传感新品
【南京邮电大学:研发用于健康监测的植入式柔性传感器】
柔性传感设备在人机交互、医疗监测等方面引起了越来越广泛的关注。与体外监测相比,体内监测能提供更准确、更可靠的生命体征信息,为病人提供更精确、更全面的护理。植入式柔性传感器(IFSs)具有信号读取能力强、质量轻、柔性好、与人体组织相适应等独特优势,在健康监测领域具有广阔的应用前景。随着个性化健康管理意识的增强和对持续监测人体健康信息的需求,IFSs用于临床治疗的生物医学设备中正获得前所未有的关注。
近日,南京邮电大学赵强教授团队在《Advanced Healthcare Materials》杂志上发表了题为“Implantable Flexible Sensors for Health Monitoring”的综述。该综述概述了IFSs在生命体征监测中的应用,强调了体内应用的基本条件,主要包括传感器的可拉伸性和无线自供电特性,并特别关注了可保持优异生物安全性(即生物相容性、生物可降解性和生物可吸收性)的传感材料。此外,该综述还系统地总结了IFSs在脑部监测、眼部监测和血液监测方面的应用。最后,总结并展望了IFSs在临床上的应用。
【IFSs的特性】
随着医疗检测需求的不断增加,在实际应用中对IFSs的要求也越来越苛刻。例如具有与组织兼容的机械可拉伸性,避免感染等损害的绝对生物安全性,能够在体内连续运行的自供电和无线传输,以及合适的尺寸以减少植入手术造成的创伤和减轻人体疼痛。
图1. IFSs未来发展面临的挑战
【IFSs的应用】
人类大脑的压力、温度和神经刺激都是值得监测的物理和化学数据。这些数据有利于健康管理和疾病治疗,可以准确监测基本健康状况和早期诊断许多疾病。对于侵入性颅内监测,柔性化学和电生理传感器越来越普遍,因为与传统传感器相比,它们具有优异的灵活性和更好的适合组织,可以防止不必要的损害。
眼压升高是青光眼的最大危险因素,由于青光眼的进展缓慢且无症状,因此早期诊断和治疗非常重要,但也具有挑战性。柔性眼内压监测传感器可以帮助患者监测眼压,以确定青光眼的状态。侵入性和非侵入性柔性传感器是目前用于眼内压跟踪的两种主要类型。
图2. IFSs在大脑与眼部监测领域应用
IFSs血液监测的重点是监测体内各种生化成分(如葡萄糖、乳酸、多巴胺、谷氨酸等),以判断机体是否异常。多种血液生化成分的改变可能导致糖尿病、呼吸困难、神经系统疾病等。由于IFSs能够实现持续的血液监测,从而快速诊断病变,减轻患者的痛苦,提高生活质量。
其它监测方面还包括耳蜗、胃腔监测、尿道导管压力监测、口腔检测等,在这些领域,IFSs也有助于长期监测的实现。
图3. IFSs在血液监测领域的应用
近年来,IFSs迅速发展,被用于身体的各个部位,并逐渐从独立的组成部分演变为高度集成的器件。然而,柔性电子是一种新兴、高度集成化的应用技术,从材料到器件再到应用仍处于早期发展阶段。首先,材料种类选择有限就是一个主要挑战,既要保证器件的监测性能,也要保证器件的可拉伸性与生物安全性。不仅如此,植入式装置的功能还必须解决长寿命的问题。如果成功解决上述问题,IFSs可以实现持续的健康监测和及时的医疗诊断,增加疾病预防和治疗的希望。
传感动态
【小小传感器,撬动无锡200亿级产业链】
手机能指纹解锁,新能源车可无人驾驶,“无人农场”实现自动灌溉……这些都源于智能传感器的存在。万物互联时代,传感器已渗透至人们生产生活的方方面面。
10月20日-23日,由江苏省人民政府主办,江苏省工业和信息化厅、无锡市人民政府承办的2023世界物联网博览会在无锡举行。本届物博会首次设置了智能传感器主题馆,超100家细分领域的领军企业、专精特新企业等参展。
