之一,达到几十微米量级。由于芯片尺寸小,传统的植球打线方式将严重降低芯片的发光比例,剥离掉蓝宝石衬底的垂直结构必定是microLED的主流芯片结构。microLED衬底激光剥离技术的基本原理是通过高能量激光束辐照,在蓝宝石/GaN界面形成局部高温,分解气化GaN材料。温度场分布决定了激光剥离技术中脉冲激光能量密度等关键参数的选取,是实现高效、低损伤激光剥离的重要参数。microLED衬底激光剥离技术利用紫外激光辐照衬底,熔化缓冲层,实现宝石衬底的剥离。通过选择合适的激光器类型和发射波长,激光剥离技术不仅仅可以实现GaN/Sapphire体系的衬底剥离,还可以实现ITO、ZnO等材料与蓝宝石衬底的剥离。 二、技术特点 通过选择合适的激光器类型和发射波长,激光剥离技术不仅仅可以实现GaN/Sapphire体系的衬底剥离,还可以实现ITO、ZnO等材料与蓝宝石衬底的剥离。此外,其剥离下来的蓝宝石衬底可以回收后重复利用多次。microLED衬底激光剥离技术由于减少刻蚀、磨片、划片等工艺,而且剥离出来的蓝宝石衬底可以重复运用,有效地节约工艺成本。microLED衬底激光剥离技术同时也可以用于薄膜结构LED以及HEMT等电力电子器件等衬底剥离。半导体所半导体照明研发中心采用microLED衬底激光剥离技术,成功的实现了GaN外延片与蓝宝石衬底的剥离,成品率高于90%。 三、专利情况 已申请国内发明专利8项,授权3项。 四、应用领域及市场前景 一旦microLED技术成为新一代显示技术,microLED衬底激光剥离技术将推动microLED开拓巨大的显示市场,具有广阔的市场前景。对于芯片制造企业来说需要新建半导体工艺厂房,购置半导体工艺设备,预计需5000万元的产业化经费。 五、合作方式 知识产权许可;技术转让、技术服务。
高速电吸收调制可调谐DBR激光器芯片
成熟度:可规模生产
技术类型:-
应用行业:信息传输、软件和信息技术服务业
技术简介
高速电吸收调制可调谐激光器同时具有 高速调制以及波长调谐功能,通单片集成的 电吸收调制器(EAM)来实现高速信号的调 制,通过DBR区和相区上的电流可以实现波 长的调谐。该集成器件是5G光通信网络中的 核心器件,满足光纤传输网对波分复用激光 器的需求。 半导体所长期从事电吸收调制器及DBR 激光器相关研制工作。结合使用对接生长技 术及选择区域外延技术研制成功的电吸收调 制DBR可调谐激光器芯片,实现10-50 Gb/s 数据调制以及大于12nm的波长调谐。具有 自主可控的MOCVD光子集成材料生长能力 以及多种具有自主知识产权的工艺技术。具 备激光器芯片小规模制备能力。 图1高速EAM调制可调谐DBR激光器芯片 二、技术特点 电吸收调制DBR激光器是一种集成了由 增益区(Gain)、相位区(Phase)、分布布 拉格反射镜(DBR)组成的DBR激光器、半 导体光放大器(SOA)及EAM的集成光器件。 DBR激光器具有体积小、成本低、稳定性好、 调谐速度快的优点。而EAM调制具有啁啾小 成本的WDM-PON的核心激光器。 半导体所研制的高速EAM调制DBR激光 器波长调谐范围可达12nm以上、调制速率 10-50 Gb/s,输出功率大于10mW。实现了 10 Gb/s NRZ数据75 Km标准单模光纤无误码 传输及28 Gb/s NRZ数据10 Km无误码传输, 在50 Gb/s NRZ数据调制下眼图仍清晰张开。 图 2(a)10 Gb/s 及(b)28 Gb/sNRZ 调制误码特性 图 3 (a)40 Gb/s 及(b)50 Gb/s NRZ 调制背对 背眼图 三、专利情况 高速EAM调制可调谐DBR激光器及其相 关的国家发明专利多项,涉及材料生长、器 件制作工艺以及测试方法等。相关专利如下: 双模激光器THz泵浦源的制作方法; 可调谐激光器与光放大器单片集成器件 的制作方法; 基于分布布拉格反射激光器的波长可调 谐窄线宽光源; 一种分布布拉格反馈可调谐激光器及其 制作方法; 可实现波长宽调谐的分布反射布拉格激 光器及其制作方法。 四、应用领域及市场前景 随着大数据时代的到来,信息容量呈指 数形式增长。特别是数据中心光互连以及宽 带接入网对高速数据传输的需求更加迫切。 一旦波分复用技术应用于数据中心和接入网, 那么低成本的高速调制可调谐DBR激光器以 及电吸收调制的DBR激光器将成为扩充通信 容量的关键集成芯片。光时分波分复用无源 光网络(TWDM-PON)已定为下一代PON的 标准,该框架中急需解决低成本的高速可调 谐激光器,以满足无色光网单元(ONU)的 需求。一直以来高速光电子芯片特别是10G 以上的光电子芯片长期以来进口,而中国的 模块厂商如海信,武汉光迅,华美,华工正 源等在国际上已经占有一定份额,设备厂商 如华为,中兴更是在国际上有很大竞争力。 国内急需突破高速率激光器芯片以及相集成 技术,打破国外企业在高端光子芯片方面的 垄断,提升相关产品以及产业在国际市场中 的竞争力。 高速电吸收调制可调谐的DBR激光器具 有制作工艺以及波长调谐机制相对简单、可 靠性高、成本低、传输距离比直调可调谐激 光器远等优点,适合未来WDM-PON和5G 无线前传网络。10-25G高速可调谐激光器芯 片是高速信息传送网所急需的产品,并且由 于是用于接入网以及5G前传,其市场需求量 巨大。 五、合作方式 技术开发、技术转让。
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找技术 >一种硅基四梁结构石英谐振加速度传感器芯片
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
目前,高精度、高分辨率的数字化加速度测量方法已经得到越来越广泛的发展,在中高精度的高速数字导航系统、重力测量学、巡航导弹、自主水下导航等方面有广泛的应用前景。此类加速度计输出的是频率信号,没有数模转换带来的精度损失,能够与高精度数字测量系统相结合。目前常用的采用微机电系统加工的传感器主要分为压阻式和电容式。压阻式传感器通过具有压阻效应的电阻和具有一定结构的梁 - 质量块来感应加速度,电容式加速度传感器则是通过改变电容极板的面积或者距离来感应加速度。以上两种常用的加速度传感器输出的均是模拟信号,后处理电路复杂,灵敏度低,存在模数转换误差,而且不能直接与高精度的数字系统相结合。目前也有少量的谐振式硅微加速度传感器,虽然此类传感器输出的是数字信号,但是存在谐振频率低、灵敏度差等问题,同时结构复杂、加工难度大,成本高。总之,现有的加速度计普遍存在模拟输出,灵敏度低,加工复杂等问题。 为了克服上述现有加速度计的缺点,本发明的目的在于提供一种硅基四梁结构石英谐振加速度传感器芯片,具有体积小,重量小,数字信号输出和分辨率高的优点。 双端石英音叉存在逆压电效应,当电极两面有电荷交替变化时,双端石英音叉就会出现振动,其振动频率受双端石英音叉结构形状的影响。当加速度作用于芯片时,悬臂梁支撑的质量块在惯性力作用下移动微小的位移。由于双端石英音叉一端固定,一端与质量块连接,所以双端石英音叉发生弯曲变形,这种弯曲变形导致其谐振频率发生改变,改变的大小与加速度成正比,从而通过检测双端石英音叉的谐振频率就能够得到加速度的大小。A硅凸台和 B 硅凸台能够防止硅基支撑对双端石英音叉振动的干扰;因此本发明采用双端石英音叉作为敏感材料,基底支撑为硅,故而具有频率输出,体积小,敏感度高以及品质因数高等优点。
X射线成像系统信号处理专用芯片
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
该项目属于电子、通讯与自动控制技术领域的集成电路设计技术。该项目是开发一款基于BiCMOS工艺的X射线成像系统信号处理专用芯片,通过接收由X射线、红外射线、可见光等传感器产生的微弱电流信号(pA级),进行多路放大和级联输出,实现快速计算机成像;产品编号EMT1010,可广泛应用于医用CT、X射线安检设备以及红外线探测设备,覆盖公众、公共安全领域,具有稳定的市场需求;该产品具有以下特点:高灵敏度,可接收输入电流范围为10pA-10nA;电路规模大,32通道,同时采集多路图像信号;集成度高,在2.65×3.75mm的芯片面积上集成上万元件;性能优异,线性失真度≤1%,积分时间2ms-20ms。EMT1010为提高电路的使用性能,在多角度实现创新:1)简化前置电荷放大器设计,提高转换效率,降低功耗,减小电磁干扰;2)采用数字时序,使电路输出功耗小于450mW;3)非线形度小于1%,能够以良好的线形度实现快速信号调节,降低信号失真度,具有良好的滤波特性;4)采用了LVDS驱动器,对暗电流、固定模式噪声等干扰信号具有较强的抗干扰能力;5)简化控制方式,便于系统控制模块直接采样、信号反馈等。EMT1010已经申请了发明专利和集成电路布图保护;EMT1010的超低功耗,符合节能降耗的环保理念;样片经交用户评估,各项指标基本满足使用要求,并在整机设备上开始试用和评估;通过科技查新,确认该项目为国内首创,有较高的创新性。项目产品的研发成功,将促进X射线探测系统整机技术升级和关键部件国产化进程,摆脱关进技术对国外依赖局面;提高国X射线探测成像精度,实现整机系统多样化、高要求需要,有效降低安检探测设备生产成本,提高整机稳定性,降低安检探测是被整机功耗,实现绿色环保理念。项目产品主要应用于医用CT、X射线安检设备以及红外线探测设备,服务于公众、公共安全领域,市场呈上升态势;北京地区的医用CT、X射线安检设备制造均为国内优势行业,项目产品仅在本地区就可获得超过2亿的稳定市场。
收发一体LED芯片
成熟度:通过中试
技术类型:发明,发明
应用行业:信息传输、软件和信息技术服务业
技术简介
项目简介:GaN基同质集成光电子芯片与信号处理、数据分析、多媒体等技术相结合,利用光电容积脉搏波描记法(PPG)原理可以实现具有用户交互、心率检测等功能的可嵌入式的硬件终端产品。将同质集成光电子芯片与其他软硬件设备相结合的传感系统能够实现数据采集、存储和计算,并能够嵌入到一些人们日常生活所接触的设备中,强化了人与设备之间的交互,可以实现脉搏检测。智能穿戴、健康医疗设备的意义在于精准的生物识别传感器数据可以提供准确的健身/健康评估。 项目核心创新点:同质集成多功能光电子芯片相对于传统的硅基芯片,最大的优势在于其同质集成的优点。传统的硅基芯片进行光源、光波导和光探测器集成时,国内外通常都采用复杂的生长技术进行异质集成,这样的方法不但工艺复杂,而且成本高、光耦合效率低、通信速率慢。本项目研发的多功能光电子芯片可实现同时发光探测模式,比传统发射器-介质-探测器模式更加简洁而且探测效率更高。以传统心率监测设备为例,发射器需要更高的功率使得光线穿过手指,到达另一侧的接收器。手指组织对光线的也有较强的吸收因而对接收器灵敏度要求较高。而且这种模式只能单一的应用于指尖,无法在身体其他部位完成检测。本团队开发的同质集成光电子芯片在实现了“收发一体”无需额外附加探测器,仅依靠反射回的光线即可完成信息的采集,器件工作所需的功率也大幅降低;采集范围也更加的广泛不仅限于指尖,在任意皮肤位置皆可完成信息采集,为未来开发更多检测项目打下基础,也为众多照明领域和照明设备赋予了于健康、环境、水体等监测的巨大潜能。 项目详细用途:手机用于照明的LED灯如采用本团队开发的同质集成光电子芯片,在无需添加任何硬件发射器、探测器的情况下即可完成心率、血氧浓度等指标的监测。 预期效益说明:团队研发的环境/健康监测芯片产品具有独创性、高集成性、性能卓越、产品附加值高等特点,而且在不需要附加探测器等部件后技术和价格上具有得天独厚的优势。原型机基础上进行软件信息处理能力的升级,在完成心律失常、房颤及早搏筛查、血氧饱和度等功能的拓展和升级后,手机采用同质集成光电子芯片提供照明和健康监测功能后售价可提升超1000元,而且用以赋能的硬件优势是不可复制的。用于采购光电子芯片的价格不超过10元,长期来看预计光电子芯片每年销售超100万件。
低功耗非易失处理器及传感系统
成熟度:可规模生产
技术类型:-
应用行业:信息传输、软件和信息技术服务业
技术简介
本成果属于非易失处理器和物联网领域。随着物联网的快速扩张, 市场预测无线联网设备将在 2020 年超过 500 亿部。受限于滞后的电池技术, 联网设备工作时间短,需要频繁充电或更换电池。维护多达数十亿节点花费的时间和成本十分巨大,因此从环境中采集能量的自供能传感网技术成为首选方案。针对自供能传感网面临的供能不稳定、能量输入有限和系统可靠性等系列挑战,本成果设计实现了一套自供能环境下非易失计算芯片和自供能传感系统: 非易失计算芯片,能够在 1kHz 以上的脉冲供电条件下,实现稳定可靠的连续计算,并且能够保持电路在掉电前的所有状态,数据不丢失,实现真正意义上的断电可连续执行。由于该芯片完全不需要电力保持状态,其泄漏功耗为零,唤醒时间达到了微秒量级,较业界领先的德州仪器 MSP430 低功耗处理器,其唤醒速度提高 1-2 个数量级,唤醒能耗降低 3-4 个数量级, 并实现了零待机功耗。 基于非易失计算芯片的传感网节点系统,采用脉冲直流供电的节点工作模式,无需电池,实现了掉电后节点状态不会丢失、上电后节点能接续 断电前状态连续工作,解决了目前基于能量采集的传感网节点中电源电路过于复杂,电池更换成本高的问题。节点整体的休眠唤醒速度快(小于 50us)、能耗低(小于 20nJ),适用于太阳能、振动和无线供能等多种能量采集模式。 二、应用前景 本成果技术可大规模应用于物联网、健康监测、智能安防等领域。
微型芯片的批量转移装置以及方法
成熟度:通过小试
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
一种微型芯片的批量转移装置以及方法。该微型芯片的批量转移装置包括:装载模具(100),装载模具(100)包括装载区(101)和位于装载区(101)边缘的非装载区(102),装载区(101)上设置有阵列式排列的多个芯片吸附孔(1011),多个芯片吸附孔(1011)设置为吸附多个微型芯片;外罩(200),外罩(200)设置在非装载区(102)上远离吸附多个微型芯片的方向的一侧,外罩(200)和装载模具(100)之间形成腔室(201),外罩(200)上设置有抽气孔(202)和充气孔(203);抽气装置(300),抽气装置(300)的输入口(301)与抽气孔(202)密封连接,抽气装置(300)设置为抽取腔室(201)的气体;充气装置(400),充气装置(400)的输出口(401)与充气孔(203)密封连接,充气装置(400)设置为向腔室(201)充气。
植入式带温度感知RFID芯片及智慧畜牧系统
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:农、林、牧、渔业
技术简介
一、项目简介 中国是畜牧大国,2018年我国生猪存栏42817万头,奶牛存栏1400万头,但畜牧业的发展面临着一系列的问题,其中动物体温监测难度大、疫情防控不及时是困扰畜牧业多年亟待解决的重要问题之一。动物体温可以表征动物健康,预警动物疾病,加强动物体温监测对畜牧疫情防控、保障动物福利具有重要意义。2018年,由于疫情监测力度不够,导致“非洲猪瘟”在中国蔓延,造成了大量经济损失。传统动物体温检测方法精度差、非实时性、无法实现自动感知,且需要消耗大量人力资源。另外,人们对食品安全问题的重视,也导致食品溯源的需求日益旺盛。 本项目设计的具有温度感知功能植入式RFID芯片,植入动物体内,可以实时感知、自动采集动物体温,及时发现问题,可成为强化畜牧疫情防控的重要手段,也为食品溯源提供了硬件支撑。芯片结构包含射频模拟前端、数字基带、温度传感器和存储器,如图1所示。其中,射频模拟前端用于将天线接收到的交流电压转换为供电电源,解调其中包含的数字命令并提供给数字基带信号,同时提供上电复位信号和时钟信号;数字基带处理来自读写器的命令,并返回相应的数字信号;温度传感器检测温度,并产生对应的数字信号输入数字基带;存储器用于储存芯片的身份信息,必要时存储温度信息。 本项目研究成果,包括温度感知RFID芯片射频前端和温度传感电路两个模块的MPW流片。 二、技术特点 (1)系统结合RFID技术和温度传感器技术,设计一款植入式低功耗带温度传感器RFID; (2)芯片可实现远程身份识别和体温检测; (3)芯片整体采用小型化设计,方便植入式应用; (4)结合了植入式芯片和互联网技术,智慧畜牧系统极大提高了畜牧产业的管理效率,减少了人工投入,缩短了劳动周期。 三、专利情况 适用于无源低功耗RFID芯片的上电复位电路;低功耗温度传感前端电路。 四、应用领域及市场前景 基于所设计的带温度感知RFID芯片,结合互联网技术,可实现一套智慧畜牧系统,如图2所示,可用于养殖管理、疫情预测诊断、产品溯源、生物资产管理、代系管理、保险公司调查等。未来将形成整个畜牧产业的数据联网,迎来畜牧业的变革。 (1)动物疫情智能监控系统。通过植入带温度感知RFID芯片,远程识别身份信息和温度数据,达到监控牧场每一只动物的健康状况,减小了人力劳动的同时保证了信息的实时性。从而实现以最小的人力资源实现最大程度的疫情预防监测。目前该应用市场需求较大,具有较好的经济效益。 (2)食品溯源。在实现统一标准后,全国每一只牲畜对应一个身份编号,结合互联网云平台,上传数据统一管理,实现每一只牲畜的全程跟踪,达到食品溯源的目的。食品溯源保证了肉类食品来源的安全可靠性,消除顾客购买高档肉类产品的后顾之忧,具有较大市场效益。 (3)保险公司调查。通过植入式芯片,将每一只牲畜资料都上传到云平台统一管理,跟踪其健康状况和,保险公司可以更加容易判断牲畜丢失、病死等索赔的真实性,对保险公司来说具有较大的市场意义。 五、合作方式 技术开发、技术转让。
