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业界动态

2017-11-21

传感器世界 2017年7期
关键词:摩尔传感器

新资讯

艾迈斯半导体针对真彩消费应用领域发布迄今为止最小的XYZ三刺激传感器

XYZ三色传感器

-精准的XYZ三刺激颜色和环境光传感器

-额外的红外通道用于推断光源类型

采用领先光学滤波技术的微型传感器TCS3430的光谱响应几乎与人眼的一致,从而实现高精度的照度和CCT测量

2017年7月20日,艾迈斯半导体公司在北京举办了新闻发布会,宣布推出首款基于XYZ三刺激的真彩传感器IC—— TCS3430。新款传感器占用空间小,适用于笔记本、智能手机和平板电脑等消费电子产品。

色彩领域的工业标准是CIE1931“标准观察者”XYZ三刺激模型。TCS3430数字化的输出结果是XYZ三刺激的比例输出,与CIE1931 XYZ三刺激模型相一致,因此小型化的TCS3430可以用于显示器管理、自动白平衡或色彩管理等应用。

原始设备制造商从RGB颜色传感器转向全新且极具成本效益的TCS3430传感器可以显著改善相机和显示器的性能:

·根据环境的相关色温(CCT)和亮度调节显示屏的色温(变暖或变冷)和亮度

·通过高质量的校准提升显示器的白平衡和图像逼真度

·相机可得到更逼真的、几乎零颜色失真的图像,白平衡性能可与专业级摄影设备媲美

TCS3430采用了艾迈斯半导体专有的光学干涉滤波器技术。干涉滤波器可直接沉积在晶圆上,且能模拟人眼的光谱响应的特性。TCS3430的滤波器具有五个通道,包括X、Y、Z通道以及两个红外通道。两个红外通道可用于推断光源类型。Y通道则为可见光光谱中的绿光部分提供照度测量,使得TCS3430可同时用作环境光传感器与颜色传感器。

TCS3430的封装尺寸为2.41mm×1.75mm×1.00m。传感器光学孔径上需要覆盖一个扩散膜。TCS3430具有高灵敏度和宽动态范围,可安装在深色或透明的盖玻片后面。此外,它可在1.8V的电源下运行,主处理器通过I2C接口访问TCS3430。

艾迈斯半导体颜色传感器市场高级营销经理Kevin Jensen表示:“TCS3430作为迄今为止最小的真彩传感器,能够使消费类产品的的色彩和亮度与环境的光照和色彩更匹配。消费者越来越有色彩概念。根据最近的调查显示,消费者愈发觉得在商店里或者在在线购物时商品的颜色与商品在家里时的颜色很难匹配起来。精确的白平衡不仅可以帮助设计师和专业人士提高图像质量,还可以帮助普通消费者作出购买决定从而降低整体产品退货情况。”

关于艾迈斯半导体

艾迈斯半导体公司是设计和制造先进传感器解决方案的全球领导者。公司愿景是通过传感器解决方案提供无缝的人机交互,打造完美世界。

艾迈斯半导体的高性能传感器解决方案致力于推动对小型外观、低功耗、高灵敏度、多传感器集成有要求的应用。艾迈斯半导体为消费、工业、医疗、移动通讯和汽车市场的客户提供包括传感器解决方案、传感器IC、接口及相关软件在内的产品。

艾迈斯半导体公司总部位于奥地利,全球员工超过5,800人,为遍布全球的8,000多家客户提供服务。

新资讯

国内首条8英寸超越摩尔中试线将在上海投运

8in“超越摩尔”研发中试线已进入最后的设备调试阶段

在上海嘉定工业区北区,备受关注的国内首条8in“超越摩尔”研发中试线已进入最后的设备调试阶段,这条将影响中国半导体产业的中试线将于8月投入使用。

从实验室成果到工厂量产,一个产品有很长一段路要走,中试就是必经阶段。 据统计,科技成果经过中试,产业化成功率可达80%,未经中试成功率仅有30%。

在谈到为何选择8in.而不是“超越摩尔”领域普遍使用的6in.生产线时,上海微技术工业研究院8in.研发中试线厂长游家杰介绍,“8in.是目前国际‘超越摩尔’领域公认的领先技术,应该说是当下的最佳选择。”

目前全球传感器市场主要由美国、日本等几家龙头企业主导,中国八成以上传感器都靠进口。核心技术尚未突破、纠缠于低端竞争等因素,制约着国内传感器产业的发展。

英特尔创始人之一的戈登·摩尔提出了著名的“摩尔定律”,即集成电路上可容纳的元器件数目每隔18~24个月会增加一倍,性能随之提升一倍。而由杰弗里·摩尔创立的关于技术产品生命周期的定律,则称为“超越摩尔”定律,即新摩尔定律,即指不再遵循“摩尔定律”,在半导体工艺尺寸上越做越小,而是在成熟的工艺生产线上研发非数字、多元化半导体技术与产品,在传感器等新兴领域实现“弯道超车”。