智能传感器是物联网的“中枢神经”,聚焦到无锡,经过10余年发展,这里已成为我国智能传感器产业发展的重点区域之一。自2009年获批建设国家传感网创新示范区以来,无锡已走出一条需求导向引领模式创新、领域应用倒逼技术进步、生态培育促进产业集聚的独特发展路径。
“智能亚运”的“无锡力量”
日前,杭州第19届亚运会闭幕,“智能亚运”是办赛理念之一,吸引了全球目光,而这其中也蕴藏着“无锡力量”:来自无锡高新区的企业智驰华芯(无锡)传感科技有限公司,提供的雷达水位计对水文实时监测,为亚运会龙舟比赛提供了保障。
“智驰华芯是一家专注于智慧水利、工业物联网等领域的传感器高科技企业。”公司董事长、总经理胡国俊介绍,3年多前,我国引力波探测“天琴计划”的首颗技术验证卫星——“天琴一号”成功发射。智驰华芯联合相关单位进行技术攻关,研制出的MEMS高精度微小气体流量传感器,让“天琴一号”实现了卫星空间控制精度由原来机械式传感器的5%提升至1%的技术飞跃。
胡国俊说,公司不断进行技术创新,研发了风速雷达流量计、调频连续波雷达水位计、毫米波超声波雷达流量计等“拳头产品”。目前,这些产品在长三角、珠三角、成渝经济圈、长江经济带等区域的智慧水利和智慧城市项目中,常能“大展身手”,毫米波雷达更是历经浙江台风、新疆和东北的严寒,实现100%在线工作。“公司已累计申请发明专利、实用新型专利、集成电路版图专利等60多项,多项专利为国内首创。”
近年来,依托物联网和集成电路叠加优势,无锡加快培育智能传感器产业,技术创新成果加速涌现,创下多个“全球领先”“业内第一”。其中,在MEMS(微机电系统)芯片设计、传感网络节点研发等领域,已牵头或参与制定传感器领域国际标准8项、国家标准14项。
智驰华芯累计申请发明专利等60多项,多项专利为国内首创(受访者供图)
赋能千行百业新场景应用
数据显示,2022年,无锡市拥有传感器相关企业200余家,营收超200亿元,已形成涵盖传感器研究、设计、制造、封测、芯片模组等全产业链条。依托无锡物联网企业承接的物联网工程,从国产大飞机C919到上海、深圳等地的地铁,从智慧城市到智慧港口,智能传感器已被应用于工业、农业、环保、金融、物流、健康、体育、交通、安防等各领域。
今年3月,中国科协公布2022年“科创中国”创新基地认定结果,无锡物联网创新中心有限公司榜上有名。其总经办主任顾先立介绍,公司是由无锡市政府主导,联合先进芯片、传感器、存储器、网络通信等物联网产业链上下游多家龙头企业与科研机构共同发起,主攻先进感知、工业互联网、车联网三大领域关键核心技术的研发。
“我们推出的智慧港口解决方案,通过在码头、堆场等区域部署港口神经元设备,运用高精度传感器等技术,实现港口智慧化管理;研发的纺纱工业互联网协同制造管理系统,解决了纺纱企业人工巡检效率低、质量控制滞后等问题。”顾先立如数家珍。
来到无锡锡山国家现代农业产业园无人化农场,智能传感器的应用同样令人震撼:通过田间农情感知设备及系统,可实时获取农情,更准确地掌控生产情况;借助导航自动驾驶及智能系统,可减少人工投入、改善作业质量;无人插秧机、无人植保飞机等随处可见,还建设了稻麦轮作“无人化农场”信息管理平台,融合土壤墒情检测系统、虫情测报系统等。
无锡锡山国家现代农业产业园无人化农场设备展示。新京报记者 李阳摄
产业“政策红利”持续释放
“目前,无锡市物联网核心企业275家,其中智能传感器链核心企业多达79家。”胡国俊说,智驰华芯自创立起,在公司不同发展阶段,政府都及时提供了配套政策。顾先立亦深有同感,“从产业协作、金融服务,到资源对接、人才建设等,政府给予了公司很大帮助。”