人工智能视觉芯片
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
一、项目简介 传统多数视觉图像传感器和处理器是分离的,传感器和处理器之间必须通过大规模数据交互才能完成信息处理,这限制了处理的时效性。项目组提出一种将图像传感器和处理器一体化集成的智能视觉芯片设计方案,实现了仿人类视觉系统成像和处理功能,处理和响应速度可达到1000fps,图像传感器的分辨率为256×256。 该项目研制的多级并行处理视觉芯片是面向高速图像目标检测、识别、追踪应用的图像处理芯片。该芯片采用了多层次异构并行处理的架构,可快速完成图像滤波、数学形态学、角点检测、特征提取以及深度卷积神经网络处理。目前芯片已完成样片研制和演示系统建设,出样芯片时钟频率为200MHz,数据吞吐率达到2Gbps,峰值处理性能达到204.8GOPs,功耗低于1W,采用256管脚BGA封装。已应用于大规模图像数据目标检测和提取领域。 二、技术特点 (1)采用了新的基于冯诺依曼多级并行处理器和非冯诺依曼神经网络混合处理器的视觉芯片架构。 (2)集成了像素级、行/列级、矢量级和线程级多级并行处理器,解决了现有视觉图像系统中数据串行传输和串行处理的速度限制瓶颈问题,实现了图像获取和图像信息处理每秒一千帧的系统速度。 (3)多级并行图像处理架构,支持像素级、块级等多粒度图像处理,支持片上网络,支持计算视觉算法和深度卷积神经网络处理算法。 (4)芯片具有支持大规模并行处理,数据吞吐率高,功耗低、体积小等特点。 三、应用领域及市场前景 芯片可作为边缘图像处理器应用于近图像传感器图像处理场景中,可完成高速图像目标检测、识别、追踪功能,适用于图像大数据目标检测、安防监控、工业控制、虚拟现实等应用场景。
高速直调可调谐DBR激光器芯片
成熟度:可规模生产
技术类型:-
应用行业:信息传输、软件和信息技术服务业
技术简介
一、项目简介 高速直调波长可调谐激光器,简称DBR 激光器,同时具有高速调制以及波长调谐功 能,通过增益区来实现高速信号的强度调制, 通过DBR区和相区上的电流实现波长的调谐。 该集成器件是5G和F5G光通信网络中的核心 器件,满足光纤传输网对波分复用激光器的 需求。 半导体所长期从事DBR激光器相关研制 工作。分别采用量子阱混杂技术,对接生长 技术开展了高速直调DBR激光器的研制。具 有自主可控的MOCVD光子集成材料生长以 及多种光子集成工艺技术,具备激光器芯片 小规模制备能力。 图1高速直调可调谐DBR激光器芯片结构示意图 二、技术特点 直接调制DBR激光器具有体积小、成本 低、稳定性好、调谐速度快的优点。适用于? 接入网无色ONU,是低成本波分复用无源光 网络(WDM-PON)的核心激光器。半导体所 研制的高速直调DBR激光器波长调谐范围可 达15nm、调制速率10-25Gb/s,输出功率大 于 10mW。 、专利情况 高速直调可调谐DBR激光器及其相关的 中国发明专利7项,涉及材料生长、器件制 作工艺以及测试方法等。相关专利如下: 波长可调谐分布布拉格反射半导体激光 器的制作方法; 可调谐激光器及其制备方法; 可实现波长宽调谐的分布反射布拉格激 光器及其制作方法; 一种分布布拉格反馈可调谐激光器及其 制作方法。 四、 应用领域及市场前景 随着互联网技术的快速发展,人们对网 络带宽的需求也越来越高。无论是数据中心 还是5G网络的传送,随着传输带宽的提升, 以及构建灵活动态可控网络的需求,密集波 分复用技术成为拓展信息传输容量的首选。 在5G前传、F5G接入等方面对带宽、连接数 量、时延等的波长需求较多的环境下应优选 DWDM技术,可以实现多个扇区通过不同波 长共享光纤资源,提高纤芯利用率,在不增 加光纤的情况下将用户接入带宽增加数倍乃 至数十倍,所以波分复用技术下沉已经成为 国内外运营商的共识。2019年7月,ITU-T 启动了面向5G前传的25G DWDM系列标准 (G。698。1,G。698。2 和 G。698。4)。随着标准 的推进,会带动高速调制可调谐激光器产业 发展。 半导体所研制的高速直调可调谐DBR激 光器可以用于无色ONU模块,满足未来 WDM-PON和5G无线前传网络的要求。 10-25G高速直调可调谐激光器芯片作为5G 前传和接入网的核心器件,其市场需求量巨 大。 五、 合作方式 技术开发、技术转让。
microLED衬底激光剥离技术
成熟度:可规模生产
技术类型:-
应用行业:文化、体育和娱乐业
技术简介
一、项目简介 microLED技术,即LED微缩化和矩阵化技术。指的是在一个芯片上集成的高密度微小尺寸的LED阵列,可看成是户外LED显示屏的微缩版,继液晶显示之后,microLED是新一代迭代技术的有力竞争者,而microLED芯片尺寸只有原来主流LED芯片的百分之一,达到几十微米量级。由于芯片尺寸小,传统的植球打线方式将严重降低芯片的发光比例,剥离掉蓝宝石衬底的垂直结构必定是microLED的主流芯片结构。microLED衬底激光剥离技术的基本原理是通过高能量激光束辐照,在蓝宝石/GaN界面形成局部高温,分解气化GaN材料。温度场分布决定了激光剥离技术中脉冲激光能量密度等关键参数的选取,是实现高效、低损伤激光剥离的重要参数。microLED衬底激光剥离技术利用紫外激光辐照衬底,熔化缓冲层,实现宝石衬底的剥离。通过选择合适的激光器类型和发射波长,激光剥离技术不仅仅可以实现GaN/Sapphire体系的衬底剥离,还可以实现ITO、ZnO等材料与蓝宝石衬底的剥离。 二、技术特点 通过选择合适的激光器类型和发射波长,激光剥离技术不仅仅可以实现GaN/Sapphire体系的衬底剥离,还可以实现ITO、ZnO等材料与蓝宝石衬底的剥离。此外,其剥离下来的蓝宝石衬底可以回收后重复利用多次。microLED衬底激光剥离技术由于减少刻蚀、磨片、划片等工艺,而且剥离出来的蓝宝石衬底可以重复运用,有效地节约工艺成本。microLED衬底激光剥离技术同时也可以用于薄膜结构LED以及HEMT等电力电子器件等衬底剥离。半导体所半导体照明研发中心采用microLED衬底激光剥离技术,成功的实现了GaN外延片与蓝宝石衬底的剥离,成品率高于90%。 三、专利情况 已申请国内发明专利8项,授权3项。 四、应用领域及市场前景 一旦microLED技术成为新一代显示技术,microLED衬底激光剥离技术将推动microLED开拓巨大的显示市场,具有广阔的市场前景。对于芯片制造企业来说需要新建半导体工艺厂房,购置半导体工艺设备,预计需5000万元的产业化经费。 五、合作方式 知识产权许可;技术转让、技术服务。
高速电吸收调制可调谐DBR激光器芯片
成熟度:可规模生产
技术类型:-
应用行业:信息传输、软件和信息技术服务业
技术简介
高速电吸收调制可调谐激光器同时具有 高速调制以及波长调谐功能,通单片集成的 电吸收调制器(EAM)来实现高速信号的调 制,通过DBR区和相区上的电流可以实现波 长的调谐。该集成器件是5G光通信网络中的 核心器件,满足光纤传输网对波分复用激光 器的需求。 半导体所长期从事电吸收调制器及DBR 激光器相关研制工作。结合使用对接生长技 术及选择区域外延技术研制成功的电吸收调 制DBR可调谐激光器芯片,实现10-50 Gb/s 数据调制以及大于12nm的波长调谐。具有 自主可控的MOCVD光子集成材料生长能力 以及多种具有自主知识产权的工艺技术。具 备激光器芯片小规模制备能力。 图1高速EAM调制可调谐DBR激光器芯片 二、技术特点 电吸收调制DBR激光器是一种集成了由 增益区(Gain)、相位区(Phase)、分布布 拉格反射镜(DBR)组成的DBR激光器、半 导体光放大器(SOA)及EAM的集成光器件。 DBR激光器具有体积小、成本低、稳定性好、 调谐速度快的优点。而EAM调制具有啁啾小 成本的WDM-PON的核心激光器。 半导体所研制的高速EAM调制DBR激光 器波长调谐范围可达12nm以上、调制速率 10-50 Gb/s,输出功率大于10mW。实现了 10 Gb/s NRZ数据75 Km标准单模光纤无误码 传输及28 Gb/s NRZ数据10 Km无误码传输, 在50 Gb/s NRZ数据调制下眼图仍清晰张开。 图 2(a)10 Gb/s 及(b)28 Gb/sNRZ 调制误码特性 图 3 (a)40 Gb/s 及(b)50 Gb/s NRZ 调制背对 背眼图 三、专利情况 高速EAM调制可调谐DBR激光器及其相 关的国家发明专利多项,涉及材料生长、器 件制作工艺以及测试方法等。相关专利如下: 双模激光器THz泵浦源的制作方法; 可调谐激光器与光放大器单片集成器件 的制作方法; 基于分布布拉格反射激光器的波长可调 谐窄线宽光源; 一种分布布拉格反馈可调谐激光器及其 制作方法; 可实现波长宽调谐的分布反射布拉格激 光器及其制作方法。 四、应用领域及市场前景 随着大数据时代的到来,信息容量呈指 数形式增长。特别是数据中心光互连以及宽 带接入网对高速数据传输的需求更加迫切。 一旦波分复用技术应用于数据中心和接入网, 那么低成本的高速调制可调谐DBR激光器以 及电吸收调制的DBR激光器将成为扩充通信 容量的关键集成芯片。光时分波分复用无源 光网络(TWDM-PON)已定为下一代PON的 标准,该框架中急需解决低成本的高速可调 谐激光器,以满足无色光网单元(ONU)的 需求。一直以来高速光电子芯片特别是10G 以上的光电子芯片长期以来进口,而中国的 模块厂商如海信,武汉光迅,华美,华工正 源等在国际上已经占有一定份额,设备厂商 如华为,中兴更是在国际上有很大竞争力。 国内急需突破高速率激光器芯片以及相集成 技术,打破国外企业在高端光子芯片方面的 垄断,提升相关产品以及产业在国际市场中 的竞争力。 高速电吸收调制可调谐的DBR激光器具 有制作工艺以及波长调谐机制相对简单、可 靠性高、成本低、传输距离比直调可调谐激 光器远等优点,适合未来WDM-PON和5G 无线前传网络。10-25G高速可调谐激光器芯 片是高速信息传送网所急需的产品,并且由 于是用于接入网以及5G前传,其市场需求量 巨大。 五、合作方式 技术开发、技术转让。
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找技术 >一种硅基四梁结构石英谐振加速度传感器芯片
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
目前,高精度、高分辨率的数字化加速度测量方法已经得到越来越广泛的发展,在中高精度的高速数字导航系统、重力测量学、巡航导弹、自主水下导航等方面有广泛的应用前景。此类加速度计输出的是频率信号,没有数模转换带来的精度损失,能够与高精度数字测量系统相结合。目前常用的采用微机电系统加工的传感器主要分为压阻式和电容式。压阻式传感器通过具有压阻效应的电阻和具有一定结构的梁 - 质量块来感应加速度,电容式加速度传感器则是通过改变电容极板的面积或者距离来感应加速度。以上两种常用的加速度传感器输出的均是模拟信号,后处理电路复杂,灵敏度低,存在模数转换误差,而且不能直接与高精度的数字系统相结合。目前也有少量的谐振式硅微加速度传感器,虽然此类传感器输出的是数字信号,但是存在谐振频率低、灵敏度差等问题,同时结构复杂、加工难度大,成本高。总之,现有的加速度计普遍存在模拟输出,灵敏度低,加工复杂等问题。 为了克服上述现有加速度计的缺点,本发明的目的在于提供一种硅基四梁结构石英谐振加速度传感器芯片,具有体积小,重量小,数字信号输出和分辨率高的优点。 双端石英音叉存在逆压电效应,当电极两面有电荷交替变化时,双端石英音叉就会出现振动,其振动频率受双端石英音叉结构形状的影响。当加速度作用于芯片时,悬臂梁支撑的质量块在惯性力作用下移动微小的位移。由于双端石英音叉一端固定,一端与质量块连接,所以双端石英音叉发生弯曲变形,这种弯曲变形导致其谐振频率发生改变,改变的大小与加速度成正比,从而通过检测双端石英音叉的谐振频率就能够得到加速度的大小。A硅凸台和 B 硅凸台能够防止硅基支撑对双端石英音叉振动的干扰;因此本发明采用双端石英音叉作为敏感材料,基底支撑为硅,故而具有频率输出,体积小,敏感度高以及品质因数高等优点。
X射线成像系统信号处理专用芯片
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
该项目属于电子、通讯与自动控制技术领域的集成电路设计技术。该项目是开发一款基于BiCMOS工艺的X射线成像系统信号处理专用芯片,通过接收由X射线、红外射线、可见光等传感器产生的微弱电流信号(pA级),进行多路放大和级联输出,实现快速计算机成像;产品编号EMT1010,可广泛应用于医用CT、X射线安检设备以及红外线探测设备,覆盖公众、公共安全领域,具有稳定的市场需求;该产品具有以下特点:高灵敏度,可接收输入电流范围为10pA-10nA;电路规模大,32通道,同时采集多路图像信号;集成度高,在2.65×3.75mm的芯片面积上集成上万元件;性能优异,线性失真度≤1%,积分时间2ms-20ms。EMT1010为提高电路的使用性能,在多角度实现创新:1)简化前置电荷放大器设计,提高转换效率,降低功耗,减小电磁干扰;2)采用数字时序,使电路输出功耗小于450mW;3)非线形度小于1%,能够以良好的线形度实现快速信号调节,降低信号失真度,具有良好的滤波特性;4)采用了LVDS驱动器,对暗电流、固定模式噪声等干扰信号具有较强的抗干扰能力;5)简化控制方式,便于系统控制模块直接采样、信号反馈等。EMT1010已经申请了发明专利和集成电路布图保护;EMT1010的超低功耗,符合节能降耗的环保理念;样片经交用户评估,各项指标基本满足使用要求,并在整机设备上开始试用和评估;通过科技查新,确认该项目为国内首创,有较高的创新性。项目产品的研发成功,将促进X射线探测系统整机技术升级和关键部件国产化进程,摆脱关进技术对国外依赖局面;提高国X射线探测成像精度,实现整机系统多样化、高要求需要,有效降低安检探测设备生产成本,提高整机稳定性,降低安检探测是被整机功耗,实现绿色环保理念。项目产品主要应用于医用CT、X射线安检设备以及红外线探测设备,服务于公众、公共安全领域,市场呈上升态势;北京地区的医用CT、X射线安检设备制造均为国内优势行业,项目产品仅在本地区就可获得超过2亿的稳定市场。
收发一体LED芯片
成熟度:通过中试
技术类型:发明,发明
应用行业:信息传输、软件和信息技术服务业
技术简介
项目简介:GaN基同质集成光电子芯片与信号处理、数据分析、多媒体等技术相结合,利用光电容积脉搏波描记法(PPG)原理可以实现具有用户交互、心率检测等功能的可嵌入式的硬件终端产品。将同质集成光电子芯片与其他软硬件设备相结合的传感系统能够实现数据采集、存储和计算,并能够嵌入到一些人们日常生活所接触的设备中,强化了人与设备之间的交互,可以实现脉搏检测。智能穿戴、健康医疗设备的意义在于精准的生物识别传感器数据可以提供准确的健身/健康评估。 项目核心创新点:同质集成多功能光电子芯片相对于传统的硅基芯片,最大的优势在于其同质集成的优点。传统的硅基芯片进行光源、光波导和光探测器集成时,国内外通常都采用复杂的生长技术进行异质集成,这样的方法不但工艺复杂,而且成本高、光耦合效率低、通信速率慢。本项目研发的多功能光电子芯片可实现同时发光探测模式,比传统发射器-介质-探测器模式更加简洁而且探测效率更高。以传统心率监测设备为例,发射器需要更高的功率使得光线穿过手指,到达另一侧的接收器。手指组织对光线的也有较强的吸收因而对接收器灵敏度要求较高。而且这种模式只能单一的应用于指尖,无法在身体其他部位完成检测。本团队开发的同质集成光电子芯片在实现了“收发一体”无需额外附加探测器,仅依靠反射回的光线即可完成信息的采集,器件工作所需的功率也大幅降低;采集范围也更加的广泛不仅限于指尖,在任意皮肤位置皆可完成信息采集,为未来开发更多检测项目打下基础,也为众多照明领域和照明设备赋予了于健康、环境、水体等监测的巨大潜能。 项目详细用途:手机用于照明的LED灯如采用本团队开发的同质集成光电子芯片,在无需添加任何硬件发射器、探测器的情况下即可完成心率、血氧浓度等指标的监测。 预期效益说明:团队研发的环境/健康监测芯片产品具有独创性、高集成性、性能卓越、产品附加值高等特点,而且在不需要附加探测器等部件后技术和价格上具有得天独厚的优势。原型机基础上进行软件信息处理能力的升级,在完成心律失常、房颤及早搏筛查、血氧饱和度等功能的拓展和升级后,手机采用同质集成光电子芯片提供照明和健康监测功能后售价可提升超1000元,而且用以赋能的硬件优势是不可复制的。用于采购光电子芯片的价格不超过10元,长期来看预计光电子芯片每年销售超100万件。
低功耗非易失处理器及传感系统
成熟度:可规模生产
技术类型:-
应用行业:信息传输、软件和信息技术服务业
技术简介