据估算,“摩尔定律”技术路线的投资量级是百亿美元,而“超越摩尔”技术路线的投资量级仅为亿美元,且产品种类丰富。遵循这一思路,2013年5月,聚焦“超越摩尔”领域的上海微技术工业研究院在上海成立,其使命是助力上海在传感器等新兴领域有所突破,使我国的传感器生产技术从一路追随实现“换道超车”。

根据“超越摩尔”产品技术特点,研究院部署了MEMS、3D集成、MR磁传感、功率及生物等相关工艺和量测设备,可承担产品研发、小批量生产、技术培训、设备验证等服务,为企业走通从实验室到市场化的“最后一公里”搭建平台。8in.研发中试线成为发力点。

目前除了提供技术支持,工研院还致力于“超越摩尔”领域和物联网行业初创团队的投资与孵化。在资金扶持方面,工研院联合国家集成电路产业投资基金等产业资本,共同设立“超越摩尔”产业基金,规模达50亿元;在产业化平台方面,工研院建立了“超越摩尔”领域的孵化器和加速器。

工研院产业合作副总裁朱佳骐告诉记者,为营造“超越摩尔”产业创新生态,工研院在全球范围内布局创新网络,在美国硅谷、台湾新竹、法国格勒诺布尔等地设有办公室及研发中心,并发起成立了成员数量已达300余家的“中国传感器与物联网产业联盟”。

上海微技术工业研究院展厅内展示的4英寸、6英寸和8英寸晶圆

新资讯

我国首台可移动式中子成像检测仪研制成功 实现待检对象在线检测

据7月17日来自中国工程物理研究院核物理与化学研究所消息,在国家重大科学仪器设备开发专项支持下,我国首台可移动式中子成像检测仪已由该所研制成功。这种能够在集装箱货车中运输的中子检测设备,可实现待检对象的现场或在线检测,未来在我国航空航天领域重大装备制造中将发挥重要作用。

中子成像检测可用于裂痕探测、材料性能分析等领域,由于弥补了X射线等其他无损检测方式的不足,正广泛用于重大装备制造领域。但由于传统的中子成像检测设备自身体积较大,难以对大型、超大型装备进行现场检测。

这款可移动式中子成像检测仪由小型加速器中子源、准直屏蔽系统、样品承载系统、成像系统、控制系统、数据采集处理系统及氚净化处理系统等组成。设备长6m,占地面积20m2,仅一个房间大小;总重3.5t,可以装在一到两辆集装箱货车中运输。对核心的小型加速器中子源,研究团队采用整体小型化和集成化设计思路,对离子源、高压电源及加速管等关键部件进行了特殊设计、验证和研制,满足了中子成像检测对加速器中子源小型化和高产额的应用需求。

研究团队相关负责人表示,“该仪器的成功研制,带动了高产额小型加速器设计制造、中子探测技术,及航空发动机空心涡轮叶片、航天火工品的检测技术进步,打破了国外对这种广泛用于核能、航空航天等高端领域特种检测设备的封锁。”

目前该设备已在航空发动机空心涡轮叶片残余型芯检测及航天火工品系列产品质量检测中得到了成功应用。

三款高颜值仪器仪表产品获2017德国红点最佳设计奖

2017 年红点奖(Red Dot Award)颁奖典礼于 7 月 3 日在德国埃森市(Essen)举办,来自54个国家超过5500件产品参与了今年红点奖的角逐,共有 103 件作品获得“最佳设计奖(Best of the Best)”,其中包含3件“高颜值”的仪器仪表产品。

德国红点设计奖是国际工业设计奖中影响最大的奖项之一,有着设计界“奥斯卡”之称。红点设计大奖一直是全球设计精英梦寐以求的国际知名设计奖项,它由德国着名设计协会创立,最早可追溯到1955 年,是全球工业设计和发展趋势的风向标。

Flir Exx系列专业红外热像仪

制造商:FLIR Systems

国家或地区:瑞典

设计师:Howl

lir Exx系列专业红外热像仪能够更有效地完成故障排查,更轻松地创建详细报告,更快速地共享图像和发布结果。

土壤扫描仪(即时肥料咨询)

制造商:Soilcares

国家或地区:荷兰

设计师:Scope Design & Strategy bv

土壤扫描仪将扫描仪与农业土壤数

据监测应用程序相结合,功能简单,

功能强大,操作可靠,易于清洁,为用户提供更多有效管理栽培的可能性。

RevogeneTM微生物快速检测仪(医学诊断)

制造商:GenePOC

国家或地区:加拿大

设计师:ALTO Design inc.

