傳感新品

【南加州大學：受折紙啟發，一種低滯后、高拉伸性應變傳感器！】

受到折紙從二維變為三維的制作過程啟發，南加州大學的研究人員設計了一種可變形的非平行板三維電容應變傳感器。這種非平行板電容應變傳感器的制備過程非常巧妙，研究者首先在預拉伸的硅膠彈性基底上制備二維電極圖案，然后通過釋放預應變讓基底恢復原長，從而將二維電極轉換為具有一定折疊角度的三維非平行電極板，從而為這種電容式的應變傳感器提供了很大的可拉伸性、超低滯后性、高重復性、快速響應時間以及小傳感器面積等優勢。此外，獨特的三維電極設計還支持壓縮應變傳感和特定方向的應變響應，這是不同于以往大多數基于可拉伸材料的柔性應變傳感器的獨特性質。毫米級的小傳感面積還允許這種傳感器可以簡單地粘附在軟體裝置上實現對它們形變的分布式測量。

圖1D展示了折紙結構的電容式應變傳感器制作工藝。首先制造一個平面多層結構，稱為二維前驅體。二維前驅體包括底部Parylene層（厚度5μm）、光刻圖案的金屬層（鉻/金，厚度25/200nm）和其上方的另一個Parylene層（厚度5μm）。對Parylene層進行圖案和蝕刻形成了Parylene/金屬/Parylene圖案，定義了多面板電極和一對狹窄的（~100 μm）蛇形導線。這些蛇形導線作為電極和外部電子設備之間高度可伸縮的電互連結構。厚(35至40 μm厚），可光定義環氧樹脂（SU-8 25）覆蓋頂部Parylene層，在四個圖案的矩形區域提供硬化。與未覆蓋的區域相比，該SU-8層的覆蓋范圍使彎曲剛度增加了大約130到175倍，從而形成了面板折痕結構。連接兩個電極的Parylene/金屬/Parylene折痕中的狹縫設計進一步降低了折痕的彎曲剛度。通過暗板掩膜將Ti/SiO2雙層（15 nm/50 nm厚）沉積在二維前驅體的背面，形成與單軸預拉伸的彈性體襯底（Ecoflex 00-31）的共價鍵合位點。釋放預應變會施加壓縮力，導致二維前驅體的未結合區域沿著狹縫發生屈曲。

圖1.折紙結構的電容式應變傳感器的設計、傳感機制和制作工藝。

這種傳感器設計的關鍵參數包括在三維組裝過程中施加的預應變、電極尺寸和蛇形布局。預應變決定了三維電極的折疊角度和結合位點之間的距離。有限元分析給出了二維前驅體組成材料的力學性能，可以準確地預測在組裝過程中從二維到三維的幾何轉換以及由此產生的三維電極的結構。在由有限元分析預測的不同預應變水平的代表性設計中，所得到的三維電極的形狀與實驗結果一致（如圖2A）。電極的尺寸影響三維電極的初始電容和折疊/展開過程中電容的變化。在預應變固定的情況下，電容隨電極寬度W和長度L的增加而增加。有限元分析結果表明電極寬度呈線性趨勢，但在折痕長度固定的情況下，電極長度超過一定值時斜率會變小（如圖2B和2C）。蛇形線提供可伸縮的電互連，采用110μm，線寬，900μm，長180°的弧角設計。蛇形線的痕跡由于其在通道內的平面外屈曲和扭曲，可以容納大的單軸拉伸而不斷裂。將金屬層放置在Parylene/金屬/Parylene三層平面上，也最小化了彎曲引起的應變（如圖2D）。