本成果属于非易失处理器和物联网领域。随着物联网的快速扩张, 市场预测无线联网设备将在 2020 年超过 500 亿部。受限于滞后的电池技术, 联网设备工作时间短,需要频繁充电或更换电池。维护多达数十亿节点花费的时间和成本十分巨大,因此从环境中采集能量的自供能传感网技术成为首选方案。针对自供能传感网面临的供能不稳定、能量输入有限和系统可靠性等系列挑战,本成果设计实现了一套自供能环境下非易失计算芯片和自供能传感系统: 非易失计算芯片,能够在 1kHz 以上的脉冲供电条件下,实现稳定可靠的连续计算,并且能够保持电路在掉电前的所有状态,数据不丢失,实现真正意义上的断电可连续执行。由于该芯片完全不需要电力保持状态,其泄漏功耗为零,唤醒时间达到了微秒量级,较业界领先的德州仪器 MSP430 低功耗处理器,其唤醒速度提高 1-2 个数量级,唤醒能耗降低 3-4 个数量级, 并实现了零待机功耗。 基于非易失计算芯片的传感网节点系统,采用脉冲直流供电的节点工作模式,无需电池,实现了掉电后节点状态不会丢失、上电后节点能接续 断电前状态连续工作,解决了目前基于能量采集的传感网节点中电源电路过于复杂,电池更换成本高的问题。节点整体的休眠唤醒速度快(小于 50us)、能耗低(小于 20nJ),适用于太阳能、振动和无线供能等多种能量采集模式。 二、应用前景 本成果技术可大规模应用于物联网、健康监测、智能安防等领域。
微型芯片的批量转移装置以及方法
成熟度:通过小试
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
一种微型芯片的批量转移装置以及方法。该微型芯片的批量转移装置包括:装载模具(100),装载模具(100)包括装载区(101)和位于装载区(101)边缘的非装载区(102),装载区(101)上设置有阵列式排列的多个芯片吸附孔(1011),多个芯片吸附孔(1011)设置为吸附多个微型芯片;外罩(200),外罩(200)设置在非装载区(102)上远离吸附多个微型芯片的方向的一侧,外罩(200)和装载模具(100)之间形成腔室(201),外罩(200)上设置有抽气孔(202)和充气孔(203);抽气装置(300),抽气装置(300)的输入口(301)与抽气孔(202)密封连接,抽气装置(300)设置为抽取腔室(201)的气体;充气装置(400),充气装置(400)的输出口(401)与充气孔(203)密封连接,充气装置(400)设置为向腔室(201)充气。
植入式带温度感知RFID芯片及智慧畜牧系统
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:农、林、牧、渔业
技术简介
一、项目简介 中国是畜牧大国,2018年我国生猪存栏42817万头,奶牛存栏1400万头,但畜牧业的发展面临着一系列的问题,其中动物体温监测难度大、疫情防控不及时是困扰畜牧业多年亟待解决的重要问题之一。动物体温可以表征动物健康,预警动物疾病,加强动物体温监测对畜牧疫情防控、保障动物福利具有重要意义。2018年,由于疫情监测力度不够,导致“非洲猪瘟”在中国蔓延,造成了大量经济损失。传统动物体温检测方法精度差、非实时性、无法实现自动感知,且需要消耗大量人力资源。另外,人们对食品安全问题的重视,也导致食品溯源的需求日益旺盛。 本项目设计的具有温度感知功能植入式RFID芯片,植入动物体内,可以实时感知、自动采集动物体温,及时发现问题,可成为强化畜牧疫情防控的重要手段,也为食品溯源提供了硬件支撑。芯片结构包含射频模拟前端、数字基带、温度传感器和存储器,如图1所示。其中,射频模拟前端用于将天线接收到的交流电压转换为供电电源,解调其中包含的数字命令并提供给数字基带信号,同时提供上电复位信号和时钟信号;数字基带处理来自读写器的命令,并返回相应的数字信号;温度传感器检测温度,并产生对应的数字信号输入数字基带;存储器用于储存芯片的身份信息,必要时存储温度信息。 本项目研究成果,包括温度感知RFID芯片射频前端和温度传感电路两个模块的MPW流片。 二、技术特点 (1)系统结合RFID技术和温度传感器技术,设计一款植入式低功耗带温度传感器RFID; (2)芯片可实现远程身份识别和体温检测; (3)芯片整体采用小型化设计,方便植入式应用; (4)结合了植入式芯片和互联网技术,智慧畜牧系统极大提高了畜牧产业的管理效率,减少了人工投入,缩短了劳动周期。 三、专利情况 适用于无源低功耗RFID芯片的上电复位电路;低功耗温度传感前端电路。 四、应用领域及市场前景 基于所设计的带温度感知RFID芯片,结合互联网技术,可实现一套智慧畜牧系统,如图2所示,可用于养殖管理、疫情预测诊断、产品溯源、生物资产管理、代系管理、保险公司调查等。未来将形成整个畜牧产业的数据联网,迎来畜牧业的变革。 (1)动物疫情智能监控系统。通过植入带温度感知RFID芯片,远程识别身份信息和温度数据,达到监控牧场每一只动物的健康状况,减小了人力劳动的同时保证了信息的实时性。从而实现以最小的人力资源实现最大程度的疫情预防监测。目前该应用市场需求较大,具有较好的经济效益。 (2)食品溯源。在实现统一标准后,全国每一只牲畜对应一个身份编号,结合互联网云平台,上传数据统一管理,实现每一只牲畜的全程跟踪,达到食品溯源的目的。食品溯源保证了肉类食品来源的安全可靠性,消除顾客购买高档肉类产品的后顾之忧,具有较大市场效益。 (3)保险公司调查。通过植入式芯片,将每一只牲畜资料都上传到云平台统一管理,跟踪其健康状况和,保险公司可以更加容易判断牲畜丢失、病死等索赔的真实性,对保险公司来说具有较大的市场意义。 五、合作方式 技术开发、技术转让。
人工智能视觉芯片
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
一、项目简介 传统多数视觉图像传感器和处理器是分离的,传感器和处理器之间必须通过大规模数据交互才能完成信息处理,这限制了处理的时效性。项目组提出一种将图像传感器和处理器一体化集成的智能视觉芯片设计方案,实现了仿人类视觉系统成像和处理功能,处理和响应速度可达到1000fps,图像传感器的分辨率为256×256。 该项目研制的多级并行处理视觉芯片是面向高速图像目标检测、识别、追踪应用的图像处理芯片。该芯片采用了多层次异构并行处理的架构,可快速完成图像滤波、数学形态学、角点检测、特征提取以及深度卷积神经网络处理。目前芯片已完成样片研制和演示系统建设,出样芯片时钟频率为200MHz,数据吞吐率达到2Gbps,峰值处理性能达到204.8GOPs,功耗低于1W,采用256管脚BGA封装。已应用于大规模图像数据目标检测和提取领域。 二、技术特点 (1)采用了新的基于冯诺依曼多级并行处理器和非冯诺依曼神经网络混合处理器的视觉芯片架构。 (2)集成了像素级、行/列级、矢量级和线程级多级并行处理器,解决了现有视觉图像系统中数据串行传输和串行处理的速度限制瓶颈问题,实现了图像获取和图像信息处理每秒一千帧的系统速度。 (3)多级并行图像处理架构,支持像素级、块级等多粒度图像处理,支持片上网络,支持计算视觉算法和深度卷积神经网络处理算法。 (4)芯片具有支持大规模并行处理,数据吞吐率高,功耗低、体积小等特点。 三、应用领域及市场前景 芯片可作为边缘图像处理器应用于近图像传感器图像处理场景中,可完成高速图像目标检测、识别、追踪功能,适用于图像大数据目标检测、安防监控、工业控制、虚拟现实等应用场景。
高速直调可调谐DBR激光器芯片
成熟度:可规模生产
技术类型:-
应用行业:信息传输、软件和信息技术服务业
技术简介
一、项目简介 高速直调波长可调谐激光器,简称DBR 激光器,同时具有高速调制以及波长调谐功 能,通过增益区来实现高速信号的强度调制, 通过DBR区和相区上的电流实现波长的调谐。 该集成器件是5G和F5G光通信网络中的核心 器件,满足光纤传输网对波分复用激光器的 需求。 半导体所长期从事DBR激光器相关研制 工作。分别采用量子阱混杂技术,对接生长 技术开展了高速直调DBR激光器的研制。具 有自主可控的MOCVD光子集成材料生长以 及多种光子集成工艺技术,具备激光器芯片 小规模制备能力。 图1高速直调可调谐DBR激光器芯片结构示意图 二、技术特点 直接调制DBR激光器具有体积小、成本 低、稳定性好、调谐速度快的优点。适用于? 接入网无色ONU,是低成本波分复用无源光 网络(WDM-PON)的核心激光器。半导体所 研制的高速直调DBR激光器波长调谐范围可 达15nm、调制速率10-25Gb/s,输出功率大 于 10mW。 、专利情况 高速直调可调谐DBR激光器及其相关的 中国发明专利7项,涉及材料生长、器件制 作工艺以及测试方法等。相关专利如下: 波长可调谐分布布拉格反射半导体激光 器的制作方法; 可调谐激光器及其制备方法; 可实现波长宽调谐的分布反射布拉格激 光器及其制作方法; 一种分布布拉格反馈可调谐激光器及其 制作方法。 四、 应用领域及市场前景 随着互联网技术的快速发展,人们对网 络带宽的需求也越来越高。无论是数据中心 还是5G网络的传送,随着传输带宽的提升, 以及构建灵活动态可控网络的需求,密集波 分复用技术成为拓展信息传输容量的首选。 在5G前传、F5G接入等方面对带宽、连接数 量、时延等的波长需求较多的环境下应优选 DWDM技术,可以实现多个扇区通过不同波 长共享光纤资源,提高纤芯利用率,在不增 加光纤的情况下将用户接入带宽增加数倍乃 至数十倍,所以波分复用技术下沉已经成为 国内外运营商的共识。2019年7月,ITU-T 启动了面向5G前传的25G DWDM系列标准 (G。698。1,G。698。2 和 G。698。4)。随着标准 的推进,会带动高速调制可调谐激光器产业 发展。 半导体所研制的高速直调可调谐DBR激 光器可以用于无色ONU模块,满足未来 WDM-PON和5G无线前传网络的要求。 10-25G高速直调可调谐激光器芯片作为5G 前传和接入网的核心器件,其市场需求量巨 大。 五、 合作方式 技术开发、技术转让。
microLED衬底激光剥离技术
成熟度:可规模生产
技术类型:-
应用行业:文化、体育和娱乐业
技术简介
一、项目简介 microLED技术,即LED微缩化和矩阵化技术。指的是在一个芯片上集成的高密度微小尺寸的LED阵列,可看成是户外LED显示屏的微缩版,继液晶显示之后,microLED是新一代迭代技术的有力竞争者,而microLED芯片尺寸只有原来主流LED芯片的百分之一,达到几十微米量级。由于芯片尺寸小,传统的植球打线方式将严重降低芯片的发光比例,剥离掉蓝宝石衬底的垂直结构必定是microLED的主流芯片结构。microLED衬底激光剥离技术的基本原理是通过高能量激光束辐照,在蓝宝石/GaN界面形成局部高温,分解气化GaN材料。温度场分布决定了激光剥离技术中脉冲激光能量密度等关键参数的选取,是实现高效、低损伤激光剥离的重要参数。microLED衬底激光剥离技术利用紫外激光辐照衬底,熔化缓冲层,实现宝石衬底的剥离。通过选择合适的激光器类型和发射波长,激光剥离技术不仅仅可以实现GaN/Sapphire体系的衬底剥离,还可以实现ITO、ZnO等材料与蓝宝石衬底的剥离。 二、技术特点 通过选择合适的激光器类型和发射波长,激光剥离技术不仅仅可以实现GaN/Sapphire体系的衬底剥离,还可以实现ITO、ZnO等材料与蓝宝石衬底的剥离。此外,其剥离下来的蓝宝石衬底可以回收后重复利用多次。microLED衬底激光剥离技术由于减少刻蚀、磨片、划片等工艺,而且剥离出来的蓝宝石衬底可以重复运用,有效地节约工艺成本。microLED衬底激光剥离技术同时也可以用于薄膜结构LED以及HEMT等电力电子器件等衬底剥离。半导体所半导体照明研发中心采用microLED衬底激光剥离技术,成功的实现了GaN外延片与蓝宝石衬底的剥离,成品率高于90%。 三、专利情况 已申请国内发明专利8项,授权3项。 四、应用领域及市场前景 一旦microLED技术成为新一代显示技术,microLED衬底激光剥离技术将推动microLED开拓巨大的显示市场,具有广阔的市场前景。对于芯片制造企业来说需要新建半导体工艺厂房,购置半导体工艺设备,预计需5000万元的产业化经费。 五、合作方式 知识产权许可;技术转让、技术服务。
高速电吸收调制可调谐DBR激光器芯片
成熟度:可规模生产
技术类型:-
应用行业:信息传输、软件和信息技术服务业
技术简介
高速电吸收调制可调谐激光器同时具有 高速调制以及波长调谐功能,通单片集成的 电吸收调制器(EAM)来实现高速信号的调 制,通过DBR区和相区上的电流可以实现波 长的调谐。该集成器件是5G光通信网络中的 核心器件,满足光纤传输网对波分复用激光 器的需求。 半导体所长期从事电吸收调制器及DBR 激光器相关研制工作。结合使用对接生长技 术及选择区域外延技术研制成功的电吸收调 制DBR可调谐激光器芯片,实现10-50 Gb/s 数据调制以及大于12nm的波长调谐。具有 自主可控的MOCVD光子集成材料生长能力 以及多种具有自主知识产权的工艺技术。具 备激光器芯片小规模制备能力。 图1高速EAM调制可调谐DBR激光器芯片 二、技术特点 电吸收调制DBR激光器是一种集成了由 增益区(Gain)、相位区(Phase)、分布布 拉格反射镜(DBR)组成的DBR激光器、半 导体光放大器(SOA)及EAM的集成光器件。 DBR激光器具有体积小、成本低、稳定性好、 调谐速度快的优点。而EAM调制具有啁啾小 成本的WDM-PON的核心激光器。 半导体所研制的高速EAM调制DBR激光 器波长调谐范围可达12nm以上、调制速率 10-50 Gb/s,输出功率大于10mW。实现了 10 Gb/s NRZ数据75 Km标准单模光纤无误码 传输及28 Gb/s NRZ数据10 Km无误码传输, 在50 Gb/s NRZ数据调制下眼图仍清晰张开。 图 2(a)10 Gb/s 及(b)28 Gb/sNRZ 调制误码特性 图 3 (a)40 Gb/s 及(b)50 Gb/s NRZ 调制背对 背眼图 三、专利情况 高速EAM调制可调谐DBR激光器及其相 关的国家发明专利多项,涉及材料生长、器 件制作工艺以及测试方法等。相关专利如下: 双模激光器THz泵浦源的制作方法; 可调谐激光器与光放大器单片集成器件 的制作方法; 基于分布布拉格反射激光器的波长可调 谐窄线宽光源; 一种分布布拉格反馈可调谐激光器及其 制作方法; 可实现波长宽调谐的分布反射布拉格激 光器及其制作方法。 四、应用领域及市场前景 随着大数据时代的到来,信息容量呈指 数形式增长。特别是数据中心光互连以及宽 带接入网对高速数据传输的需求更加迫切。 一旦波分复用技术应用于数据中心和接入网, 那么低成本的高速调制可调谐DBR激光器以 及电吸收调制的DBR激光器将成为扩充通信 容量的关键集成芯片。光时分波分复用无源 光网络(TWDM-PON)已定为下一代PON的 标准,该框架中急需解决低成本的高速可调 谐激光器,以满足无色光网单元(ONU)的 需求。一直以来高速光电子芯片特别是10G 以上的光电子芯片长期以来进口,而中国的 模块厂商如海信,武汉光迅,华美,华工正 源等在国际上已经占有一定份额,设备厂商 如华为,中兴更是在国际上有很大竞争力。 国内急需突破高速率激光器芯片以及相集成 技术,打破国外企业在高端光子芯片方面的 垄断,提升相关产品以及产业在国际市场中 的竞争力。 高速电吸收调制可调谐的DBR激光器具 有制作工艺以及波长调谐机制相对简单、可 靠性高、成本低、传输距离比直调可调谐激 光器远等优点,适合未来WDM-PON和5G 无线前传网络。10-25G高速可调谐激光器芯 片是高速信息传送网所急需的产品,并且由 于是用于接入网以及5G前传,其市场需求量 巨大。 五、合作方式 技术开发、技术转让。
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找技术 >一种硅基四梁结构石英谐振加速度传感器芯片
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
目前,高精度、高分辨率的数字化加速度测量方法已经得到越来越广泛的发展,在中高精度的高速数字导航系统、重力测量学、巡航导弹、自主水下导航等方面有广泛的应用前景。此类加速度计输出的是频率信号,没有数模转换带来的精度损失,能够与高精度数字测量系统相结合。目前常用的采用微机电系统加工的传感器主要分为压阻式和电容式。压阻式传感器通过具有压阻效应的电阻和具有一定结构的梁 - 质量块来感应加速度,电容式加速度传感器则是通过改变电容极板的面积或者距离来感应加速度。以上两种常用的加速度传感器输出的均是模拟信号,后处理电路复杂,灵敏度低,存在模数转换误差,而且不能直接与高精度的数字系统相结合。目前也有少量的谐振式硅微加速度传感器,虽然此类传感器输出的是数字信号,但是存在谐振频率低、灵敏度差等问题,同时结构复杂、加工难度大,成本高。总之,现有的加速度计普遍存在模拟输出,灵敏度低,加工复杂等问题。 为了克服上述现有加速度计的缺点,本发明的目的在于提供一种硅基四梁结构石英谐振加速度传感器芯片,具有体积小,重量小,数字信号输出和分辨率高的优点。 双端石英音叉存在逆压电效应,当电极两面有电荷交替变化时,双端石英音叉就会出现振动,其振动频率受双端石英音叉结构形状的影响。当加速度作用于芯片时,悬臂梁支撑的质量块在惯性力作用下移动微小的位移。由于双端石英音叉一端固定,一端与质量块连接,所以双端石英音叉发生弯曲变形,这种弯曲变形导致其谐振频率发生改变,改变的大小与加速度成正比,从而通过检测双端石英音叉的谐振频率就能够得到加速度的大小。A硅凸台和 B 硅凸台能够防止硅基支撑对双端石英音叉振动的干扰;因此本发明采用双端石英音叉作为敏感材料,基底支撑为硅,故而具有频率输出,体积小,敏感度高以及品质因数高等优点。
X射线成像系统信号处理专用芯片
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