Rvogene微生物快速检测仪可在70min内接收多种类型感染的生物样品,为患者提供对应的综合分析结果。

新成果

量子传感器精确测定电磁波频率

近日,瑞士苏黎世联邦理工大学发布消息称,该校固体物理实验室研发成功一种可精确测定电磁波频率的量子传感器。

这种量子传感器的基础材料是宝石,具有完好的由碳原子形成的晶格,通过将氮原子渗入其中,氮原子取代其中的部分碳原子并在氮原子附近的晶格中形成“空穴”,形成所谓“氮-空穴-中心”,这种空穴是具有两个能级态的量子系统(量子比特),借助微波或激光作用可对其状态进行调控,将其置于一种处于两个能态复合的状态,可测量微弱的电场或磁场。

因这种相干状态持续时间很短,很快会被外界干扰破坏,所以一次测量难以获得精确结果。研究人员通过多次反复测量来“延长”测量的时间,并研发出一种精确的“时钟”实现多次测定结果的同步。实验结果显示,这种量子传感器的测量精度达到1/1,000,000Hz,而且灵敏度极高,实际测定的信号强度为170μT,只相当于地球表面磁场强度的1%,信噪比达到10000 : 1。

这种量子传感器可制成纳米尺度的探针,配合核磁共振技术,用于研究物质微观结构、分子原子运动过程等。

能与人体无缝贴合的三维柔性电子器件

据来自英国《自然·通讯》杂志网络版的消息,中国清华大学航天航空学院工程力学系副教授张一慧研究团队与美国西北大学的研究人员合作开发出一种可适应复杂人体使用需求的三维多模块电子器件系统,解决了传统可穿戴传感器由于无法顺应人体曲线常常会掉落令穿戴者尴尬的问题。该成果在生物医学器件、柔性机器人等领域有广泛应用前景。

近年来,柔性传感器、柔性电子电路、柔性射频器件等柔性电子器件,在信息、医疗、国防等领域应用愈加广泛。但此前的柔性电子器件大多基于简单的二维平面设计,变形性较差,不易与人体的立体构造贴合。

为了实现平面向立体的转化,研究人员首先将特定的平面曲线结构选择性地粘贴在一个拉伸开的弹性基底上,然后松开基底,基底开始收缩,于是平面曲线就“站立起来”,形成了三维螺旋结构导线。这种导线正是三维电子器件中的核心组成,使得器件更容易变形,更适合与人体贴合。

“这种可适用于100nm到10cm等多尺度的技术,不仅可直接应用于复杂的微纳电子器件设计,而且在柔性机器人、虚拟现实、自主导航系统等领域也有很好的应用前景。”张一慧介绍说。

研究团队未来的研究还会重点关注三维微电子器件与细胞组织的集成,用于监控和调控细胞组织的生长过程等。

3D打印“鹰眼”传感器,微型相机将全景尽收眼底

来自德国斯图加特大学的Harald Giessen教授及其研究团队近期在Science Advances杂志上发表了他们的最新成果,采用Nanoscribe公司的Photonic Professional GT系统将不同焦距的显微镜打印到了高分辨率CMOS微芯片上。所有由芯片上的镜头所创建的图像将同时通过电信号读出,在经过分辨率改善处理之后形成图像。利用这种新方法可以使用传感器生产出视角范围广、宛若鹰眼一般视野的摄像头。

根据Science Advances的报告,研究人员使用3D打印机进行注塑加工,摄像机使用4个镜头,每个镜头设置成不同焦距,并安装在图像读取微芯片上,芯片将4个镜头的数据编译成1个图像。图像类似于经过边缘模糊化处理的照片,这种图像的优点在于可以降低对计算机处理能力的要求。

另外,这种采用“多镜头”的设计也是它能捕获大范围视角图像的关键。位于中心的镜头负责距离近且对图像细节要求较高的部分,而周围其他镜头分辨率相比较低,但是能拍摄的范围更广。即以低分辨率看到广阔的视野,同时又以高分辨率聚焦在单个物体上。拍摄距离远且细节清晰的特点,对于监视无人机及用于身体内部检测的医疗器械等设备有重要用途。

目前这款芯片依旧有一定的局限:分辨率不够,对某些特殊外科手术而言,芯片还是太过笨重,而且3D打印每个单独的镜头也需要一定的时间。一旦这些限制被解决,这些微型镜头在汽车、无人机、智能手机和医学领域将会具有良好的应用前景。例如,虽然目前不少四旋翼无人机已经具备全景拍摄功能,但是还必须通过多相机的配合才能完成,而新方法可以使无人机成功减重。

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