1.北鬥三號控制系統晶片實現100%國產化;
集微網消息, 據香港文彙報報道, 在北鬥三號任務中, 通過中國航天人的努力, 做到了「沒有一台進口產品」. 中國航天科技集團五院北鬥三號副總設計師高益軍表示, 北鬥三號控制系統國產化單機達100%, 國產化元器件應用水平提高, 使用比例提高. 業界認為, 北鬥三號控制系統在實現核心產品國產化的同時, 牽引了國內相關技術水平的發展.
北鬥系統需要發射30多顆衛星才能完成組網, 這令航天專家們從任務之初就意識到, 國產化對於系統的建設和穩定運行生死攸關, 不能被別人卡住「命門」. 在北鬥研製過程中, 曾發生關鍵元器的外國生產廠家, 突然通知由於政府原因停止供貨事件. 此時國產技術攻關已完成, 專家們果斷決定用國貨替代. 外商得知後態度頓變, 不僅馬上可以供貨並且降價一半以上. 但是, 中國已嘗到核心技術在手的甜頭, 這更加堅定了北鬥國產化的決心.
值得一提的是, 北鬥三號使用了中國自主研製的第一片抗輻照四核片上系統晶片SoC2012, 以及中國自主智慧財產權的計算器作業系統SpaceOS2. 專家表示, 晶片的性能是北鬥一期使用的進口晶片的幾十倍, 與當前國際最高水平相當, 競爭優勢明顯. 作業系統SpaceOS2較於民用的Windows, iOS等作業系統, 不僅體積更小, 還可同時管理上百項任務, 在衛星運行的10多年間, 作業系統不會罷工, 遲緩.
據介紹, 經過航天專家十多年艱苦努力, 此前長期依靠進口的行波管放大器組件, 微波開關, 大功率電源控制器等關鍵航天產品首次實現了主, 備份全部國產化, 北鬥三號100%部件國產化.
2.複旦大學兩成果亮相 '整合電路設計奧林匹克' ISSCC 2018;
集微網消息, 美國當地時間2月11日, 2018國際固態電路會議 (ISSCC 2018) 在舊金山舉行, 202篇來自學術界和產業界的前沿成果論文在這一整合電路設計領域的頂級學術會議中向全世界發布. 由複旦大學微電子學院無線整合電路與系統 (WiCAS) 課題組和腦晶片研究中心類比與射頻整合電路設計團隊研發的兩項成果雙雙亮相, 分別以論文《面向窄帶物聯網NBIOT應用的緊湊型雙頻段數字式功率放大器》 ( 'A Compact Dual-Band Digital Doherty Power Amplifier Using Parallel-Combing Transformer for Cellular NB-IoT Applications' ) , 和《一種75.4%有效功率轉化率, 0.1%ASK調製深度和9.2mW輸出功率的13.56MHz無線功率和數據傳輸接收機》 ( 'A 13.56MHz Wireless Power and Data Transfer Receiver Achieving 75.4% Effective-Power-Conversion Efficiency with 0.1% ASK Modulation Depth and 9.2mW Output Power' ) 在大會上發表, 與另3篇中國大陸入選論文一同為本屆 '整合電路設計奧林匹克' 注入中國智慧. 這也是複旦大學自2014年後, 時隔4年再一次於該會議上發表研究成果.
'鹽堿地' 上的 '開荒者' : 瓦級雙頻帶CMOS數字Doherty功率放大器晶片助力物聯網發展
按照行業傳統, 多數半導體晶片製作採用目前較為成熟的CMOS工藝, 這一工藝有著製作成本低, 晶片運行功耗低, 電路整合度高不可複製的優勢. 但對於功率放大器晶片來說, 想要在保證CMOS工藝優勢的基礎上實現其高頻訊號卻是一個大挑戰, 難度不亞於在鹽堿地上種果樹. 而由複旦大學微電子學院教授徐鴻濤領銜的無線整合電路與系統 (WiCAS) 課題組正是這片 '鹽堿地' 上的 '開荒者' , 不僅要 '種活' 還要 '豐收' .
日前, 該課題組在高性能互補金屬氧化物半導體 (CMOS) 數字功率放大器設計方面取得研究突破, 提出了新型數字式射頻功率合成技術, 成功開發出瓦級雙頻帶CMOS數字多赫蒂 (Doherty) 功率放大器晶片. 相關論文發表於ISSCC 2018. 該課題由徐鴻濤, 殷韻, 熊亮, 朱逸婷, 陳博文, 閔昊等多名師生參與, 論文第一作者為複旦大學微電子學院青年教師殷韻.