该项目属于电子、通讯与自动控制技术领域的集成电路设计技术。该项目是开发一款基于BiCMOS工艺的X射线成像系统信号处理专用芯片,通过接收由X射线、红外射线、可见光等传感器产生的微弱电流信号(pA级),进行多路放大和级联输出,实现快速计算机成像;产品编号EMT1010,可广泛应用于医用CT、X射线安检设备以及红外线探测设备,覆盖公众、公共安全领域,具有稳定的市场需求;该产品具有以下特点:高灵敏度,可接收输入电流范围为10pA-10nA;电路规模大,32通道,同时采集多路图像信号;集成度高,在2.65×3.75mm的芯片面积上集成上万元件;性能优异,线性失真度≤1%,积分时间2ms-20ms。EMT1010为提高电路的使用性能,在多角度实现创新:1)简化前置电荷放大器设计,提高转换效率,降低功耗,减小电磁干扰;2)采用数字时序,使电路输出功耗小于450mW;3)非线形度小于1%,能够以良好的线形度实现快速信号调节,降低信号失真度,具有良好的滤波特性;4)采用了LVDS驱动器,对暗电流、固定模式噪声等干扰信号具有较强的抗干扰能力;5)简化控制方式,便于系统控制模块直接采样、信号反馈等。EMT1010已经申请了发明专利和集成电路布图保护;EMT1010的超低功耗,符合节能降耗的环保理念;样片经交用户评估,各项指标基本满足使用要求,并在整机设备上开始试用和评估;通过科技查新,确认该项目为国内首创,有较高的创新性。项目产品的研发成功,将促进X射线探测系统整机技术升级和关键部件国产化进程,摆脱关进技术对国外依赖局面;提高国X射线探测成像精度,实现整机系统多样化、高要求需要,有效降低安检探测设备生产成本,提高整机稳定性,降低安检探测是被整机功耗,实现绿色环保理念。项目产品主要应用于医用CT、X射线安检设备以及红外线探测设备,服务于公众、公共安全领域,市场呈上升态势;北京地区的医用CT、X射线安检设备制造均为国内优势行业,项目产品仅在本地区就可获得超过2亿的稳定市场。
收发一体LED芯片
成熟度:通过中试
技术类型:发明,发明
应用行业:信息传输、软件和信息技术服务业
技术简介
项目简介:GaN基同质集成光电子芯片与信号处理、数据分析、多媒体等技术相结合,利用光电容积脉搏波描记法(PPG)原理可以实现具有用户交互、心率检测等功能的可嵌入式的硬件终端产品。将同质集成光电子芯片与其他软硬件设备相结合的传感系统能够实现数据采集、存储和计算,并能够嵌入到一些人们日常生活所接触的设备中,强化了人与设备之间的交互,可以实现脉搏检测。智能穿戴、健康医疗设备的意义在于精准的生物识别传感器数据可以提供准确的健身/健康评估。 项目核心创新点:同质集成多功能光电子芯片相对于传统的硅基芯片,最大的优势在于其同质集成的优点。传统的硅基芯片进行光源、光波导和光探测器集成时,国内外通常都采用复杂的生长技术进行异质集成,这样的方法不但工艺复杂,而且成本高、光耦合效率低、通信速率慢。本项目研发的多功能光电子芯片可实现同时发光探测模式,比传统发射器-介质-探测器模式更加简洁而且探测效率更高。以传统心率监测设备为例,发射器需要更高的功率使得光线穿过手指,到达另一侧的接收器。手指组织对光线的也有较强的吸收因而对接收器灵敏度要求较高。而且这种模式只能单一的应用于指尖,无法在身体其他部位完成检测。本团队开发的同质集成光电子芯片在实现了“收发一体”无需额外附加探测器,仅依靠反射回的光线即可完成信息的采集,器件工作所需的功率也大幅降低;采集范围也更加的广泛不仅限于指尖,在任意皮肤位置皆可完成信息采集,为未来开发更多检测项目打下基础,也为众多照明领域和照明设备赋予了于健康、环境、水体等监测的巨大潜能。 项目详细用途:手机用于照明的LED灯如采用本团队开发的同质集成光电子芯片,在无需添加任何硬件发射器、探测器的情况下即可完成心率、血氧浓度等指标的监测。 预期效益说明:团队研发的环境/健康监测芯片产品具有独创性、高集成性、性能卓越、产品附加值高等特点,而且在不需要附加探测器等部件后技术和价格上具有得天独厚的优势。原型机基础上进行软件信息处理能力的升级,在完成心律失常、房颤及早搏筛查、血氧饱和度等功能的拓展和升级后,手机采用同质集成光电子芯片提供照明和健康监测功能后售价可提升超1000元,而且用以赋能的硬件优势是不可复制的。用于采购光电子芯片的价格不超过10元,长期来看预计光电子芯片每年销售超100万件。
低功耗非易失处理器及传感系统
成熟度:可规模生产
技术类型:-
应用行业:信息传输、软件和信息技术服务业
技术简介
本成果属于非易失处理器和物联网领域。随着物联网的快速扩张, 市场预测无线联网设备将在 2020 年超过 500 亿部。受限于滞后的电池技术, 联网设备工作时间短,需要频繁充电或更换电池。维护多达数十亿节点花费的时间和成本十分巨大,因此从环境中采集能量的自供能传感网技术成为首选方案。针对自供能传感网面临的供能不稳定、能量输入有限和系统可靠性等系列挑战,本成果设计实现了一套自供能环境下非易失计算芯片和自供能传感系统: 非易失计算芯片,能够在 1kHz 以上的脉冲供电条件下,实现稳定可靠的连续计算,并且能够保持电路在掉电前的所有状态,数据不丢失,实现真正意义上的断电可连续执行。由于该芯片完全不需要电力保持状态,其泄漏功耗为零,唤醒时间达到了微秒量级,较业界领先的德州仪器 MSP430 低功耗处理器,其唤醒速度提高 1-2 个数量级,唤醒能耗降低 3-4 个数量级, 并实现了零待机功耗。 基于非易失计算芯片的传感网节点系统,采用脉冲直流供电的节点工作模式,无需电池,实现了掉电后节点状态不会丢失、上电后节点能接续 断电前状态连续工作,解决了目前基于能量采集的传感网节点中电源电路过于复杂,电池更换成本高的问题。节点整体的休眠唤醒速度快(小于 50us)、能耗低(小于 20nJ),适用于太阳能、振动和无线供能等多种能量采集模式。 二、应用前景 本成果技术可大规模应用于物联网、健康监测、智能安防等领域。
微型芯片的批量转移装置以及方法
成熟度:通过小试
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
一种微型芯片的批量转移装置以及方法。该微型芯片的批量转移装置包括:装载模具(100),装载模具(100)包括装载区(101)和位于装载区(101)边缘的非装载区(102),装载区(101)上设置有阵列式排列的多个芯片吸附孔(1011),多个芯片吸附孔(1011)设置为吸附多个微型芯片;外罩(200),外罩(200)设置在非装载区(102)上远离吸附多个微型芯片的方向的一侧,外罩(200)和装载模具(100)之间形成腔室(201),外罩(200)上设置有抽气孔(202)和充气孔(203);抽气装置(300),抽气装置(300)的输入口(301)与抽气孔(202)密封连接,抽气装置(300)设置为抽取腔室(201)的气体;充气装置(400),充气装置(400)的输出口(401)与充气孔(203)密封连接,充气装置(400)设置为向腔室(201)充气。
植入式带温度感知RFID芯片及智慧畜牧系统
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:农、林、牧、渔业
技术简介
一、项目简介 中国是畜牧大国,2018年我国生猪存栏42817万头,奶牛存栏1400万头,但畜牧业的发展面临着一系列的问题,其中动物体温监测难度大、疫情防控不及时是困扰畜牧业多年亟待解决的重要问题之一。动物体温可以表征动物健康,预警动物疾病,加强动物体温监测对畜牧疫情防控、保障动物福利具有重要意义。2018年,由于疫情监测力度不够,导致“非洲猪瘟”在中国蔓延,造成了大量经济损失。传统动物体温检测方法精度差、非实时性、无法实现自动感知,且需要消耗大量人力资源。另外,人们对食品安全问题的重视,也导致食品溯源的需求日益旺盛。 本项目设计的具有温度感知功能植入式RFID芯片,植入动物体内,可以实时感知、自动采集动物体温,及时发现问题,可成为强化畜牧疫情防控的重要手段,也为食品溯源提供了硬件支撑。芯片结构包含射频模拟前端、数字基带、温度传感器和存储器,如图1所示。其中,射频模拟前端用于将天线接收到的交流电压转换为供电电源,解调其中包含的数字命令并提供给数字基带信号,同时提供上电复位信号和时钟信号;数字基带处理来自读写器的命令,并返回相应的数字信号;温度传感器检测温度,并产生对应的数字信号输入数字基带;存储器用于储存芯片的身份信息,必要时存储温度信息。 本项目研究成果,包括温度感知RFID芯片射频前端和温度传感电路两个模块的MPW流片。 二、技术特点 (1)系统结合RFID技术和温度传感器技术,设计一款植入式低功耗带温度传感器RFID; (2)芯片可实现远程身份识别和体温检测; (3)芯片整体采用小型化设计,方便植入式应用; (4)结合了植入式芯片和互联网技术,智慧畜牧系统极大提高了畜牧产业的管理效率,减少了人工投入,缩短了劳动周期。 三、专利情况 适用于无源低功耗RFID芯片的上电复位电路;低功耗温度传感前端电路。 四、应用领域及市场前景 基于所设计的带温度感知RFID芯片,结合互联网技术,可实现一套智慧畜牧系统,如图2所示,可用于养殖管理、疫情预测诊断、产品溯源、生物资产管理、代系管理、保险公司调查等。未来将形成整个畜牧产业的数据联网,迎来畜牧业的变革。 (1)动物疫情智能监控系统。通过植入带温度感知RFID芯片,远程识别身份信息和温度数据,达到监控牧场每一只动物的健康状况,减小了人力劳动的同时保证了信息的实时性。从而实现以最小的人力资源实现最大程度的疫情预防监测。目前该应用市场需求较大,具有较好的经济效益。 (2)食品溯源。在实现统一标准后,全国每一只牲畜对应一个身份编号,结合互联网云平台,上传数据统一管理,实现每一只牲畜的全程跟踪,达到食品溯源的目的。食品溯源保证了肉类食品来源的安全可靠性,消除顾客购买高档肉类产品的后顾之忧,具有较大市场效益。 (3)保险公司调查。通过植入式芯片,将每一只牲畜资料都上传到云平台统一管理,跟踪其健康状况和,保险公司可以更加容易判断牲畜丢失、病死等索赔的真实性,对保险公司来说具有较大的市场意义。 五、合作方式 技术开发、技术转让。
人工智能视觉芯片
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
一、项目简介 传统多数视觉图像传感器和处理器是分离的,传感器和处理器之间必须通过大规模数据交互才能完成信息处理,这限制了处理的时效性。项目组提出一种将图像传感器和处理器一体化集成的智能视觉芯片设计方案,实现了仿人类视觉系统成像和处理功能,处理和响应速度可达到1000fps,图像传感器的分辨率为256×256。 该项目研制的多级并行处理视觉芯片是面向高速图像目标检测、识别、追踪应用的图像处理芯片。该芯片采用了多层次异构并行处理的架构,可快速完成图像滤波、数学形态学、角点检测、特征提取以及深度卷积神经网络处理。目前芯片已完成样片研制和演示系统建设,出样芯片时钟频率为200MHz,数据吞吐率达到2Gbps,峰值处理性能达到204.8GOPs,功耗低于1W,采用256管脚BGA封装。已应用于大规模图像数据目标检测和提取领域。 二、技术特点 (1)采用了新的基于冯诺依曼多级并行处理器和非冯诺依曼神经网络混合处理器的视觉芯片架构。 (2)集成了像素级、行/列级、矢量级和线程级多级并行处理器,解决了现有视觉图像系统中数据串行传输和串行处理的速度限制瓶颈问题,实现了图像获取和图像信息处理每秒一千帧的系统速度。 (3)多级并行图像处理架构,支持像素级、块级等多粒度图像处理,支持片上网络,支持计算视觉算法和深度卷积神经网络处理算法。 (4)芯片具有支持大规模并行处理,数据吞吐率高,功耗低、体积小等特点。 三、应用领域及市场前景 芯片可作为边缘图像处理器应用于近图像传感器图像处理场景中,可完成高速图像目标检测、识别、追踪功能,适用于图像大数据目标检测、安防监控、工业控制、虚拟现实等应用场景。
高速直调可调谐DBR激光器芯片
成熟度:可规模生产
技术类型:-
应用行业:信息传输、软件和信息技术服务业
技术简介
一、项目简介 高速直调波长可调谐激光器,简称DBR 激光器,同时具有高速调制以及波长调谐功 能,通过增益区来实现高速信号的强度调制, 通过DBR区和相区上的电流实现波长的调谐。 该集成器件是5G和F5G光通信网络中的核心 器件,满足光纤传输网对波分复用激光器的 需求。 半导体所长期从事DBR激光器相关研制 工作。分别采用量子阱混杂技术,对接生长 技术开展了高速直调DBR激光器的研制。具 有自主可控的MOCVD光子集成材料生长以 及多种光子集成工艺技术,具备激光器芯片 小规模制备能力。 图1高速直调可调谐DBR激光器芯片结构示意图 二、技术特点 直接调制DBR激光器具有体积小、成本 低、稳定性好、调谐速度快的优点。适用于? 接入网无色ONU,是低成本波分复用无源光 网络(WDM-PON)的核心激光器。半导体所 研制的高速直调DBR激光器波长调谐范围可 达15nm、调制速率10-25Gb/s,输出功率大 于 10mW。 、专利情况 高速直调可调谐DBR激光器及其相关的 中国发明专利7项,涉及材料生长、器件制 作工艺以及测试方法等。相关专利如下: 波长可调谐分布布拉格反射半导体激光 器的制作方法; 可调谐激光器及其制备方法; 可实现波长宽调谐的分布反射布拉格激 光器及其制作方法; 一种分布布拉格反馈可调谐激光器及其 制作方法。 四、 应用领域及市场前景 随着互联网技术的快速发展,人们对网 络带宽的需求也越来越高。无论是数据中心 还是5G网络的传送,随着传输带宽的提升, 以及构建灵活动态可控网络的需求,密集波 分复用技术成为拓展信息传输容量的首选。 在5G前传、F5G接入等方面对带宽、连接数 量、时延等的波长需求较多的环境下应优选 DWDM技术,可以实现多个扇区通过不同波 长共享光纤资源,提高纤芯利用率,在不增 加光纤的情况下将用户接入带宽增加数倍乃 至数十倍,所以波分复用技术下沉已经成为 国内外运营商的共识。2019年7月,ITU-T 启动了面向5G前传的25G DWDM系列标准 (G。698。1,G。698。2 和 G。698。4)。随着标准 的推进,会带动高速调制可调谐激光器产业 发展。 半导体所研制的高速直调可调谐DBR激 光器可以用于无色ONU模块,满足未来 WDM-PON和5G无线前传网络的要求。 10-25G高速直调可调谐激光器芯片作为5G 前传和接入网的核心器件,其市场需求量巨 大。 五、 合作方式 技术开发、技术转让。
microLED衬底激光剥离技术
成熟度:可规模生产
技术类型:-
应用行业:文化、体育和娱乐业
技术简介
一、项目简介 microLED技术,即LED微缩化和矩阵化技术。指的是在一个芯片上集成的高密度微小尺寸的LED阵列,可看成是户外LED显示屏的微缩版,继液晶显示之后,microLED是新一代迭代技术的有力竞争者,而microLED芯片尺寸只有原来主流LED芯片的百分之一,达到几十微米量级。由于芯片尺寸小,传统的植球打线方式将严重降低芯片的发光比例,剥离掉蓝宝石衬底的垂直结构必定是microLED的主流芯片结构。microLED衬底激光剥离技术的基本原理是通过高能量激光束辐照,在蓝宝石/GaN界面形成局部高温,分解气化GaN材料。温度场分布决定了激光剥离技术中脉冲激光能量密度等关键参数的选取,是实现高效、低损伤激光剥离的重要参数。microLED衬底激光剥离技术利用紫外激光辐照衬底,熔化缓冲层,实现宝石衬底的剥离。通过选择合适的激光器类型和发射波长,激光剥离技术不仅仅可以实现GaN/Sapphire体系的衬底剥离,还可以实现ITO、ZnO等材料与蓝宝石衬底的剥离。 二、技术特点 通过选择合适的激光器类型和发射波长,激光剥离技术不仅仅可以实现GaN/Sapphire体系的衬底剥离,还可以实现ITO、ZnO等材料与蓝宝石衬底的剥离。此外,其剥离下来的蓝宝石衬底可以回收后重复利用多次。microLED衬底激光剥离技术由于减少刻蚀、磨片、划片等工艺,而且剥离出来的蓝宝石衬底可以重复运用,有效地节约工艺成本。microLED衬底激光剥离技术同时也可以用于薄膜结构LED以及HEMT等电力电子器件等衬底剥离。半导体所半导体照明研发中心采用microLED衬底激光剥离技术,成功的实现了GaN外延片与蓝宝石衬底的剥离,成品率高于90%。 三、专利情况 已申请国内发明专利8项,授权3项。 四、应用领域及市场前景 一旦microLED技术成为新一代显示技术,microLED衬底激光剥离技术将推动microLED开拓巨大的显示市场,具有广阔的市场前景。对于芯片制造企业来说需要新建半导体工艺厂房,购置半导体工艺设备,预计需5000万元的产业化经费。 五、合作方式 知识产权许可;技术转让、技术服务。
高速电吸收调制可调谐DBR激光器芯片
成熟度:可规模生产
技术类型:-
应用行业:信息传输、软件和信息技术服务业
技术简介