记者了解到,2009年,国务院批复无锡成立全国唯一的国家传感网创新示范区。工信部和江苏省政府即牵头成立了国家传感网创新示范区部际建设协调领导小组,对示范区建设高位谋划、统筹协调。江苏省建立以无锡为核心,南京、苏州为两翼的物联网“一体两翼”产业布局,在政策支持、产业集聚、应用推广等方面全力支持。在工信部出台的示范区发展规划纲要指引下,无锡市还每三年制定行动计划、每年制定年度工作任务,并由市领导“挂帅”联系产业链,推进各项重点工作。今年4月,新的三年行动计划也正式印发。
中国物联网研究发展中心。新京报记者 李阳摄
一大波“政策红利”释放下,在无锡高新区、滨湖区、梁溪区,目前已形成中国传感网国际创新园、山水城科教产业园等一批以智能传感器为主导产业的特色园区。首个国家级物联网检测中心“国家物联网感知装备产业计量测试中心”获批建设;无锡市智能传感器产业知识产权联盟正式成立;建设中的先进感知研发中心,将致力于打造具有国际国内影响力的先进感知产业基地,为深海、深空、深地和高温、高压、高精度传感器的产品开发、打样和试制提供平台支撑。
10月19日,2023世界物联网博览会第二次新闻发布会召开,相关负责人表示,国家传感网创新示范区建设已进入第14年,无锡将以打造世界级先进制造业集群和具有国际竞争力的数字产业集群为目标,以更高站位、更高水平推进示范区建设。
【传感器企业兆易创新荣获“金辑奖2023中国汽车新供应链百强”】
业界领先的半导体器件供应商兆易创新GigaDevice(股票代码 603986)宣布,在由盖世汽车主办的2023第五届“金辑奖”颁奖盛典中,凭借旗下车规级GD25/55 SPI NOR Flash和GD5F SPI NAND Flash系列产品荣获“金辑奖2023中国汽车新供应链百强”奖项。
“金辑奖”由盖世发起,旨在“发现好公司·推广好技术·成就汽车人”, 2023第五届金辑奖围绕着“中国汽车新供应链百强”这个主题进行展开,重点聚焦在智能驾驶、智能座舱、软件、芯片、人工智能、动力总成电气化、智能底盘、车身及内外饰、低碳新材、热管理领域,进行优秀企业发掘和先进技术解决方案的评选,向行业内外展示和报道这些优秀的创新科技企业和行业领军人物,共同推动行业的发展和进步。本届金辑奖历时近200天,约100万人参与投票评选,最终由专家评委会商定出评选结果。
随着汽车智能化的加速推进,行业对于高性能、高可靠性的芯片需求不断增长,这为汽车半导体带来广阔空间的同时,也使行业面临层层挑战。一方面,汽车芯片的结构性短缺严重制约着行业创新,在此背景下,企业需要对供应链进行重新审视和调整来满足供应挑战;另一方面,车规级芯片对质量、可靠性、使用寿命等方面的高要求与严标准导致其开发和生产的难度大幅增加。针对这一情形,企业需要加强质量管理、提高芯片的可靠性和安全性,并加大研发投入以应对技术挑战。
打响车规级芯片“升级战”,兆易创新以技术实力突破挑战
面对汽车供应中的多重挑战,兆易创新创建了完善的汽车芯片管理体系。在质量监控方面,兆易创新遵循严格的质量标准,将零缺陷质量管控的理念贯穿至每一个环节,以提高产品的安全性与可靠性;在供应方面,兆易创新具有多元化的供应链管理体系,与众多晶圆厂、封测厂建立了长期合作伙伴关系,能灵活地满足客户需求。并且,兆易创新也已通过ISO26262:2018汽车功能安全最高等级ASIL D流程认证,进一步验证了高标准的车规级芯片研发实力,以及为顶级的汽车厂商所需的功能安全目标与要求提供匹配的产品和服务能力。