為了提升功率放大器晶片的效率和性能, 課題組提出了一種新型數字式射頻功率合成技術, 為晶片搭建從未有人提出和使用過的新架構, 在採用CMOS工藝, 達到瓦級功率, 雙頻帶和單模組四大特點的幫持下, 為高效低耗的目標實現提供了保障. 一方面, 課題組果斷採用通過數字來類比實現高頻訊號的方法, 克服了CMOS工藝做射頻電路較難的障礙. 另一方面, 課題組通過解決Doherty技術的實現過程存在的主從控制, 匹配網路設計等問題, 實現了瓦級功率. 這在功率放大器晶片設計領域, 特別是數字架構中並不多見.
此外, 在一般的無線通信中有兩個頻帶存在. 以往會有兩個發射機來實現兩個頻帶的發射, 而該技術實現了兩個頻帶由一個發射機發射, 節省成本的同時使晶片縮小了一半. 同時, 這枚只有一個模組的數字化晶片, 可以輕鬆實現傳統晶片中多模組才能實現的功能.
與國內外最新的研究成果相比, 該晶片以最小的面積實現了近瓦級的輸出功率, 雙頻帶覆蓋以及業界最高的平均發射效率. 不僅在 '鹽堿地' 上成功種活了 '果樹' , 還實現了量產翻倍的成就, 收穫的 '水果' 質量也遠高於其他同類產品, 為射頻晶片全整合提供了有效的解決方案. 這意味著晶片自身製造成本的下降. 而極低的成本正是 '物聯網' 這一 '百億級甚至是萬億級藍海' 普及的前提.
如果將物聯網市場比作一場戰爭, 那麼各單獨物體上的電子記錄設備就是一個個堡壘. 功率發射器是各堡壘間協同作戰的通訊工具, 這枚發射器中的晶片就是保證通訊質量高, 時間長, 訊號穩定的關鍵所在. 如果沒有這枚小晶片, 各個 '物體堡壘' 就會變成一盤散沙. '可能就是二三十塊錢能做一個方案, 要想達到百億級別的量的規模, 就需要低成本的晶片. ' 徐鴻濤介紹.
對聯網落地而言, 低成本本就同時意味著對運行功耗的要求. 現實的市場需求一台設備安裝在某處後可以持續工作幾年時間, 從而減少人力和維護成本. 而課題組的成果恰恰能夠滿足這一需要, 使過去的 '幾周' , 延伸至理想中的 '幾年' .
除了物聯網方面的應用, 這項技術還將向同樣要求成本低, 效率高的寬頻和移動通訊方面挺進, 通過與科技企業合作, 重大專項的應用, 進一步提升通訊速率.
'魚和熊掌' 可兼得: 無線能量和數據協同傳輸新型技術為生物醫療電子解難題
儘管結合無線數據傳輸功能的無線能量傳輸技術因其廣闊的應用前景越來越受到學術界和產業界的關注, 無線能量傳輸與無線數據傳輸本身, 卻像是一對難以兼得的 '魚和熊掌' .
一方面, 由於在關鍵物理量的獲取方法, 能量等級和常用頻段等方面存在顯著差異, 如何採用同一天線來同時完成數據和能量的獲取, 本就是設計這一協同傳輸系統的技術難點; 另一方面, 在實現了同一天線的數據和能量傳輸後, 如何避免數據傳輸和能量傳輸通路間的相互影響, 降低無線能量傳輸效率因數據傳輸而受到的損失, 更是一個亟待解決的問題.
這種局面將得到改變. 由複旦大學微電子學院幾位青年教師為主導的腦晶片研究中心類比與射頻整合電路設計團隊日前在無線能量和數據傳輸系統整合電路設計方面取得了突破性進展, 提出了一種無線能量和數據協同傳輸的新型技術, 並在高能效無線能量傳輸系統設計中取得了關鍵突破. 相關論文發表於ISSCC 2018. 複旦大學微電子學院青年教師王彧為論文第一作者, 葉大蔚為通訊作者, 二人均為複旦大學腦晶片研究中心引進的青年研究人才.