高速电吸收调制可调谐激光器同时具有 高速调制以及波长调谐功能,通单片集成的 电吸收调制器(EAM)来实现高速信号的调 制,通过DBR区和相区上的电流可以实现波 长的调谐。该集成器件是5G光通信网络中的 核心器件,满足光纤传输网对波分复用激光 器的需求。 半导体所长期从事电吸收调制器及DBR 激光器相关研制工作。结合使用对接生长技 术及选择区域外延技术研制成功的电吸收调 制DBR可调谐激光器芯片,实现10-50 Gb/s 数据调制以及大于12nm的波长调谐。具有 自主可控的MOCVD光子集成材料生长能力 以及多种具有自主知识产权的工艺技术。具 备激光器芯片小规模制备能力。 图1高速EAM调制可调谐DBR激光器芯片 二、技术特点 电吸收调制DBR激光器是一种集成了由 增益区(Gain)、相位区(Phase)、分布布 拉格反射镜(DBR)组成的DBR激光器、半 导体光放大器(SOA)及EAM的集成光器件。 DBR激光器具有体积小、成本低、稳定性好、 调谐速度快的优点。而EAM调制具有啁啾小 成本的WDM-PON的核心激光器。 半导体所研制的高速EAM调制DBR激光 器波长调谐范围可达12nm以上、调制速率 10-50 Gb/s,输出功率大于10mW。实现了 10 Gb/s NRZ数据75 Km标准单模光纤无误码 传输及28 Gb/s NRZ数据10 Km无误码传输, 在50 Gb/s NRZ数据调制下眼图仍清晰张开。 图 2(a)10 Gb/s 及(b)28 Gb/sNRZ 调制误码特性 图 3 (a)40 Gb/s 及(b)50 Gb/s NRZ 调制背对 背眼图 三、专利情况 高速EAM调制可调谐DBR激光器及其相 关的国家发明专利多项,涉及材料生长、器 件制作工艺以及测试方法等。相关专利如下: 双模激光器THz泵浦源的制作方法; 可调谐激光器与光放大器单片集成器件 的制作方法; 基于分布布拉格反射激光器的波长可调 谐窄线宽光源; 一种分布布拉格反馈可调谐激光器及其 制作方法; 可实现波长宽调谐的分布反射布拉格激 光器及其制作方法。 四、应用领域及市场前景 随着大数据时代的到来,信息容量呈指 数形式增长。特别是数据中心光互连以及宽 带接入网对高速数据传输的需求更加迫切。 一旦波分复用技术应用于数据中心和接入网, 那么低成本的高速调制可调谐DBR激光器以 及电吸收调制的DBR激光器将成为扩充通信 容量的关键集成芯片。光时分波分复用无源 光网络(TWDM-PON)已定为下一代PON的 标准,该框架中急需解决低成本的高速可调 谐激光器,以满足无色光网单元(ONU)的 需求。一直以来高速光电子芯片特别是10G 以上的光电子芯片长期以来进口,而中国的 模块厂商如海信,武汉光迅,华美,华工正 源等在国际上已经占有一定份额,设备厂商 如华为,中兴更是在国际上有很大竞争力。 国内急需突破高速率激光器芯片以及相集成 技术,打破国外企业在高端光子芯片方面的 垄断,提升相关产品以及产业在国际市场中 的竞争力。 高速电吸收调制可调谐的DBR激光器具 有制作工艺以及波长调谐机制相对简单、可 靠性高、成本低、传输距离比直调可调谐激 光器远等优点,适合未来WDM-PON和5G 无线前传网络。10-25G高速可调谐激光器芯 片是高速信息传送网所急需的产品,并且由 于是用于接入网以及5G前传,其市场需求量 巨大。 五、合作方式 技术开发、技术转让。
找到160项技术成果数据。
找技术 >一种硅基四梁结构石英谐振加速度传感器芯片
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
目前,高精度、高分辨率的数字化加速度测量方法已经得到越来越广泛的发展,在中高精度的高速数字导航系统、重力测量学、巡航导弹、自主水下导航等方面有广泛的应用前景。此类加速度计输出的是频率信号,没有数模转换带来的精度损失,能够与高精度数字测量系统相结合。目前常用的采用微机电系统加工的传感器主要分为压阻式和电容式。压阻式传感器通过具有压阻效应的电阻和具有一定结构的梁 - 质量块来感应加速度,电容式加速度传感器则是通过改变电容极板的面积或者距离来感应加速度。以上两种常用的加速度传感器输出的均是模拟信号,后处理电路复杂,灵敏度低,存在模数转换误差,而且不能直接与高精度的数字系统相结合。目前也有少量的谐振式硅微加速度传感器,虽然此类传感器输出的是数字信号,但是存在谐振频率低、灵敏度差等问题,同时结构复杂、加工难度大,成本高。总之,现有的加速度计普遍存在模拟输出,灵敏度低,加工复杂等问题。 为了克服上述现有加速度计的缺点,本发明的目的在于提供一种硅基四梁结构石英谐振加速度传感器芯片,具有体积小,重量小,数字信号输出和分辨率高的优点。 双端石英音叉存在逆压电效应,当电极两面有电荷交替变化时,双端石英音叉就会出现振动,其振动频率受双端石英音叉结构形状的影响。当加速度作用于芯片时,悬臂梁支撑的质量块在惯性力作用下移动微小的位移。由于双端石英音叉一端固定,一端与质量块连接,所以双端石英音叉发生弯曲变形,这种弯曲变形导致其谐振频率发生改变,改变的大小与加速度成正比,从而通过检测双端石英音叉的谐振频率就能够得到加速度的大小。A硅凸台和 B 硅凸台能够防止硅基支撑对双端石英音叉振动的干扰;因此本发明采用双端石英音叉作为敏感材料,基底支撑为硅,故而具有频率输出,体积小,敏感度高以及品质因数高等优点。
X射线成像系统信号处理专用芯片
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
该项目属于电子、通讯与自动控制技术领域的集成电路设计技术。该项目是开发一款基于BiCMOS工艺的X射线成像系统信号处理专用芯片,通过接收由X射线、红外射线、可见光等传感器产生的微弱电流信号(pA级),进行多路放大和级联输出,实现快速计算机成像;产品编号EMT1010,可广泛应用于医用CT、X射线安检设备以及红外线探测设备,覆盖公众、公共安全领域,具有稳定的市场需求;该产品具有以下特点:高灵敏度,可接收输入电流范围为10pA-10nA;电路规模大,32通道,同时采集多路图像信号;集成度高,在2.65×3.75mm的芯片面积上集成上万元件;性能优异,线性失真度≤1%,积分时间2ms-20ms。EMT1010为提高电路的使用性能,在多角度实现创新:1)简化前置电荷放大器设计,提高转换效率,降低功耗,减小电磁干扰;2)采用数字时序,使电路输出功耗小于450mW;3)非线形度小于1%,能够以良好的线形度实现快速信号调节,降低信号失真度,具有良好的滤波特性;4)采用了LVDS驱动器,对暗电流、固定模式噪声等干扰信号具有较强的抗干扰能力;5)简化控制方式,便于系统控制模块直接采样、信号反馈等。EMT1010已经申请了发明专利和集成电路布图保护;EMT1010的超低功耗,符合节能降耗的环保理念;样片经交用户评估,各项指标基本满足使用要求,并在整机设备上开始试用和评估;通过科技查新,确认该项目为国内首创,有较高的创新性。项目产品的研发成功,将促进X射线探测系统整机技术升级和关键部件国产化进程,摆脱关进技术对国外依赖局面;提高国X射线探测成像精度,实现整机系统多样化、高要求需要,有效降低安检探测设备生产成本,提高整机稳定性,降低安检探测是被整机功耗,实现绿色环保理念。项目产品主要应用于医用CT、X射线安检设备以及红外线探测设备,服务于公众、公共安全领域,市场呈上升态势;北京地区的医用CT、X射线安检设备制造均为国内优势行业,项目产品仅在本地区就可获得超过2亿的稳定市场。
收发一体LED芯片
成熟度:通过中试
技术类型:发明,发明
应用行业:信息传输、软件和信息技术服务业
技术简介
项目简介:GaN基同质集成光电子芯片与信号处理、数据分析、多媒体等技术相结合,利用光电容积脉搏波描记法(PPG)原理可以实现具有用户交互、心率检测等功能的可嵌入式的硬件终端产品。将同质集成光电子芯片与其他软硬件设备相结合的传感系统能够实现数据采集、存储和计算,并能够嵌入到一些人们日常生活所接触的设备中,强化了人与设备之间的交互,可以实现脉搏检测。智能穿戴、健康医疗设备的意义在于精准的生物识别传感器数据可以提供准确的健身/健康评估。 项目核心创新点:同质集成多功能光电子芯片相对于传统的硅基芯片,最大的优势在于其同质集成的优点。传统的硅基芯片进行光源、光波导和光探测器集成时,国内外通常都采用复杂的生长技术进行异质集成,这样的方法不但工艺复杂,而且成本高、光耦合效率低、通信速率慢。本项目研发的多功能光电子芯片可实现同时发光探测模式,比传统发射器-介质-探测器模式更加简洁而且探测效率更高。以传统心率监测设备为例,发射器需要更高的功率使得光线穿过手指,到达另一侧的接收器。手指组织对光线的也有较强的吸收因而对接收器灵敏度要求较高。而且这种模式只能单一的应用于指尖,无法在身体其他部位完成检测。本团队开发的同质集成光电子芯片在实现了“收发一体”无需额外附加探测器,仅依靠反射回的光线即可完成信息的采集,器件工作所需的功率也大幅降低;采集范围也更加的广泛不仅限于指尖,在任意皮肤位置皆可完成信息采集,为未来开发更多检测项目打下基础,也为众多照明领域和照明设备赋予了于健康、环境、水体等监测的巨大潜能。 项目详细用途:手机用于照明的LED灯如采用本团队开发的同质集成光电子芯片,在无需添加任何硬件发射器、探测器的情况下即可完成心率、血氧浓度等指标的监测。 预期效益说明:团队研发的环境/健康监测芯片产品具有独创性、高集成性、性能卓越、产品附加值高等特点,而且在不需要附加探测器等部件后技术和价格上具有得天独厚的优势。原型机基础上进行软件信息处理能力的升级,在完成心律失常、房颤及早搏筛查、血氧饱和度等功能的拓展和升级后,手机采用同质集成光电子芯片提供照明和健康监测功能后售价可提升超1000元,而且用以赋能的硬件优势是不可复制的。用于采购光电子芯片的价格不超过10元,长期来看预计光电子芯片每年销售超100万件。
低功耗非易失处理器及传感系统
成熟度:可规模生产
技术类型:-
应用行业:信息传输、软件和信息技术服务业
技术简介
本成果属于非易失处理器和物联网领域。随着物联网的快速扩张, 市场预测无线联网设备将在 2020 年超过 500 亿部。受限于滞后的电池技术, 联网设备工作时间短,需要频繁充电或更换电池。维护多达数十亿节点花费的时间和成本十分巨大,因此从环境中采集能量的自供能传感网技术成为首选方案。针对自供能传感网面临的供能不稳定、能量输入有限和系统可靠性等系列挑战,本成果设计实现了一套自供能环境下非易失计算芯片和自供能传感系统: 非易失计算芯片,能够在 1kHz 以上的脉冲供电条件下,实现稳定可靠的连续计算,并且能够保持电路在掉电前的所有状态,数据不丢失,实现真正意义上的断电可连续执行。由于该芯片完全不需要电力保持状态,其泄漏功耗为零,唤醒时间达到了微秒量级,较业界领先的德州仪器 MSP430 低功耗处理器,其唤醒速度提高 1-2 个数量级,唤醒能耗降低 3-4 个数量级, 并实现了零待机功耗。 基于非易失计算芯片的传感网节点系统,采用脉冲直流供电的节点工作模式,无需电池,实现了掉电后节点状态不会丢失、上电后节点能接续 断电前状态连续工作,解决了目前基于能量采集的传感网节点中电源电路过于复杂,电池更换成本高的问题。节点整体的休眠唤醒速度快(小于 50us)、能耗低(小于 20nJ),适用于太阳能、振动和无线供能等多种能量采集模式。 二、应用前景 本成果技术可大规模应用于物联网、健康监测、智能安防等领域。
微型芯片的批量转移装置以及方法
成熟度:通过小试
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
一种微型芯片的批量转移装置以及方法。该微型芯片的批量转移装置包括:装载模具(100),装载模具(100)包括装载区(101)和位于装载区(101)边缘的非装载区(102),装载区(101)上设置有阵列式排列的多个芯片吸附孔(1011),多个芯片吸附孔(1011)设置为吸附多个微型芯片;外罩(200),外罩(200)设置在非装载区(102)上远离吸附多个微型芯片的方向的一侧,外罩(200)和装载模具(100)之间形成腔室(201),外罩(200)上设置有抽气孔(202)和充气孔(203);抽气装置(300),抽气装置(300)的输入口(301)与抽气孔(202)密封连接,抽气装置(300)设置为抽取腔室(201)的气体;充气装置(400),充气装置(400)的输出口(401)与充气孔(203)密封连接,充气装置(400)设置为向腔室(201)充气。
植入式带温度感知RFID芯片及智慧畜牧系统
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:农、林、牧、渔业
技术简介
一、项目简介 中国是畜牧大国,2018年我国生猪存栏42817万头,奶牛存栏1400万头,但畜牧业的发展面临着一系列的问题,其中动物体温监测难度大、疫情防控不及时是困扰畜牧业多年亟待解决的重要问题之一。动物体温可以表征动物健康,预警动物疾病,加强动物体温监测对畜牧疫情防控、保障动物福利具有重要意义。2018年,由于疫情监测力度不够,导致“非洲猪瘟”在中国蔓延,造成了大量经济损失。传统动物体温检测方法精度差、非实时性、无法实现自动感知,且需要消耗大量人力资源。另外,人们对食品安全问题的重视,也导致食品溯源的需求日益旺盛。 本项目设计的具有温度感知功能植入式RFID芯片,植入动物体内,可以实时感知、自动采集动物体温,及时发现问题,可成为强化畜牧疫情防控的重要手段,也为食品溯源提供了硬件支撑。芯片结构包含射频模拟前端、数字基带、温度传感器和存储器,如图1所示。其中,射频模拟前端用于将天线接收到的交流电压转换为供电电源,解调其中包含的数字命令并提供给数字基带信号,同时提供上电复位信号和时钟信号;数字基带处理来自读写器的命令,并返回相应的数字信号;温度传感器检测温度,并产生对应的数字信号输入数字基带;存储器用于储存芯片的身份信息,必要时存储温度信息。 本项目研究成果,包括温度感知RFID芯片射频前端和温度传感电路两个模块的MPW流片。 二、技术特点 (1)系统结合RFID技术和温度传感器技术,设计一款植入式低功耗带温度传感器RFID; (2)芯片可实现远程身份识别和体温检测; (3)芯片整体采用小型化设计,方便植入式应用; (4)结合了植入式芯片和互联网技术,智慧畜牧系统极大提高了畜牧产业的管理效率,减少了人工投入,缩短了劳动周期。 三、专利情况 适用于无源低功耗RFID芯片的上电复位电路;低功耗温度传感前端电路。 四、应用领域及市场前景 基于所设计的带温度感知RFID芯片,结合互联网技术,可实现一套智慧畜牧系统,如图2所示,可用于养殖管理、疫情预测诊断、产品溯源、生物资产管理、代系管理、保险公司调查等。未来将形成整个畜牧产业的数据联网,迎来畜牧业的变革。 (1)动物疫情智能监控系统。通过植入带温度感知RFID芯片,远程识别身份信息和温度数据,达到监控牧场每一只动物的健康状况,减小了人力劳动的同时保证了信息的实时性。从而实现以最小的人力资源实现最大程度的疫情预防监测。目前该应用市场需求较大,具有较好的经济效益。 (2)食品溯源。在实现统一标准后,全国每一只牲畜对应一个身份编号,结合互联网云平台,上传数据统一管理,实现每一只牲畜的全程跟踪,达到食品溯源的目的。食品溯源保证了肉类食品来源的安全可靠性,消除顾客购买高档肉类产品的后顾之忧,具有较大市场效益。 (3)保险公司调查。通过植入式芯片,将每一只牲畜资料都上传到云平台统一管理,跟踪其健康状况和,保险公司可以更加容易判断牲畜丢失、病死等索赔的真实性,对保险公司来说具有较大的市场意义。 五、合作方式 技术开发、技术转让。
人工智能视觉芯片
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
一、项目简介 传统多数视觉图像传感器和处理器是分离的,传感器和处理器之间必须通过大规模数据交互才能完成信息处理,这限制了处理的时效性。项目组提出一种将图像传感器和处理器一体化集成的智能视觉芯片设计方案,实现了仿人类视觉系统成像和处理功能,处理和响应速度可达到1000fps,图像传感器的分辨率为256×256。 该项目研制的多级并行处理视觉芯片是面向高速图像目标检测、识别、追踪应用的图像处理芯片。该芯片采用了多层次异构并行处理的架构,可快速完成图像滤波、数学形态学、角点检测、特征提取以及深度卷积神经网络处理。目前芯片已完成样片研制和演示系统建设,出样芯片时钟频率为200MHz,数据吞吐率达到2Gbps,峰值处理性能达到204.8GOPs,功耗低于1W,采用256管脚BGA封装。已应用于大规模图像数据目标检测和提取领域。 二、技术特点 (1)采用了新的基于冯诺依曼多级并行处理器和非冯诺依曼神经网络混合处理器的视觉芯片架构。 (2)集成了像素级、行/列级、矢量级和线程级多级并行处理器,解决了现有视觉图像系统中数据串行传输和串行处理的速度限制瓶颈问题,实现了图像获取和图像信息处理每秒一千帧的系统速度。 (3)多级并行图像处理架构,支持像素级、块级等多粒度图像处理,支持片上网络,支持计算视觉算法和深度卷积神经网络处理算法。 (4)芯片具有支持大规模并行处理,数据吞吐率高,功耗低、体积小等特点。 三、应用领域及市场前景 芯片可作为边缘图像处理器应用于近图像传感器图像处理场景中,可完成高速图像目标检测、识别、追踪功能,适用于图像大数据目标检测、安防监控、工业控制、虚拟现实等应用场景。
高速直调可调谐DBR激光器芯片
成熟度:可规模生产
技术类型:-
应用行业:信息传输、软件和信息技术服务业
技术简介