圖2. 傳感器的結構設計和形成以及拉伸測試。

圖3. 對傳感器的應變傳感范圍和相應的滯后性能進行了表征。

圖4. 傳感器性能的表征，包括響應和恢復時間、應變速率、應變分辨率和傳感器的可重復性。

可拉伸應變傳感器可以測量相對較大的變形，研究人員展示了將它們用于軟機器人形狀和變形的感知測量。分布式應變傳感器可以無縫集成到軟機器人表面，然后根據測量數據進行三維重建的應變分布測量，為軟機器人在任意環境設置下的本體感覺提供了一個解決方案。然而，具有高滯后滯或低拉伸能力的應變傳感器可能會限制本體感覺能力。軟機器人本體感覺的另一個挑戰是對軟機器人的多模態變形的分解，如拉伸/壓縮、彎曲、扭曲和剪切，這些變形可以同時存在。本文提出的電容傳感器中的三維角度電極可以隨著鍵接點方向的拉伸或壓縮而展開或折疊，分別導致電容的減少或增加（圖3B）。由于三維電極的不對稱結構，傳感器在不同角度的拉伸作用下，與傳感器帶的縱向方向表現出方向相關的電容變化。復雜的、不對稱的變形模式可以導致與面S1和面S2不同的傳感器響應。彎曲臂在外表面產生顯著的拉伸應變和內表面的壓縮應變都可以被傳感器所捕獲（如圖5C）。

圖5. 使用傳感器感知軟機械臂的變形。(A) 連接在硅膠板上的傳感器以不同角度（0°、45°和90°）相對于70%應變的單軸拉伸的相對電容變化。插圖顯示了在70%應變下的3D電極的自上而下的光學圖像。比例尺，250 μm。(B )兩組連接在軟機械臂的兩個表面的傳感器的結構。比例尺，1 cm 。(C) 軟機械臂在伸長、壓縮、彎曲、扭曲和混合變形模式下的分布式傳感器響應。比例尺，5 cm。

研究者提出了將三維可折疊的非平行板電極與彈性基底集成到電容應變傳感中的設計概念和方法。襯底的可拉伸性和電極的可逆折疊/展開使得傳感器具有了較大的應變傳感范圍和最小的滯后。這些微型傳感器非常適合于粘貼在被測物體表面以精確測量目標物體的局部變形。大拉伸性、小滯后性、快速響應速度、定向應變響應和小傳感器體積是準確測量大應變、復雜和多模態變形的關鍵，比如在動物（如章魚臂和象鼻）、人類（如肺）和軟機器人監測中這種傳感器就可以發揮重要的作用。可擴展的制造過程和可預測的傳感器性能進一步擴大了其實際使用的機會。

傳感動態

【啟泰傳感20億元新一代圖像芯片項目簽約入駐湖南城陵磯新港區】

10月26日，啟泰傳感新一代圖像芯片項目簽約入駐城陵磯新港區。湖南啟泰傳感科技有限公司董事長王國秋，城陵磯新港區領導李建華、錢丹青、藺佳、林路杰，及相關部門負責人參加。

湖南啟泰傳感科技有限公司成立于2006年，從事泛集成電路（特色集成電路）工藝，專注于MEMS傳感器技術和產品，尤其偏重于非半導體基底工藝和技術。目前已建立了我國唯一一條工廠化金屬基底壓敏芯片生產線，該線于2018年12月成功拉通，現已量產，產品質量位于國際同類產品的第一方陣，設計產能已躍居世界前三甲。

啟泰傳感的創始人和大股東為王國秋教授。王國秋曾任國防科大副教授，現任湖南師范大學教授、博導，是我國“中國芯”的較早研制者，曾獲得軍隊級科技進步一等獎和二等獎，入選國家萬人計劃，是2022年湖南省科技創業拔尖人才，主持過4項國家級集成電路項目，獲湖南省政府記一等功。

此次簽約入駐新港區的項目是由王國秋教授及其團隊牽頭主導，總投資20億元，建設圖像壓縮編碼芯片項目，主要設計生產與圖像傳感器連接的后處理芯片。該芯片通過小波變換技術，解決圖像傳輸和存儲中出現的“馬賽克”問題，這也是目前全世界唯一一種在兼容國際JPEG標準的基礎上，實現圖像品質躍升的方式。項目一期落地EOD研發生產大樓，由王教授帶領團隊開展IC設計，預計實現年產500萬片生產能力；項目二期擬購地建設一條主流工藝的12吋晶圓廠，預計實現年產量10億片。