通過將13.56MHz同時作為能量傳輸的頻段和數據傳輸的載波頻段, 由該團隊提出的新型無線能量和數據傳輸技術, 能夠僅使用一根天線同時完成數據和能量的無線傳輸. 在無線能量傳輸方面, 團隊研製的晶片採用動態阻抗匹配技術, 電壓轉換率自動調整技術, 實現了高效率的能量傳輸; 在無線數據傳輸方面, 則採用AM調製方式和偏移限幅放大技術提取訊號, 使得訊號放大僅在接收訊號的包絡上進行, 避免了與無線能量傳輸的相互影響.
'假設我和你打招呼, 要讓你聽得清楚. 我喊得很大聲就會很累. 換言之, 能量傳輸的效率不那麼高. 但如果有喇叭, 我只要輕輕一講話你就能聽到. 能量傳輸的效率就有了保證. ' 葉大蔚用生活化的比方來解釋其中的巧思. 與國內外先進成果相比, 該晶片以最小的訊號調製深度實現了無線能量和訊號同時傳輸, 從而達到了最高的有效能量轉化效率, 是 '魚和熊掌' 兼得的成功範例.
據介紹, 無線能量和數據協同傳輸新技術的誕生, 與腦晶片研究中心團隊目前參與的一項上海市科委技術研究項目 '基於微晶片技術的腦活動多道記錄系統' 大有淵源. 為了滿足項目中通過植入式晶片採集實驗動物體的神經訊號的實際訴求, 團隊必須研發一款能夠實現無線數據和能量同時傳輸的晶片.
作為依託的該項目為這一系統晶片提供了適合實際應用的能量供給和訊號傳輸方案. 而類似的應用場景實際常見於各種生物醫療電子的應用, 尤以採用無線供電的植入式和穿戴式生物醫療電子系統為代表.
王彧舉了一個有關植入式晶片監測人體血糖等指標的例子: '一方面, 晶片需要把監測到的數據傳遞出來, 另一方面, 晶片工作也需要持續的能量供給. 這些都需要無線進行. ' 過去, 這一應用會面對一個尷尬的困境: '傳能量時數據不太好傳, 傳數據時又沒能量' . 而在團隊此次研發的新技術下, 供電方案的難題大有希望迎刃而解.
與此同時, 在生物醫療電子之外, 該技術亦有可能應用於其它生活場景. '如果我手機沒電了, 你手機還有很多電, 我是不是可以把你的電充一點過來? ' 王彧做了個有關手機交互假設: '這其實就可以用到我們的技術.
3.中科晶元新型半導體材料生產項目在貴州獨山投產;
集微網消息, 據當地媒體報道, 2月4日, 獨山中科晶元資訊材料有限公司新型半導體材料生產項目正式點火投產, 標誌著獨山新型材料產業發展邁出了關鍵的一步.
獨山中科晶元資訊材料有限公司是北京中科晶電集團在獨山投資興建的一家以新型半導體材料 (砷化鎵單晶) 研發, 生產和銷售為主營的高科技企業, 其系列產品主要用於製作LD (雷射器) , LED (發光二極體) , 光電整合電路 (OEIC) , 光伏器件, MESFET (金屬半導體場效應管) , HEMT (高電子遷移率晶體管) , HBT (異質結雙極晶體管) , IC, 微波二極體, Hall器件等, 是光電子和微電子工業領域最為重要的支撐材料.
該項目於2016年11月落戶獨山經開區, 計劃總投資6000餘萬元, 擬建設規模250台砷化鎵晶體製備生產線. 當天開工點火, 共啟動48台單晶系統, 全面達產後, 可實現年產砷化鎵晶體材料約60萬毫米, 年產值達1億元, 年創稅達1000萬元.
公司負責人表示, 將以項目投產為新起點, 繼續發揮優勢, 打造行業領先, 國內外知名的龍頭企業, 真正讓獨山新型材料產業在國內, 國際市場佔據一席之地, 助推獨山實現產業轉型升級, 經濟跨越發展.