一、项目简介 高速直调波长可调谐激光器,简称DBR 激光器,同时具有高速调制以及波长调谐功 能,通过增益区来实现高速信号的强度调制, 通过DBR区和相区上的电流实现波长的调谐。 该集成器件是5G和F5G光通信网络中的核心 器件,满足光纤传输网对波分复用激光器的 需求。 半导体所长期从事DBR激光器相关研制 工作。分别采用量子阱混杂技术,对接生长 技术开展了高速直调DBR激光器的研制。具 有自主可控的MOCVD光子集成材料生长以 及多种光子集成工艺技术,具备激光器芯片 小规模制备能力。 图1高速直调可调谐DBR激光器芯片结构示意图 二、技术特点 直接调制DBR激光器具有体积小、成本 低、稳定性好、调谐速度快的优点。适用于? 接入网无色ONU,是低成本波分复用无源光 网络(WDM-PON)的核心激光器。半导体所 研制的高速直调DBR激光器波长调谐范围可 达15nm、调制速率10-25Gb/s,输出功率大 于 10mW。 、专利情况 高速直调可调谐DBR激光器及其相关的 中国发明专利7项,涉及材料生长、器件制 作工艺以及测试方法等。相关专利如下: 波长可调谐分布布拉格反射半导体激光 器的制作方法; 可调谐激光器及其制备方法; 可实现波长宽调谐的分布反射布拉格激 光器及其制作方法; 一种分布布拉格反馈可调谐激光器及其 制作方法。 四、 应用领域及市场前景 随着互联网技术的快速发展,人们对网 络带宽的需求也越来越高。无论是数据中心 还是5G网络的传送,随着传输带宽的提升, 以及构建灵活动态可控网络的需求,密集波 分复用技术成为拓展信息传输容量的首选。 在5G前传、F5G接入等方面对带宽、连接数 量、时延等的波长需求较多的环境下应优选 DWDM技术,可以实现多个扇区通过不同波 长共享光纤资源,提高纤芯利用率,在不增 加光纤的情况下将用户接入带宽增加数倍乃 至数十倍,所以波分复用技术下沉已经成为 国内外运营商的共识。2019年7月,ITU-T 启动了面向5G前传的25G DWDM系列标准 (G。698。1,G。698。2 和 G。698。4)。随着标准 的推进,会带动高速调制可调谐激光器产业 发展。 半导体所研制的高速直调可调谐DBR激 光器可以用于无色ONU模块,满足未来 WDM-PON和5G无线前传网络的要求。 10-25G高速直调可调谐激光器芯片作为5G 前传和接入网的核心器件,其市场需求量巨 大。 五、 合作方式 技术开发、技术转让。
microLED衬底激光剥离技术
成熟度:可规模生产
技术类型:-
应用行业:文化、体育和娱乐业
技术简介
一、项目简介 microLED技术,即LED微缩化和矩阵化技术。指的是在一个芯片上集成的高密度微小尺寸的LED阵列,可看成是户外LED显示屏的微缩版,继液晶显示之后,microLED是新一代迭代技术的有力竞争者,而microLED芯片尺寸只有原来主流LED芯片的百分之一,达到几十微米量级。由于芯片尺寸小,传统的植球打线方式将严重降低芯片的发光比例,剥离掉蓝宝石衬底的垂直结构必定是microLED的主流芯片结构。microLED衬底激光剥离技术的基本原理是通过高能量激光束辐照,在蓝宝石/GaN界面形成局部高温,分解气化GaN材料。温度场分布决定了激光剥离技术中脉冲激光能量密度等关键参数的选取,是实现高效、低损伤激光剥离的重要参数。microLED衬底激光剥离技术利用紫外激光辐照衬底,熔化缓冲层,实现宝石衬底的剥离。通过选择合适的激光器类型和发射波长,激光剥离技术不仅仅可以实现GaN/Sapphire体系的衬底剥离,还可以实现ITO、ZnO等材料与蓝宝石衬底的剥离。 二、技术特点 通过选择合适的激光器类型和发射波长,激光剥离技术不仅仅可以实现GaN/Sapphire体系的衬底剥离,还可以实现ITO、ZnO等材料与蓝宝石衬底的剥离。此外,其剥离下来的蓝宝石衬底可以回收后重复利用多次。microLED衬底激光剥离技术由于减少刻蚀、磨片、划片等工艺,而且剥离出来的蓝宝石衬底可以重复运用,有效地节约工艺成本。microLED衬底激光剥离技术同时也可以用于薄膜结构LED以及HEMT等电力电子器件等衬底剥离。半导体所半导体照明研发中心采用microLED衬底激光剥离技术,成功的实现了GaN外延片与蓝宝石衬底的剥离,成品率高于90%。 三、专利情况 已申请国内发明专利8项,授权3项。 四、应用领域及市场前景 一旦microLED技术成为新一代显示技术,microLED衬底激光剥离技术将推动microLED开拓巨大的显示市场,具有广阔的市场前景。对于芯片制造企业来说需要新建半导体工艺厂房,购置半导体工艺设备,预计需5000万元的产业化经费。 五、合作方式 知识产权许可;技术转让、技术服务。
高速电吸收调制可调谐DBR激光器芯片
成熟度:可规模生产
技术类型:-
应用行业:信息传输、软件和信息技术服务业
技术简介
高速电吸收调制可调谐激光器同时具有 高速调制以及波长调谐功能,通单片集成的 电吸收调制器(EAM)来实现高速信号的调 制,通过DBR区和相区上的电流可以实现波 长的调谐。该集成器件是5G光通信网络中的 核心器件,满足光纤传输网对波分复用激光 器的需求。 半导体所长期从事电吸收调制器及DBR 激光器相关研制工作。结合使用对接生长技 术及选择区域外延技术研制成功的电吸收调 制DBR可调谐激光器芯片,实现10-50 Gb/s 数据调制以及大于12nm的波长调谐。具有 自主可控的MOCVD光子集成材料生长能力 以及多种具有自主知识产权的工艺技术。具 备激光器芯片小规模制备能力。 图1高速EAM调制可调谐DBR激光器芯片 二、技术特点 电吸收调制DBR激光器是一种集成了由 增益区(Gain)、相位区(Phase)、分布布 拉格反射镜(DBR)组成的DBR激光器、半 导体光放大器(SOA)及EAM的集成光器件。 DBR激光器具有体积小、成本低、稳定性好、 调谐速度快的优点。而EAM调制具有啁啾小 成本的WDM-PON的核心激光器。 半导体所研制的高速EAM调制DBR激光 器波长调谐范围可达12nm以上、调制速率 10-50 Gb/s,输出功率大于10mW。实现了 10 Gb/s NRZ数据75 Km标准单模光纤无误码 传输及28 Gb/s NRZ数据10 Km无误码传输, 在50 Gb/s NRZ数据调制下眼图仍清晰张开。 图 2(a)10 Gb/s 及(b)28 Gb/sNRZ 调制误码特性 图 3 (a)40 Gb/s 及(b)50 Gb/s NRZ 调制背对 背眼图 三、专利情况 高速EAM调制可调谐DBR激光器及其相 关的国家发明专利多项,涉及材料生长、器 件制作工艺以及测试方法等。相关专利如下: 双模激光器THz泵浦源的制作方法; 可调谐激光器与光放大器单片集成器件 的制作方法; 基于分布布拉格反射激光器的波长可调 谐窄线宽光源; 一种分布布拉格反馈可调谐激光器及其 制作方法; 可实现波长宽调谐的分布反射布拉格激 光器及其制作方法。 四、应用领域及市场前景 随着大数据时代的到来,信息容量呈指 数形式增长。特别是数据中心光互连以及宽 带接入网对高速数据传输的需求更加迫切。 一旦波分复用技术应用于数据中心和接入网, 那么低成本的高速调制可调谐DBR激光器以 及电吸收调制的DBR激光器将成为扩充通信 容量的关键集成芯片。光时分波分复用无源 光网络(TWDM-PON)已定为下一代PON的 标准,该框架中急需解决低成本的高速可调 谐激光器,以满足无色光网单元(ONU)的 需求。一直以来高速光电子芯片特别是10G 以上的光电子芯片长期以来进口,而中国的 模块厂商如海信,武汉光迅,华美,华工正 源等在国际上已经占有一定份额,设备厂商 如华为,中兴更是在国际上有很大竞争力。 国内急需突破高速率激光器芯片以及相集成 技术,打破国外企业在高端光子芯片方面的 垄断,提升相关产品以及产业在国际市场中 的竞争力。 高速电吸收调制可调谐的DBR激光器具 有制作工艺以及波长调谐机制相对简单、可 靠性高、成本低、传输距离比直调可调谐激 光器远等优点,适合未来WDM-PON和5G 无线前传网络。10-25G高速可调谐激光器芯 片是高速信息传送网所急需的产品,并且由 于是用于接入网以及5G前传,其市场需求量 巨大。 五、合作方式 技术开发、技术转让。
找到160项技术成果数据。
找技术 >一种硅基四梁结构石英谐振加速度传感器芯片
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
目前,高精度、高分辨率的数字化加速度测量方法已经得到越来越广泛的发展,在中高精度的高速数字导航系统、重力测量学、巡航导弹、自主水下导航等方面有广泛的应用前景。此类加速度计输出的是频率信号,没有数模转换带来的精度损失,能够与高精度数字测量系统相结合。目前常用的采用微机电系统加工的传感器主要分为压阻式和电容式。压阻式传感器通过具有压阻效应的电阻和具有一定结构的梁 - 质量块来感应加速度,电容式加速度传感器则是通过改变电容极板的面积或者距离来感应加速度。以上两种常用的加速度传感器输出的均是模拟信号,后处理电路复杂,灵敏度低,存在模数转换误差,而且不能直接与高精度的数字系统相结合。目前也有少量的谐振式硅微加速度传感器,虽然此类传感器输出的是数字信号,但是存在谐振频率低、灵敏度差等问题,同时结构复杂、加工难度大,成本高。总之,现有的加速度计普遍存在模拟输出,灵敏度低,加工复杂等问题。 为了克服上述现有加速度计的缺点,本发明的目的在于提供一种硅基四梁结构石英谐振加速度传感器芯片,具有体积小,重量小,数字信号输出和分辨率高的优点。 双端石英音叉存在逆压电效应,当电极两面有电荷交替变化时,双端石英音叉就会出现振动,其振动频率受双端石英音叉结构形状的影响。当加速度作用于芯片时,悬臂梁支撑的质量块在惯性力作用下移动微小的位移。由于双端石英音叉一端固定,一端与质量块连接,所以双端石英音叉发生弯曲变形,这种弯曲变形导致其谐振频率发生改变,改变的大小与加速度成正比,从而通过检测双端石英音叉的谐振频率就能够得到加速度的大小。A硅凸台和 B 硅凸台能够防止硅基支撑对双端石英音叉振动的干扰;因此本发明采用双端石英音叉作为敏感材料,基底支撑为硅,故而具有频率输出,体积小,敏感度高以及品质因数高等优点。
X射线成像系统信号处理专用芯片
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
该项目属于电子、通讯与自动控制技术领域的集成电路设计技术。该项目是开发一款基于BiCMOS工艺的X射线成像系统信号处理专用芯片,通过接收由X射线、红外射线、可见光等传感器产生的微弱电流信号(pA级),进行多路放大和级联输出,实现快速计算机成像;产品编号EMT1010,可广泛应用于医用CT、X射线安检设备以及红外线探测设备,覆盖公众、公共安全领域,具有稳定的市场需求;该产品具有以下特点:高灵敏度,可接收输入电流范围为10pA-10nA;电路规模大,32通道,同时采集多路图像信号;集成度高,在2.65×3.75mm的芯片面积上集成上万元件;性能优异,线性失真度≤1%,积分时间2ms-20ms。EMT1010为提高电路的使用性能,在多角度实现创新:1)简化前置电荷放大器设计,提高转换效率,降低功耗,减小电磁干扰;2)采用数字时序,使电路输出功耗小于450mW;3)非线形度小于1%,能够以良好的线形度实现快速信号调节,降低信号失真度,具有良好的滤波特性;4)采用了LVDS驱动器,对暗电流、固定模式噪声等干扰信号具有较强的抗干扰能力;5)简化控制方式,便于系统控制模块直接采样、信号反馈等。EMT1010已经申请了发明专利和集成电路布图保护;EMT1010的超低功耗,符合节能降耗的环保理念;样片经交用户评估,各项指标基本满足使用要求,并在整机设备上开始试用和评估;通过科技查新,确认该项目为国内首创,有较高的创新性。项目产品的研发成功,将促进X射线探测系统整机技术升级和关键部件国产化进程,摆脱关进技术对国外依赖局面;提高国X射线探测成像精度,实现整机系统多样化、高要求需要,有效降低安检探测设备生产成本,提高整机稳定性,降低安检探测是被整机功耗,实现绿色环保理念。项目产品主要应用于医用CT、X射线安检设备以及红外线探测设备,服务于公众、公共安全领域,市场呈上升态势;北京地区的医用CT、X射线安检设备制造均为国内优势行业,项目产品仅在本地区就可获得超过2亿的稳定市场。
收发一体LED芯片
成熟度:通过中试
技术类型:发明,发明
应用行业:信息传输、软件和信息技术服务业
技术简介
项目简介:GaN基同质集成光电子芯片与信号处理、数据分析、多媒体等技术相结合,利用光电容积脉搏波描记法(PPG)原理可以实现具有用户交互、心率检测等功能的可嵌入式的硬件终端产品。将同质集成光电子芯片与其他软硬件设备相结合的传感系统能够实现数据采集、存储和计算,并能够嵌入到一些人们日常生活所接触的设备中,强化了人与设备之间的交互,可以实现脉搏检测。智能穿戴、健康医疗设备的意义在于精准的生物识别传感器数据可以提供准确的健身/健康评估。 项目核心创新点:同质集成多功能光电子芯片相对于传统的硅基芯片,最大的优势在于其同质集成的优点。传统的硅基芯片进行光源、光波导和光探测器集成时,国内外通常都采用复杂的生长技术进行异质集成,这样的方法不但工艺复杂,而且成本高、光耦合效率低、通信速率慢。本项目研发的多功能光电子芯片可实现同时发光探测模式,比传统发射器-介质-探测器模式更加简洁而且探测效率更高。以传统心率监测设备为例,发射器需要更高的功率使得光线穿过手指,到达另一侧的接收器。手指组织对光线的也有较强的吸收因而对接收器灵敏度要求较高。而且这种模式只能单一的应用于指尖,无法在身体其他部位完成检测。本团队开发的同质集成光电子芯片在实现了“收发一体”无需额外附加探测器,仅依靠反射回的光线即可完成信息的采集,器件工作所需的功率也大幅降低;采集范围也更加的广泛不仅限于指尖,在任意皮肤位置皆可完成信息采集,为未来开发更多检测项目打下基础,也为众多照明领域和照明设备赋予了于健康、环境、水体等监测的巨大潜能。 项目详细用途:手机用于照明的LED灯如采用本团队开发的同质集成光电子芯片,在无需添加任何硬件发射器、探测器的情况下即可完成心率、血氧浓度等指标的监测。 预期效益说明:团队研发的环境/健康监测芯片产品具有独创性、高集成性、性能卓越、产品附加值高等特点,而且在不需要附加探测器等部件后技术和价格上具有得天独厚的优势。原型机基础上进行软件信息处理能力的升级,在完成心律失常、房颤及早搏筛查、血氧饱和度等功能的拓展和升级后,手机采用同质集成光电子芯片提供照明和健康监测功能后售价可提升超1000元,而且用以赋能的硬件优势是不可复制的。用于采购光电子芯片的价格不超过10元,长期来看预计光电子芯片每年销售超100万件。
低功耗非易失处理器及传感系统
成熟度:可规模生产
技术类型:-
应用行业:信息传输、软件和信息技术服务业
技术简介
本成果属于非易失处理器和物联网领域。随着物联网的快速扩张, 市场预测无线联网设备将在 2020 年超过 500 亿部。受限于滞后的电池技术, 联网设备工作时间短,需要频繁充电或更换电池。维护多达数十亿节点花费的时间和成本十分巨大,因此从环境中采集能量的自供能传感网技术成为首选方案。针对自供能传感网面临的供能不稳定、能量输入有限和系统可靠性等系列挑战,本成果设计实现了一套自供能环境下非易失计算芯片和自供能传感系统: 非易失计算芯片,能够在 1kHz 以上的脉冲供电条件下,实现稳定可靠的连续计算,并且能够保持电路在掉电前的所有状态,数据不丢失,实现真正意义上的断电可连续执行。由于该芯片完全不需要电力保持状态,其泄漏功耗为零,唤醒时间达到了微秒量级,较业界领先的德州仪器 MSP430 低功耗处理器,其唤醒速度提高 1-2 个数量级,唤醒能耗降低 3-4 个数量级, 并实现了零待机功耗。 基于非易失计算芯片的传感网节点系统,采用脉冲直流供电的节点工作模式,无需电池,实现了掉电后节点状态不会丢失、上电后节点能接续 断电前状态连续工作,解决了目前基于能量采集的传感网节点中电源电路过于复杂,电池更换成本高的问题。节点整体的休眠唤醒速度快(小于 50us)、能耗低(小于 20nJ),适用于太阳能、振动和无线供能等多种能量采集模式。 二、应用前景 本成果技术可大规模应用于物联网、健康监测、智能安防等领域。
微型芯片的批量转移装置以及方法
成熟度:通过小试
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
一种微型芯片的批量转移装置以及方法。该微型芯片的批量转移装置包括:装载模具(100),装载模具(100)包括装载区(101)和位于装载区(101)边缘的非装载区(102),装载区(101)上设置有阵列式排列的多个芯片吸附孔(1011),多个芯片吸附孔(1011)设置为吸附多个微型芯片;外罩(200),外罩(200)设置在非装载区(102)上远离吸附多个微型芯片的方向的一侧,外罩(200)和装载模具(100)之间形成腔室(201),外罩(200)上设置有抽气孔(202)和充气孔(203);抽气装置(300),抽气装置(300)的输入口(301)与抽气孔(202)密封连接,抽气装置(300)设置为抽取腔室(201)的气体;充气装置(400),充气装置(400)的输出口(401)与充气孔(203)密封连接,充气装置(400)设置为向腔室(201)充气。
植入式带温度感知RFID芯片及智慧畜牧系统
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:农、林、牧、渔业
技术简介