此次获奖的车规级GD25/55 SPI NOR Flash和GD5F SPI NAND Flash具有丰富的产品选择,如2Mb~4Gb全容量覆盖、高达400MB/s的数据吞吐率、保障安全的RPMC功能、提升可靠性的ECC算法和CRC校验、延长产品寿命的10万次擦写和20年数据保持能力、适应空间受限的紧凑型封装等,可以满足智能驾舱、智能网联、锂电池、电机驱动、充电桩等多种应用领域的需求。GD25/55 SPI NOR Flash和GD5F SPI NAND Flash全系列车规级存储产品已累计出货1亿颗,得到了充分的验证并深受客户认可。
持续研发、深耕市场,全面助推汽车产业高质量发展
兆易创新自2015年开始进入汽车行业,并围绕着“存储和控制”两大领域深耕布局。除了本次获奖的存储产品外,旗下GD32A503系列微控制器符合车规级标准和设计理念,并且拥有主流型配置和优异特性、以及配套的产品级软件,可为客户提供一站式Turnkey解决方案,被广泛应用于车身控制、车用照明、智能座舱、辅助驾驶及电机电源等多种场景的开发与设计。未来,公司还将继续发力车规芯片,以先进的技术与产品赋能汽车市场。
【《智能家电传感器产业应用蓝皮书》正式发布】
10月21日, 2023中国先进感知产业高峰论坛在无锡高新区举办。该峰会以“芯感相联 智启未来”为主题,共同呼吁广大业界精英加强政产学研协同合作,加速智能传感器产业发展。
会上,国家高端智能化家用电器创新中心传感器应用研究院院长温良恭、专家刘雷博士、中国(无锡)物联网研究院联合发布了《智能家电传感器产业应用蓝皮书》。
《智能家电传感器产业应用蓝皮书》由国家高端智能化家用电器创新中心联合海尔智家、中国科学院微电子研究所、中国家用电器研究院、国家智能传感器创新中心、中国(无锡)物联网研究院等25家优秀科研单位和企业共同编制。该蓝皮书分析了智能家电传感器的技术特点,梳理智能家电传感器产业应用现状,并结合未来发展方向,预测了新一代智能家电传感器的技术应用。同时,蓝皮书提出智能家电传感器的行业特点和当前面临的困难,呼吁智能家电传感器产业加强技术优势信息共享,促进产业链上下游企业和科研机构之间协作发展,共同推动智能家电传感器技术创新和标准制定,为智能家电行业快速发展奠定更加良好的基础,共创智慧家庭新生态。
促进上下游协作,推动智能家电传感器标准化
随着家电的不断发展,智能家电传感器作为家电的重要组成部分,在感知和监测家庭环境和成员健康,实现实时感知、智能决策与自动控制方面,起到了越来越重要的作用,使家庭生活更加安全、健康、舒适和节能。
传感器作为实时感知环境与人员信息的关键器件,为智能家电提供了精确的数据信息输入。随着传感器技术的不断创新和突破,传感器的精度、灵敏度和稳定性得到了大幅的提高,成本也得到了不断的降低。国创中心希望通过《智能家电传感器产业应用蓝皮书》的发布,利用产业优势,将更多的行业中优秀的传感器产品应用到智能家电中去,在应用过程中共同制定相关标准,统一各家的接口和协议,做到传感器产品的模块化、标准化,共同推动智能家电传感器产业链的良性发展。
多传感器数据融合,实现智慧家庭场景升级
多传感器数据融合是指通过多个传感器对同一目标所采集的数据进行融合处理,削弱传感器间存在的冗余数据信息,利用各个传感器在时间或空间上信息的互补性,降低单一传感器在采集过程中误差,提高系统决策的准确性。
《智能家电传感器产业应用蓝皮书》对传感器进行了专业的分类,并对各种传感器的原理进行了详细介绍。通过将多种传感器的数据进行融合,可以更好为智能家电控制系统提供可靠的数据支持,使我们的智慧家庭系统可以更好的为用户提供个性化的家庭管理建议和决策。