4.華為備戰5G 明年麒麟990拼高通;
華為布局5G聲量越來越大, 華為預計每年維持高研發投入規模將在100億~200億美元左右, 而其中很大一部分會投入到5G. 華為也宣布將在2018年投入50億元用於5G技術研發, 將於2018年推出面向商用的全套5G網路設備; 2019年, 將推出支援5G的麒麟晶片和智能手機. 華為全速衝刺5G 據調研機構IHSMarkit估算, 2017年全球電信資本支出年增下降1.8%, 大陸的電信資本支出下降了13%. 寒冬之下, 無論是營運商還是通信設備廠商都在尋找新的成長點, 尤其2018年這個時間點上, 作為5G商用衝刺元年, 各家廠商展示的產品也將成為日後5G發展的墊腳石. 在華為2018的MWC預溝通會上, 華為常務董事, 戰略Marketing總裁徐文偉對外表示, 即將發布基於NSA的5G商用版本, 並推出包含商用CPE在內的全套5G商用設備. 新的一年, 華為給營運商業務, 企業業務和消費者業務分別定下了450億美元, 106億美元和441億美元的銷售目標, 另外其他業務還有25億美元的年度目標, 或與雲BU相關. 2017年華為的研發投資超過120億美元, 全球排名第六. 華為稱未來將持續保持研發的高投入, 預計每年的投入規模將在100億~200億美元左右, 而其中很大一部分會投入到5G. 華為5G產品線總裁楊超斌則表示, 華為對5G研發投入早, 力度大. 2009年, 華為宣布6億美元研究費用, 而在去年又宣布投入約人民幣40億元專門用於5G產品研發. 2015~2017年參與3GPP R15標準制定, 2018年則會啟動5G商用. 目前, 華為的5G核心理念和技術已經被3GPP組織採納, 而華為在5G規格, 產業推進, 應用驗證上實現了領先, 並已在南韓首爾, 加拿大溫哥華等地進行了大規模的5G商用測試. 布局AI 促進NB-IoT商用 此外, 2018年華為將促進NB-IoT商用網路數量發展到100+; 並將加大在IoT生態的投入, GLocal生態合作夥伴將從1,000增加到3,000. 在視訊領域, 華為將促進150家營運商把視訊作為基礎業務; 對於AI, 華為將主要用於對內提升華為的內部效率, 對外使客戶能提升效率. 華為表示, 人工智慧作為一種通用技術, 將融入華為的雲, 管, 端的各種解決方案之中. 2019年推出5G的麒麟晶片 2019年, 華為將推出支援5G的麒麟晶片和智能手機. 外界預料, 海思正在研發5G基帶和支援該基帶的麒麟處理器, 這款基帶相關成品會在2019年推出, 智能手機會是率先支援該基帶的設備. 華為將在2018年推出麒麟980, 到2019年將推出麒麟990, 因此預計麒麟990將是華為的第一款支援5G的處理器. 華為的海思麒麟系列晶片的主要競爭者高通已在2016年底發布了首個5G晶片, 高通驍龍X50平台, 包括SDR051毫米波收發器, 5G基帶和支援性PMX50電源管理晶片, 高通首批商用產品預計將於2018年上半推出. 若華為海思麒麟990會支援5G網路, 時間上比高通2018年商用僅晚一年. DIGITIMES
5.中星微人工智慧攜手ZYTO進軍個人醫療檢測領域;
近日, 北京中星微人工智慧晶片技術有限公司董事長兼CEO張韻東與ZYTO創始人Dr.Cook, 總裁Emily Lu在北京中星微人工智慧晶片技術有限公司總部成功簽署了戰略合作框架協議.
雙方合作開發基於現代生物資訊掃描技術的醫療產品, 使用高精度的GSR檢測手段, 建立多種Virtual item模型進行針對性地刺激和掃描, 記錄人體的生物電反饋, 和該Virtual item的基線訊號進行匹配性計算;並使用深度學習方法進行數據分析, 將測量結果和人體各項生理指數進行匹配, 從而獲得人體生理指數的量化數據. 該產品開發成功後科對人體的身體狀況進行快速的檢測, 極大地提高健康評估結果, 在未來將成為人們的隨身醫生.
Dr. Cook說: '中星微的神經網路處理器技術以及Soc晶片給我留下深刻印象, 我相信未來我們雙方可以在多個方面展開合作. '
張韻東說: 'ZYTO在GSR技術處於全球領先水平, 中星微人工智慧技術可以幫助ZYTO將醫療設備拓展到個人健康監測領域, 讓更多的老百姓可以享受到以前只有昂貴的設備才具備的功能.