一、项目简介 中国是畜牧大国,2018年我国生猪存栏42817万头,奶牛存栏1400万头,但畜牧业的发展面临着一系列的问题,其中动物体温监测难度大、疫情防控不及时是困扰畜牧业多年亟待解决的重要问题之一。动物体温可以表征动物健康,预警动物疾病,加强动物体温监测对畜牧疫情防控、保障动物福利具有重要意义。2018年,由于疫情监测力度不够,导致“非洲猪瘟”在中国蔓延,造成了大量经济损失。传统动物体温检测方法精度差、非实时性、无法实现自动感知,且需要消耗大量人力资源。另外,人们对食品安全问题的重视,也导致食品溯源的需求日益旺盛。 本项目设计的具有温度感知功能植入式RFID芯片,植入动物体内,可以实时感知、自动采集动物体温,及时发现问题,可成为强化畜牧疫情防控的重要手段,也为食品溯源提供了硬件支撑。芯片结构包含射频模拟前端、数字基带、温度传感器和存储器,如图1所示。其中,射频模拟前端用于将天线接收到的交流电压转换为供电电源,解调其中包含的数字命令并提供给数字基带信号,同时提供上电复位信号和时钟信号;数字基带处理来自读写器的命令,并返回相应的数字信号;温度传感器检测温度,并产生对应的数字信号输入数字基带;存储器用于储存芯片的身份信息,必要时存储温度信息。 本项目研究成果,包括温度感知RFID芯片射频前端和温度传感电路两个模块的MPW流片。 二、技术特点 (1)系统结合RFID技术和温度传感器技术,设计一款植入式低功耗带温度传感器RFID; (2)芯片可实现远程身份识别和体温检测; (3)芯片整体采用小型化设计,方便植入式应用; (4)结合了植入式芯片和互联网技术,智慧畜牧系统极大提高了畜牧产业的管理效率,减少了人工投入,缩短了劳动周期。 三、专利情况 适用于无源低功耗RFID芯片的上电复位电路;低功耗温度传感前端电路。 四、应用领域及市场前景 基于所设计的带温度感知RFID芯片,结合互联网技术,可实现一套智慧畜牧系统,如图2所示,可用于养殖管理、疫情预测诊断、产品溯源、生物资产管理、代系管理、保险公司调查等。未来将形成整个畜牧产业的数据联网,迎来畜牧业的变革。 (1)动物疫情智能监控系统。通过植入带温度感知RFID芯片,远程识别身份信息和温度数据,达到监控牧场每一只动物的健康状况,减小了人力劳动的同时保证了信息的实时性。从而实现以最小的人力资源实现最大程度的疫情预防监测。目前该应用市场需求较大,具有较好的经济效益。 (2)食品溯源。在实现统一标准后,全国每一只牲畜对应一个身份编号,结合互联网云平台,上传数据统一管理,实现每一只牲畜的全程跟踪,达到食品溯源的目的。食品溯源保证了肉类食品来源的安全可靠性,消除顾客购买高档肉类产品的后顾之忧,具有较大市场效益。 (3)保险公司调查。通过植入式芯片,将每一只牲畜资料都上传到云平台统一管理,跟踪其健康状况和,保险公司可以更加容易判断牲畜丢失、病死等索赔的真实性,对保险公司来说具有较大的市场意义。 五、合作方式 技术开发、技术转让。
人工智能视觉芯片
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
一、项目简介 传统多数视觉图像传感器和处理器是分离的,传感器和处理器之间必须通过大规模数据交互才能完成信息处理,这限制了处理的时效性。项目组提出一种将图像传感器和处理器一体化集成的智能视觉芯片设计方案,实现了仿人类视觉系统成像和处理功能,处理和响应速度可达到1000fps,图像传感器的分辨率为256×256。 该项目研制的多级并行处理视觉芯片是面向高速图像目标检测、识别、追踪应用的图像处理芯片。该芯片采用了多层次异构并行处理的架构,可快速完成图像滤波、数学形态学、角点检测、特征提取以及深度卷积神经网络处理。目前芯片已完成样片研制和演示系统建设,出样芯片时钟频率为200MHz,数据吞吐率达到2Gbps,峰值处理性能达到204.8GOPs,功耗低于1W,采用256管脚BGA封装。已应用于大规模图像数据目标检测和提取领域。 二、技术特点 (1)采用了新的基于冯诺依曼多级并行处理器和非冯诺依曼神经网络混合处理器的视觉芯片架构。 (2)集成了像素级、行/列级、矢量级和线程级多级并行处理器,解决了现有视觉图像系统中数据串行传输和串行处理的速度限制瓶颈问题,实现了图像获取和图像信息处理每秒一千帧的系统速度。 (3)多级并行图像处理架构,支持像素级、块级等多粒度图像处理,支持片上网络,支持计算视觉算法和深度卷积神经网络处理算法。 (4)芯片具有支持大规模并行处理,数据吞吐率高,功耗低、体积小等特点。 三、应用领域及市场前景 芯片可作为边缘图像处理器应用于近图像传感器图像处理场景中,可完成高速图像目标检测、识别、追踪功能,适用于图像大数据目标检测、安防监控、工业控制、虚拟现实等应用场景。
高速直调可调谐DBR激光器芯片
成熟度:可规模生产
技术类型:-
应用行业:信息传输、软件和信息技术服务业
技术简介
一、项目简介 高速直调波长可调谐激光器,简称DBR 激光器,同时具有高速调制以及波长调谐功 能,通过增益区来实现高速信号的强度调制, 通过DBR区和相区上的电流实现波长的调谐。 该集成器件是5G和F5G光通信网络中的核心 器件,满足光纤传输网对波分复用激光器的 需求。 半导体所长期从事DBR激光器相关研制 工作。分别采用量子阱混杂技术,对接生长 技术开展了高速直调DBR激光器的研制。具 有自主可控的MOCVD光子集成材料生长以 及多种光子集成工艺技术,具备激光器芯片 小规模制备能力。 图1高速直调可调谐DBR激光器芯片结构示意图 二、技术特点 直接调制DBR激光器具有体积小、成本 低、稳定性好、调谐速度快的优点。适用于? 接入网无色ONU,是低成本波分复用无源光 网络(WDM-PON)的核心激光器。半导体所 研制的高速直调DBR激光器波长调谐范围可 达15nm、调制速率10-25Gb/s,输出功率大 于 10mW。 、专利情况 高速直调可调谐DBR激光器及其相关的 中国发明专利7项,涉及材料生长、器件制 作工艺以及测试方法等。相关专利如下: 波长可调谐分布布拉格反射半导体激光 器的制作方法; 可调谐激光器及其制备方法; 可实现波长宽调谐的分布反射布拉格激 光器及其制作方法; 一种分布布拉格反馈可调谐激光器及其 制作方法。 四、 应用领域及市场前景 随着互联网技术的快速发展,人们对网 络带宽的需求也越来越高。无论是数据中心 还是5G网络的传送,随着传输带宽的提升, 以及构建灵活动态可控网络的需求,密集波 分复用技术成为拓展信息传输容量的首选。 在5G前传、F5G接入等方面对带宽、连接数 量、时延等的波长需求较多的环境下应优选 DWDM技术,可以实现多个扇区通过不同波 长共享光纤资源,提高纤芯利用率,在不增 加光纤的情况下将用户接入带宽增加数倍乃 至数十倍,所以波分复用技术下沉已经成为 国内外运营商的共识。2019年7月,ITU-T 启动了面向5G前传的25G DWDM系列标准 (G。698。1,G。698。2 和 G。698。4)。随着标准 的推进,会带动高速调制可调谐激光器产业 发展。 半导体所研制的高速直调可调谐DBR激 光器可以用于无色ONU模块,满足未来 WDM-PON和5G无线前传网络的要求。 10-25G高速直调可调谐激光器芯片作为5G 前传和接入网的核心器件,其市场需求量巨 大。 五、 合作方式 技术开发、技术转让。
microLED衬底激光剥离技术
成熟度:可规模生产
技术类型:-
应用行业:文化、体育和娱乐业
技术简介
一、项目简介 microLED技术,即LED微缩化和矩阵化技术。指的是在一个芯片上集成的高密度微小尺寸的LED阵列,可看成是户外LED显示屏的微缩版,继液晶显示之后,microLED是新一代迭代技术的有力竞争者,而microLED芯片尺寸只有原来主流LED芯片的百分之一,达到几十微米量级。由于芯片尺寸小,传统的植球打线方式将严重降低芯片的发光比例,剥离掉蓝宝石衬底的垂直结构必定是microLED的主流芯片结构。microLED衬底激光剥离技术的基本原理是通过高能量激光束辐照,在蓝宝石/GaN界面形成局部高温,分解气化GaN材料。温度场分布决定了激光剥离技术中脉冲激光能量密度等关键参数的选取,是实现高效、低损伤激光剥离的重要参数。microLED衬底激光剥离技术利用紫外激光辐照衬底,熔化缓冲层,实现宝石衬底的剥离。通过选择合适的激光器类型和发射波长,激光剥离技术不仅仅可以实现GaN/Sapphire体系的衬底剥离,还可以实现ITO、ZnO等材料与蓝宝石衬底的剥离。 二、技术特点 通过选择合适的激光器类型和发射波长,激光剥离技术不仅仅可以实现GaN/Sapphire体系的衬底剥离,还可以实现ITO、ZnO等材料与蓝宝石衬底的剥离。此外,其剥离下来的蓝宝石衬底可以回收后重复利用多次。microLED衬底激光剥离技术由于减少刻蚀、磨片、划片等工艺,而且剥离出来的蓝宝石衬底可以重复运用,有效地节约工艺成本。microLED衬底激光剥离技术同时也可以用于薄膜结构LED以及HEMT等电力电子器件等衬底剥离。半导体所半导体照明研发中心采用microLED衬底激光剥离技术,成功的实现了GaN外延片与蓝宝石衬底的剥离,成品率高于90%。 三、专利情况 已申请国内发明专利8项,授权3项。 四、应用领域及市场前景 一旦microLED技术成为新一代显示技术,microLED衬底激光剥离技术将推动microLED开拓巨大的显示市场,具有广阔的市场前景。对于芯片制造企业来说需要新建半导体工艺厂房,购置半导体工艺设备,预计需5000万元的产业化经费。 五、合作方式 知识产权许可;技术转让、技术服务。
高速电吸收调制可调谐DBR激光器芯片
成熟度:可规模生产
技术类型:-
应用行业:信息传输、软件和信息技术服务业
技术简介
高速电吸收调制可调谐激光器同时具有 高速调制以及波长调谐功能,通单片集成的 电吸收调制器(EAM)来实现高速信号的调 制,通过DBR区和相区上的电流可以实现波 长的调谐。该集成器件是5G光通信网络中的 核心器件,满足光纤传输网对波分复用激光 器的需求。 半导体所长期从事电吸收调制器及DBR 激光器相关研制工作。结合使用对接生长技 术及选择区域外延技术研制成功的电吸收调 制DBR可调谐激光器芯片,实现10-50 Gb/s 数据调制以及大于12nm的波长调谐。具有 自主可控的MOCVD光子集成材料生长能力 以及多种具有自主知识产权的工艺技术。具 备激光器芯片小规模制备能力。 图1高速EAM调制可调谐DBR激光器芯片 二、技术特点 电吸收调制DBR激光器是一种集成了由 增益区(Gain)、相位区(Phase)、分布布 拉格反射镜(DBR)组成的DBR激光器、半 导体光放大器(SOA)及EAM的集成光器件。 DBR激光器具有体积小、成本低、稳定性好、 调谐速度快的优点。而EAM调制具有啁啾小 成本的WDM-PON的核心激光器。 半导体所研制的高速EAM调制DBR激光 器波长调谐范围可达12nm以上、调制速率 10-50 Gb/s,输出功率大于10mW。实现了 10 Gb/s NRZ数据75 Km标准单模光纤无误码 传输及28 Gb/s NRZ数据10 Km无误码传输, 在50 Gb/s NRZ数据调制下眼图仍清晰张开。 图 2(a)10 Gb/s 及(b)28 Gb/sNRZ 调制误码特性 图 3 (a)40 Gb/s 及(b)50 Gb/s NRZ 调制背对 背眼图 三、专利情况 高速EAM调制可调谐DBR激光器及其相 关的国家发明专利多项,涉及材料生长、器 件制作工艺以及测试方法等。相关专利如下: 双模激光器THz泵浦源的制作方法; 可调谐激光器与光放大器单片集成器件 的制作方法; 基于分布布拉格反射激光器的波长可调 谐窄线宽光源; 一种分布布拉格反馈可调谐激光器及其 制作方法; 可实现波长宽调谐的分布反射布拉格激 光器及其制作方法。 四、应用领域及市场前景 随着大数据时代的到来,信息容量呈指 数形式增长。特别是数据中心光互连以及宽 带接入网对高速数据传输的需求更加迫切。 一旦波分复用技术应用于数据中心和接入网, 那么低成本的高速调制可调谐DBR激光器以 及电吸收调制的DBR激光器将成为扩充通信 容量的关键集成芯片。光时分波分复用无源 光网络(TWDM-PON)已定为下一代PON的 标准,该框架中急需解决低成本的高速可调 谐激光器,以满足无色光网单元(ONU)的 需求。一直以来高速光电子芯片特别是10G 以上的光电子芯片长期以来进口,而中国的 模块厂商如海信,武汉光迅,华美,华工正 源等在国际上已经占有一定份额,设备厂商 如华为,中兴更是在国际上有很大竞争力。 国内急需突破高速率激光器芯片以及相集成 技术,打破国外企业在高端光子芯片方面的 垄断,提升相关产品以及产业在国际市场中 的竞争力。 高速电吸收调制可调谐的DBR激光器具 有制作工艺以及波长调谐机制相对简单、可 靠性高、成本低、传输距离比直调可调谐激 光器远等优点,适合未来WDM-PON和5G 无线前传网络。10-25G高速可调谐激光器芯 片是高速信息传送网所急需的产品,并且由 于是用于接入网以及5G前传,其市场需求量 巨大。 五、合作方式 技术开发、技术转让。
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找技术 >一种硅基四梁结构石英谐振加速度传感器芯片
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
目前,高精度、高分辨率的数字化加速度测量方法已经得到越来越广泛的发展,在中高精度的高速数字导航系统、重力测量学、巡航导弹、自主水下导航等方面有广泛的应用前景。此类加速度计输出的是频率信号,没有数模转换带来的精度损失,能够与高精度数字测量系统相结合。目前常用的采用微机电系统加工的传感器主要分为压阻式和电容式。压阻式传感器通过具有压阻效应的电阻和具有一定结构的梁 - 质量块来感应加速度,电容式加速度传感器则是通过改变电容极板的面积或者距离来感应加速度。以上两种常用的加速度传感器输出的均是模拟信号,后处理电路复杂,灵敏度低,存在模数转换误差,而且不能直接与高精度的数字系统相结合。目前也有少量的谐振式硅微加速度传感器,虽然此类传感器输出的是数字信号,但是存在谐振频率低、灵敏度差等问题,同时结构复杂、加工难度大,成本高。总之,现有的加速度计普遍存在模拟输出,灵敏度低,加工复杂等问题。 为了克服上述现有加速度计的缺点,本发明的目的在于提供一种硅基四梁结构石英谐振加速度传感器芯片,具有体积小,重量小,数字信号输出和分辨率高的优点。 双端石英音叉存在逆压电效应,当电极两面有电荷交替变化时,双端石英音叉就会出现振动,其振动频率受双端石英音叉结构形状的影响。当加速度作用于芯片时,悬臂梁支撑的质量块在惯性力作用下移动微小的位移。由于双端石英音叉一端固定,一端与质量块连接,所以双端石英音叉发生弯曲变形,这种弯曲变形导致其谐振频率发生改变,改变的大小与加速度成正比,从而通过检测双端石英音叉的谐振频率就能够得到加速度的大小。A硅凸台和 B 硅凸台能够防止硅基支撑对双端石英音叉振动的干扰;因此本发明采用双端石英音叉作为敏感材料,基底支撑为硅,故而具有频率输出,体积小,敏感度高以及品质因数高等优点。
X射线成像系统信号处理专用芯片
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
该项目属于电子、通讯与自动控制技术领域的集成电路设计技术。该项目是开发一款基于BiCMOS工艺的X射线成像系统信号处理专用芯片,通过接收由X射线、红外射线、可见光等传感器产生的微弱电流信号(pA级),进行多路放大和级联输出,实现快速计算机成像;产品编号EMT1010,可广泛应用于医用CT、X射线安检设备以及红外线探测设备,覆盖公众、公共安全领域,具有稳定的市场需求;该产品具有以下特点:高灵敏度,可接收输入电流范围为10pA-10nA;电路规模大,32通道,同时采集多路图像信号;集成度高,在2.65×3.75mm的芯片面积上集成上万元件;性能优异,线性失真度≤1%,积分时间2ms-20ms。EMT1010为提高电路的使用性能,在多角度实现创新:1)简化前置电荷放大器设计,提高转换效率,降低功耗,减小电磁干扰;2)采用数字时序,使电路输出功耗小于450mW;3)非线形度小于1%,能够以良好的线形度实现快速信号调节,降低信号失真度,具有良好的滤波特性;4)采用了LVDS驱动器,对暗电流、固定模式噪声等干扰信号具有较强的抗干扰能力;5)简化控制方式,便于系统控制模块直接采样、信号反馈等。EMT1010已经申请了发明专利和集成电路布图保护;EMT1010的超低功耗,符合节能降耗的环保理念;样片经交用户评估,各项指标基本满足使用要求,并在整机设备上开始试用和评估;通过科技查新,确认该项目为国内首创,有较高的创新性。项目产品的研发成功,将促进X射线探测系统整机技术升级和关键部件国产化进程,摆脱关进技术对国外依赖局面;提高国X射线探测成像精度,实现整机系统多样化、高要求需要,有效降低安检探测设备生产成本,提高整机稳定性,降低安检探测是被整机功耗,实现绿色环保理念。项目产品主要应用于医用CT、X射线安检设备以及红外线探测设备,服务于公众、公共安全领域,市场呈上升态势;北京地区的医用CT、X射线安检设备制造均为国内优势行业,项目产品仅在本地区就可获得超过2亿的稳定市场。
收发一体LED芯片
成熟度:通过中试
技术类型:发明,发明
应用行业:信息传输、软件和信息技术服务业
技术简介