《智能家电传感器产业应用蓝皮书》中也有一些关于多种传感器数据融合的应用场景描述,如全屋空气控制系统和智慧照明系统等,旨在为全屋智能的方案商提供一些思考。智慧家庭系统使用多种传感器来获取家庭环境数据和用户行为信息,未来的发展趋势也会朝着单品智能向全屋智能发展。通过多传感器数据融合技术,能够实现对家居各个方面的感知、控制和优化,提高用户的生活质量和舒适度。随着更多的基于多传感器融合技术解决方案的应用,智慧家庭场景得到了不断的升级,让用户更好地体验到智能家电赋予生活的美好。
此次《智能家电传感器产业应用蓝皮书》的发布,将进一步引导相关产业和用户更深入地了解智能家电传感器的技术、产业现状和未来发展趋势,推动传感器在家庭场景中智能应用,助力智能家电行业快速发展。
【半导体需求开始反弹?韩国10月早期出口数据一年来首次回暖】
韩国在全球供应链和科技领域的关键地位,使其出口数据有全球经济“煤矿中的金丝雀”之称,被视为反映国际贸易繁荣程度的重要参考之一。
而根据韩国海关总署周一公布的数据,10月前20天,韩国日均发货量同比增长8.6%,自去年9月以来首次增长。这对监控全球商业健康的投资者和政策制定者们来说,无疑代表着外部需求复苏的迹象。
当然,这对韩国来说也是一个令人鼓舞的消息。韩国严重依赖于外部贸易带来的出口增长,在经历了一年的萎靡后,出口改善的前景代表着韩国自身生产的回暖。
韩国政府也希望在年底前能看到全月出口恢复同比增长,如果十月份早期数据的提振延续下去,这将为韩国带来强劲的经济增长。
芯片反弹
贸易报告显示,10月前20天,韩国总体出口额同比增长4.6%,而进口增长0.6%。
其中作为韩国最大的出口市场,韩国对中国的出口下降6.1%,但这是去年夏天以来的最小降幅。与此同时,韩国对美国的出口增长了12.7%,对日本的出口增长了20%,对新加坡的出口增长了37.5%。
分产品类别来看,韩国石油产品出口增长14.5%,乘用车出口增长了24.7%,船舶出口增长63%,无线通信设备出口增长6.1%。其中,韩国的石油产品出境情况可以反应全球工业投入的发展。
而作为韩国最大摇钱树的半导体销量在10月早期也出现反弹迹象,尤其是NAND闪存。10月前20天韩国半导体销售额为52亿美元,比去年同期下降了6.4%,但大幅低于9月14.4%的降幅。
韩国元大证券经济学家Jeong Wonil表示,芯片价格的反弹带动了出口的反弹,但明年市场可能看到高增长、高利率和高通胀结合在一起的奇怪景象。
韩国央行也在周一的一份报告中强调了半导体需求的复苏,指出上个月DRAM存储芯片价格自一年半以来首次上涨,并预计明年市场乐观情绪将继续增强。
【工信部:推动通用人工智能与物联网技术创新与融合发展】
10月20日至23日,2023世界物联网博览会在江苏省无锡市举行。在通用人工智能开启智能物联网新时代论坛上,工信部科技司副司长任爱光表示,工信部将抢抓新一轮科技革命和产业变革的机遇,稳妥推动通用人工智能与物联网技术创新与融合发展。
一是持续加强政策引导,会同相关部门加快研究制定通用人工智能赋能方面的相关政策,进一步明确产业发展的目标和重要任务,引导各界集聚资源,形成发展合力。
二是加快技术集成创新,充分释放通用人工智能的创新动能,重点突破软硬件协同等方面的关键技术,推动人工智能与物联网的融合应用。
三是拓展应用场景,充分发挥我国超大市场规模和丰富的场景优势,围绕着工业、医疗、教育、智慧城市等领域,不断挖掘实践的场景,形成需求牵引供给,供给创造需求的高水平发展局面。
四是完善生态体系,加强产业协作,打通科技成果转化链条,推动创新链、产业链、资金链、人才链融合,培育一批龙头和专精特新中小企业,构建大中小企业融通发展的产业生态。
审核编辑 黄宇
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