北京中星微人工智慧晶片技術有限公司專註於將神經網路處理器(NPU)與視頻編解碼器有機結合, 研發高性能, 低功耗, 小尺寸的智能感知與壓縮編碼晶片, 使得人工智慧技術可以通過互聯網, 物聯網, 可穿戴網等途徑應用到我們生活的各個角落. 2016年發布的中國首款嵌入式神經網路處理器(NPU)晶片 '星光智能一號' , 目前已應用在各個領域. 我們擁有經驗豐富的AI 技術團隊, 以國家重點實驗室為平台, 已經和國內外多家著名高校及研究機構形成了戰略合作關係, 不斷進行技術突破, 2017年在董事長張韻東帶領下的團隊推出的 '嵌入式神經網路處理器Soc晶片的研發與應用' 項目獲得了 '北京科技進步獎' .
ZYTO公司是全球生物通訊領域的領導者, 它生產的技術能夠洞察判斷個人的健康. 利用專有的硬體和軟體, 這一技術促進了計算機和人體之間的對話. 由此產生的動態數據交換, 被稱為生物測量, 或掃描, 涉及到計算機生成的實際物品的簽名, 並記錄人體的皮膚反應, 這是一種很成熟的監測壓力反應的方法, 通常用於像測謊儀測試和生物反饋這樣的應用中. 世界上有成千上萬的功能性醫學醫生和其他健康專家, 他們相信日化生物通訊技術, 幫助他們的客戶做出關於營養產品和生活方式的最佳健康決定. 中國網
6.二維材料構築超短溝道晶體管研究獲進展
傳統矽基半導體器件的小型化進程逐漸接近其物理極限, 尋找新的材料, 發展新的技術使器件尺寸進一步縮小仍是該領域的發展趨勢. 傳統矽基場效應晶體管要求溝道厚度小於溝道長度的1/3, 以有效避免短溝道效應. 但受傳統半導體材料限制, 溝道厚度不能持續減小. 近年來, 利用二維半導體材料來構造短溝道晶體管器件已經成為一個前沿探索的熱點課題. 二維材料因其達到物理極限的厚度成為一種構造超短溝道晶體管的潛在材料, 理論上可以有效降低短溝道效應. 但構造一個真正的三端亞5納米短溝道場效應晶體管器件來有效避免短溝道效應, 還存在技術上的挑戰.
針對如何利用二維半導體材料構築短溝道晶體管的問題, 中國科學院物理研究所/北京凝聚態物理國家研究中心納米物理與器件實驗室N07組博士研究生謝立等在研究員張廣宇, 時東霞的指導下, 針對器件結構中的溝道, 電極, 及柵介質等幾種核心材料, 設計了一種基於全二維材料構築的新型短溝道晶體管器件. 針對接觸電極材料, 在前期工作基礎上, 發展了基於晶界的刻蝕和展寬技術製備出石墨烯納米間隙電極, 間隙尺寸在3納米以上可控. 利用幹法轉移技術將作為溝道材料的單層二硫化鉬, 與作為柵介質材料的少層氮化硼依次進行疊層, 構造出具有一系列不同溝道長度的單層二硫化鉬場效應晶體管器件, 最小溝道長度為~ 4納米. 利用石墨烯作為電極和二硫化鉬接觸具有兩方面的優點, 即極低的接觸電阻和極弱的邊緣效應, 從而達到電場對溝道載流子的高效調控. 器件的電學測試結果表明, 當溝道長度大於9納米時, 其關態電流小於0.3pA/µm, 開關比大於107, 遷移率可達30cm2V-1s-1, 亞閾值擺幅~ 93mV·dec−1, 漏致勢壘降低< 0.425V·V−1, 短沟道效应可以忽略; 当沟道长度低至4纳米时, 短沟道效应开始出现但仍较弱. 此外, 这种短沟道器件可以承载超大电流密度大于500µA/µm, 为目前报道的最高值. 该研究利用全二维材料构筑超短沟道场效应晶体管器件, 验证了单层二硫化钼对短沟道效应的超强免疫性及其在未来5纳米工艺节点电子器件中的应用优势.
相關研究成果發表在《先進材料》上. 該研究得到了國家重點基礎研究發展計劃, 國家自然科學基金, 中科院前沿科學重點研究項目, 戰略性先導科技專項的資助.
來源: 中國科學院物理研究所 中科院之聲