【“中國首款商用可重構 5G 射頻收發芯片”上架淘寶：售價 999999 元，只展示不賣】

10 月 30 日消息，近日，一款名為“破風 8676”的 5G 芯片引發網友關注。這款芯片是“中國首款商用可重構 5G 射頻收發芯片”，并以人民幣 999999 元的價格上架淘寶商城。網友紛紛表示，這是“雙十一”期間最“硬核”的國貨。

據了解，“破風 8676”芯片是由中國移動研究院自主研發，產品介紹信息顯示，“破風 8676”可重構 5G 射頻收發芯片支持 1.7GHZ~6GHz 頻段范圍，能夠適配全球主流 4/5G 頻段、WiFi 及國內車聯網頻段：支持 2 個射頻通道，通道帶寬 200MHz；集成 DPD （數字預失真） 、CFR （削峰） 、高階 FIR （有限長單位沖激響應）濾波等功能。

據第一財經報道，中國移動介紹稱，該款芯片于今年 8 月底研制成功。研制該芯片主要是為了適配當前市場對 5G 多頻段、多模式、多站型的應用需求。負責該芯片研制的中國移動研究院相關團隊創新性提出可重構技術架構，以系統集成的方式突破當前 5G 芯片單點性能的瓶頸。

在今年 10 月中旬召開的 2023 中國移動全球合作伙伴大會期間，中國移動就該芯片與中興、京信、銳捷等設備商正式簽署了應用合作協議，推進該產品的商用落地。當前，“破風 8676”芯片目前已在上述多家通信硬件設備廠商的整機設備中集成，未來將在以云基站、皮基站、家庭站等網絡設備為代表的下階段 5G 低成本、高可控度的商用網絡建設中發揮重要作用。

淘寶店鋪“國資小新”負責上架這款芯片。該店鋪由國資委下屬機構運營，旨在展示國有企業的創新成果。除了“破風 8676”芯片外，該店鋪還上架了其他國貨神器，如“太行 110”重型燃氣輪機、“直-20”直升機等。這些產品均標價為人民幣 999999 元，并提示消費者僅供展示不可購買。

【高通 11 月 1 日發布第四財季財報，分析師預計營收同比仍將下滑】

10 月 27 日消息，在英特爾、微軟、亞馬遜、谷歌母公司 Alphabet 等公司發布最新一個季度或財季的財報之后，仍將有多家公司在隨后的一段時間發布財報，高通就是其中之一。

高通官網的消息顯示，他們截至 9 月底的 2023 財年第四財季的財報，將在當地時間 11 月 1 日發布，財報分析師電話會議，將在太平洋時間 11 月 1 日下午 1:45，也就是北京時間 11 月 2 日凌晨 4:45 開始。

對于第四財季，高通在 8 月 2 日發布的第三財季的財報中，曾預計營收 81 億到 89 億美元，美國通用會計準則下的每股收益預計在 1.37 到 1.57 美元。

按高通給出的預期，他們第四財季的營收，同比就仍將下滑。

在 2022 財年第四財季，高通在美國通用會計準則下營收 113.96 億美元，每股收益 2.54 美元；非美國通用會計準則下營收 113.87 億美元，每股收益 3.13 美元。

此外，高通第四財季的營收若是在預期營收的下限，環比就也將下滑。他們第三財季在美國通用會計準則下的營收為 84.51 億美元，非美國通用會計準則下是 84.42 億美元。

【紫光股份：前三季度營收552.15億元，同比增長2.46%】

10 月 29 日消息，紫光股份公布 2023 年第三季度報告，1-9 月實現營業收入 552.15 億元，同比增長 2.46%；歸母凈利潤 15.41 億元，同比減少 6.03%；基本每股收益 0.539 元。

第三季度，紫光營業收入 191.69 億元，同比減少 1.63%；歸母凈利潤 5.19 億元，同比減少 23.75%。

1-9 月，紫光控股子公司新華三集團有限實現營業收入 375.70 億元，同比增長 2.32%；其中，國內運營商業務收入達到 76.35 億元，同比增長20.94%；國際業務收入達到 16.25 億元，同比增長 13.72%；國際業務中 H3C 品牌產品及服務自主渠道收入達到 4.05 億元，同比增長 84.79%。

審核編輯 黃宇