项目简介:GaN基同质集成光电子芯片与信号处理、数据分析、多媒体等技术相结合,利用光电容积脉搏波描记法(PPG)原理可以实现具有用户交互、心率检测等功能的可嵌入式的硬件终端产品。将同质集成光电子芯片与其他软硬件设备相结合的传感系统能够实现数据采集、存储和计算,并能够嵌入到一些人们日常生活所接触的设备中,强化了人与设备之间的交互,可以实现脉搏检测。智能穿戴、健康医疗设备的意义在于精准的生物识别传感器数据可以提供准确的健身/健康评估。 项目核心创新点:同质集成多功能光电子芯片相对于传统的硅基芯片,最大的优势在于其同质集成的优点。传统的硅基芯片进行光源、光波导和光探测器集成时,国内外通常都采用复杂的生长技术进行异质集成,这样的方法不但工艺复杂,而且成本高、光耦合效率低、通信速率慢。本项目研发的多功能光电子芯片可实现同时发光探测模式,比传统发射器-介质-探测器模式更加简洁而且探测效率更高。以传统心率监测设备为例,发射器需要更高的功率使得光线穿过手指,到达另一侧的接收器。手指组织对光线的也有较强的吸收因而对接收器灵敏度要求较高。而且这种模式只能单一的应用于指尖,无法在身体其他部位完成检测。本团队开发的同质集成光电子芯片在实现了“收发一体”无需额外附加探测器,仅依靠反射回的光线即可完成信息的采集,器件工作所需的功率也大幅降低;采集范围也更加的广泛不仅限于指尖,在任意皮肤位置皆可完成信息采集,为未来开发更多检测项目打下基础,也为众多照明领域和照明设备赋予了于健康、环境、水体等监测的巨大潜能。 项目详细用途:手机用于照明的LED灯如采用本团队开发的同质集成光电子芯片,在无需添加任何硬件发射器、探测器的情况下即可完成心率、血氧浓度等指标的监测。 预期效益说明:团队研发的环境/健康监测芯片产品具有独创性、高集成性、性能卓越、产品附加值高等特点,而且在不需要附加探测器等部件后技术和价格上具有得天独厚的优势。原型机基础上进行软件信息处理能力的升级,在完成心律失常、房颤及早搏筛查、血氧饱和度等功能的拓展和升级后,手机采用同质集成光电子芯片提供照明和健康监测功能后售价可提升超1000元,而且用以赋能的硬件优势是不可复制的。用于采购光电子芯片的价格不超过10元,长期来看预计光电子芯片每年销售超100万件。
低功耗非易失处理器及传感系统
成熟度:可规模生产
技术类型:-
应用行业:信息传输、软件和信息技术服务业
技术简介
本成果属于非易失处理器和物联网领域。随着物联网的快速扩张, 市场预测无线联网设备将在 2020 年超过 500 亿部。受限于滞后的电池技术, 联网设备工作时间短,需要频繁充电或更换电池。维护多达数十亿节点花费的时间和成本十分巨大,因此从环境中采集能量的自供能传感网技术成为首选方案。针对自供能传感网面临的供能不稳定、能量输入有限和系统可靠性等系列挑战,本成果设计实现了一套自供能环境下非易失计算芯片和自供能传感系统: 非易失计算芯片,能够在 1kHz 以上的脉冲供电条件下,实现稳定可靠的连续计算,并且能够保持电路在掉电前的所有状态,数据不丢失,实现真正意义上的断电可连续执行。由于该芯片完全不需要电力保持状态,其泄漏功耗为零,唤醒时间达到了微秒量级,较业界领先的德州仪器 MSP430 低功耗处理器,其唤醒速度提高 1-2 个数量级,唤醒能耗降低 3-4 个数量级, 并实现了零待机功耗。 基于非易失计算芯片的传感网节点系统,采用脉冲直流供电的节点工作模式,无需电池,实现了掉电后节点状态不会丢失、上电后节点能接续 断电前状态连续工作,解决了目前基于能量采集的传感网节点中电源电路过于复杂,电池更换成本高的问题。节点整体的休眠唤醒速度快(小于 50us)、能耗低(小于 20nJ),适用于太阳能、振动和无线供能等多种能量采集模式。 二、应用前景 本成果技术可大规模应用于物联网、健康监测、智能安防等领域。
微型芯片的批量转移装置以及方法
成熟度:通过小试
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
一种微型芯片的批量转移装置以及方法。该微型芯片的批量转移装置包括:装载模具(100),装载模具(100)包括装载区(101)和位于装载区(101)边缘的非装载区(102),装载区(101)上设置有阵列式排列的多个芯片吸附孔(1011),多个芯片吸附孔(1011)设置为吸附多个微型芯片;外罩(200),外罩(200)设置在非装载区(102)上远离吸附多个微型芯片的方向的一侧,外罩(200)和装载模具(100)之间形成腔室(201),外罩(200)上设置有抽气孔(202)和充气孔(203);抽气装置(300),抽气装置(300)的输入口(301)与抽气孔(202)密封连接,抽气装置(300)设置为抽取腔室(201)的气体;充气装置(400),充气装置(400)的输出口(401)与充气孔(203)密封连接,充气装置(400)设置为向腔室(201)充气。
植入式带温度感知RFID芯片及智慧畜牧系统
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:农、林、牧、渔业
技术简介
一、项目简介 中国是畜牧大国,2018年我国生猪存栏42817万头,奶牛存栏1400万头,但畜牧业的发展面临着一系列的问题,其中动物体温监测难度大、疫情防控不及时是困扰畜牧业多年亟待解决的重要问题之一。动物体温可以表征动物健康,预警动物疾病,加强动物体温监测对畜牧疫情防控、保障动物福利具有重要意义。2018年,由于疫情监测力度不够,导致“非洲猪瘟”在中国蔓延,造成了大量经济损失。传统动物体温检测方法精度差、非实时性、无法实现自动感知,且需要消耗大量人力资源。另外,人们对食品安全问题的重视,也导致食品溯源的需求日益旺盛。 本项目设计的具有温度感知功能植入式RFID芯片,植入动物体内,可以实时感知、自动采集动物体温,及时发现问题,可成为强化畜牧疫情防控的重要手段,也为食品溯源提供了硬件支撑。芯片结构包含射频模拟前端、数字基带、温度传感器和存储器,如图1所示。其中,射频模拟前端用于将天线接收到的交流电压转换为供电电源,解调其中包含的数字命令并提供给数字基带信号,同时提供上电复位信号和时钟信号;数字基带处理来自读写器的命令,并返回相应的数字信号;温度传感器检测温度,并产生对应的数字信号输入数字基带;存储器用于储存芯片的身份信息,必要时存储温度信息。 本项目研究成果,包括温度感知RFID芯片射频前端和温度传感电路两个模块的MPW流片。 二、技术特点 (1)系统结合RFID技术和温度传感器技术,设计一款植入式低功耗带温度传感器RFID; (2)芯片可实现远程身份识别和体温检测; (3)芯片整体采用小型化设计,方便植入式应用; (4)结合了植入式芯片和互联网技术,智慧畜牧系统极大提高了畜牧产业的管理效率,减少了人工投入,缩短了劳动周期。 三、专利情况 适用于无源低功耗RFID芯片的上电复位电路;低功耗温度传感前端电路。 四、应用领域及市场前景 基于所设计的带温度感知RFID芯片,结合互联网技术,可实现一套智慧畜牧系统,如图2所示,可用于养殖管理、疫情预测诊断、产品溯源、生物资产管理、代系管理、保险公司调查等。未来将形成整个畜牧产业的数据联网,迎来畜牧业的变革。 (1)动物疫情智能监控系统。通过植入带温度感知RFID芯片,远程识别身份信息和温度数据,达到监控牧场每一只动物的健康状况,减小了人力劳动的同时保证了信息的实时性。从而实现以最小的人力资源实现最大程度的疫情预防监测。目前该应用市场需求较大,具有较好的经济效益。 (2)食品溯源。在实现统一标准后,全国每一只牲畜对应一个身份编号,结合互联网云平台,上传数据统一管理,实现每一只牲畜的全程跟踪,达到食品溯源的目的。食品溯源保证了肉类食品来源的安全可靠性,消除顾客购买高档肉类产品的后顾之忧,具有较大市场效益。 (3)保险公司调查。通过植入式芯片,将每一只牲畜资料都上传到云平台统一管理,跟踪其健康状况和,保险公司可以更加容易判断牲畜丢失、病死等索赔的真实性,对保险公司来说具有较大的市场意义。 五、合作方式 技术开发、技术转让。
人工智能视觉芯片
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
一、项目简介 传统多数视觉图像传感器和处理器是分离的,传感器和处理器之间必须通过大规模数据交互才能完成信息处理,这限制了处理的时效性。项目组提出一种将图像传感器和处理器一体化集成的智能视觉芯片设计方案,实现了仿人类视觉系统成像和处理功能,处理和响应速度可达到1000fps,图像传感器的分辨率为256×256。 该项目研制的多级并行处理视觉芯片是面向高速图像目标检测、识别、追踪应用的图像处理芯片。该芯片采用了多层次异构并行处理的架构,可快速完成图像滤波、数学形态学、角点检测、特征提取以及深度卷积神经网络处理。目前芯片已完成样片研制和演示系统建设,出样芯片时钟频率为200MHz,数据吞吐率达到2Gbps,峰值处理性能达到204.8GOPs,功耗低于1W,采用256管脚BGA封装。已应用于大规模图像数据目标检测和提取领域。 二、技术特点 (1)采用了新的基于冯诺依曼多级并行处理器和非冯诺依曼神经网络混合处理器的视觉芯片架构。 (2)集成了像素级、行/列级、矢量级和线程级多级并行处理器,解决了现有视觉图像系统中数据串行传输和串行处理的速度限制瓶颈问题,实现了图像获取和图像信息处理每秒一千帧的系统速度。 (3)多级并行图像处理架构,支持像素级、块级等多粒度图像处理,支持片上网络,支持计算视觉算法和深度卷积神经网络处理算法。 (4)芯片具有支持大规模并行处理,数据吞吐率高,功耗低、体积小等特点。 三、应用领域及市场前景 芯片可作为边缘图像处理器应用于近图像传感器图像处理场景中,可完成高速图像目标检测、识别、追踪功能,适用于图像大数据目标检测、安防监控、工业控制、虚拟现实等应用场景。
高速直调可调谐DBR激光器芯片
成熟度:可规模生产
技术类型:-
应用行业:信息传输、软件和信息技术服务业
技术简介
一、项目简介 高速直调波长可调谐激光器,简称DBR 激光器,同时具有高速调制以及波长调谐功 能,通过增益区来实现高速信号的强度调制, 通过DBR区和相区上的电流实现波长的调谐。 该集成器件是5G和F5G光通信网络中的核心 器件,满足光纤传输网对波分复用激光器的 需求。 半导体所长期从事DBR激光器相关研制 工作。分别采用量子阱混杂技术,对接生长 技术开展了高速直调DBR激光器的研制。具 有自主可控的MOCVD光子集成材料生长以 及多种光子集成工艺技术,具备激光器芯片 小规模制备能力。 图1高速直调可调谐DBR激光器芯片结构示意图 二、技术特点 直接调制DBR激光器具有体积小、成本 低、稳定性好、调谐速度快的优点。适用于? 接入网无色ONU,是低成本波分复用无源光 网络(WDM-PON)的核心激光器。半导体所 研制的高速直调DBR激光器波长调谐范围可 达15nm、调制速率10-25Gb/s,输出功率大 于 10mW。 、专利情况 高速直调可调谐DBR激光器及其相关的 中国发明专利7项,涉及材料生长、器件制 作工艺以及测试方法等。相关专利如下: 波长可调谐分布布拉格反射半导体激光 器的制作方法; 可调谐激光器及其制备方法; 可实现波长宽调谐的分布反射布拉格激 光器及其制作方法; 一种分布布拉格反馈可调谐激光器及其 制作方法。 四、 应用领域及市场前景 随着互联网技术的快速发展,人们对网 络带宽的需求也越来越高。无论是数据中心 还是5G网络的传送,随着传输带宽的提升, 以及构建灵活动态可控网络的需求,密集波 分复用技术成为拓展信息传输容量的首选。 在5G前传、F5G接入等方面对带宽、连接数 量、时延等的波长需求较多的环境下应优选 DWDM技术,可以实现多个扇区通过不同波 长共享光纤资源,提高纤芯利用率,在不增 加光纤的情况下将用户接入带宽增加数倍乃 至数十倍,所以波分复用技术下沉已经成为 国内外运营商的共识。2019年7月,ITU-T 启动了面向5G前传的25G DWDM系列标准 (G。698。1,G。698。2 和 G。698。4)。随着标准 的推进,会带动高速调制可调谐激光器产业 发展。 半导体所研制的高速直调可调谐DBR激 光器可以用于无色ONU模块,满足未来 WDM-PON和5G无线前传网络的要求。 10-25G高速直调可调谐激光器芯片作为5G 前传和接入网的核心器件,其市场需求量巨 大。 五、 合作方式 技术开发、技术转让。
microLED衬底激光剥离技术
成熟度:可规模生产
技术类型:-
应用行业:文化、体育和娱乐业
技术简介
一、项目简介 microLED技术,即LED微缩化和矩阵化技术。指的是在一个芯片上集成的高密度微小尺寸的LED阵列,可看成是户外LED显示屏的微缩版,继液晶显示之后,microLED是新一代迭代技术的有力竞争者,而microLED芯片尺寸只有原来主流LED芯片的百分之一,达到几十微米量级。由于芯片尺寸小,传统的植球打线方式将严重降低芯片的发光比例,剥离掉蓝宝石衬底的垂直结构必定是microLED的主流芯片结构。microLED衬底激光剥离技术的基本原理是通过高能量激光束辐照,在蓝宝石/GaN界面形成局部高温,分解气化GaN材料。温度场分布决定了激光剥离技术中脉冲激光能量密度等关键参数的选取,是实现高效、低损伤激光剥离的重要参数。microLED衬底激光剥离技术利用紫外激光辐照衬底,熔化缓冲层,实现宝石衬底的剥离。通过选择合适的激光器类型和发射波长,激光剥离技术不仅仅可以实现GaN/Sapphire体系的衬底剥离,还可以实现ITO、ZnO等材料与蓝宝石衬底的剥离。 二、技术特点 通过选择合适的激光器类型和发射波长,激光剥离技术不仅仅可以实现GaN/Sapphire体系的衬底剥离,还可以实现ITO、ZnO等材料与蓝宝石衬底的剥离。此外,其剥离下来的蓝宝石衬底可以回收后重复利用多次。microLED衬底激光剥离技术由于减少刻蚀、磨片、划片等工艺,而且剥离出来的蓝宝石衬底可以重复运用,有效地节约工艺成本。microLED衬底激光剥离技术同时也可以用于薄膜结构LED以及HEMT等电力电子器件等衬底剥离。半导体所半导体照明研发中心采用microLED衬底激光剥离技术,成功的实现了GaN外延片与蓝宝石衬底的剥离,成品率高于90%。 三、专利情况 已申请国内发明专利8项,授权3项。 四、应用领域及市场前景 一旦microLED技术成为新一代显示技术,microLED衬底激光剥离技术将推动microLED开拓巨大的显示市场,具有广阔的市场前景。对于芯片制造企业来说需要新建半导体工艺厂房,购置半导体工艺设备,预计需5000万元的产业化经费。 五、合作方式 知识产权许可;技术转让、技术服务。
高速电吸收调制可调谐DBR激光器芯片
成熟度:可规模生产
技术类型:-
应用行业:信息传输、软件和信息技术服务业
技术简介
高速电吸收调制可调谐激光器同时具有 高速调制以及波长调谐功能,通单片集成的 电吸收调制器(EAM)来实现高速信号的调 制,通过DBR区和相区上的电流可以实现波 长的调谐。该集成器件是5G光通信网络中的 核心器件,满足光纤传输网对波分复用激光 器的需求。 半导体所长期从事电吸收调制器及DBR 激光器相关研制工作。结合使用对接生长技 术及选择区域外延技术研制成功的电吸收调 制DBR可调谐激光器芯片,实现10-50 Gb/s 数据调制以及大于12nm的波长调谐。具有 自主可控的MOCVD光子集成材料生长能力 以及多种具有自主知识产权的工艺技术。具 备激光器芯片小规模制备能力。 图1高速EAM调制可调谐DBR激光器芯片 二、技术特点 电吸收调制DBR激光器是一种集成了由 增益区(Gain)、相位区(Phase)、分布布 拉格反射镜(DBR)组成的DBR激光器、半 导体光放大器(SOA)及EAM的集成光器件。 DBR激光器具有体积小、成本低、稳定性好、 调谐速度快的优点。而EAM调制具有啁啾小 成本的WDM-PON的核心激光器。 半导体所研制的高速EAM调制DBR激光 器波长调谐范围可达12nm以上、调制速率 10-50 Gb/s,输出功率大于10mW。实现了 10 Gb/s NRZ数据75 Km标准单模光纤无误码 传输及28 Gb/s NRZ数据10 Km无误码传输, 在50 Gb/s NRZ数据调制下眼图仍清晰张开。 图 2(a)10 Gb/s 及(b)28 Gb/sNRZ 调制误码特性 图 3 (a)40 Gb/s 及(b)50 Gb/s NRZ 调制背对 背眼图 三、专利情况 高速EAM调制可调谐DBR激光器及其相 关的国家发明专利多项,涉及材料生长、器 件制作工艺以及测试方法等。相关专利如下: 双模激光器THz泵浦源的制作方法; 可调谐激光器与光放大器单片集成器件 的制作方法; 基于分布布拉格反射激光器的波长可调 谐窄线宽光源; 一种分布布拉格反馈可调谐激光器及其 制作方法; 可实现波长宽调谐的分布反射布拉格激 光器及其制作方法。 四、应用领域及市场前景 随着大数据时代的到来,信息容量呈指 数形式增长。特别是数据中心光互连以及宽 带接入网对高速数据传输的需求更加迫切。 一旦波分复用技术应用于数据中心和接入网, 那么低成本的高速调制可调谐DBR激光器以 及电吸收调制的DBR激光器将成为扩充通信 容量的关键集成芯片。光时分波分复用无源 光网络(TWDM-PON)已定为下一代PON的 标准,该框架中急需解决低成本的高速可调 谐激光器,以满足无色光网单元(ONU)的 需求。一直以来高速光电子芯片特别是10G 以上的光电子芯片长期以来进口,而中国的 模块厂商如海信,武汉光迅,华美,华工正 源等在国际上已经占有一定份额,设备厂商 如华为,中兴更是在国际上有很大竞争力。 国内急需突破高速率激光器芯片以及相集成 技术,打破国外企业在高端光子芯片方面的 垄断,提升相关产品以及产业在国际市场中 的竞争力。 高速电吸收调制可调谐的DBR激光器具 有制作工艺以及波长调谐机制相对简单、可 靠性高、成本低、传输距离比直调可调谐激 光器远等优点,适合未来WDM-PON和5G 无线前传网络。10-25G高速可调谐激光器芯 片是高速信息传送网所急需的产品,并且由 于是用于接入网以及5G前传,其市场需求量 巨大。 五、合作方式 技术开发、技术转让。