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復旦大學:研發兼具高靈敏度與高精度的柔性壓力傳感器

傳感器專家網 ? 來源:傳感器專家網 ? 作者:傳感器專家網 ? 2023-01-18 01:19 ? 次閱讀
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傳感新品

【復旦大學:研發兼具高靈敏度與高精度的柔性壓力傳感器

隨著高分子科學的不斷發展,利用聚合物材料體系實現的柔性壓力傳感器能夠在很大程度上推動機器人、醫療保健、智能可穿戴等領域向著人類友好型器件的方向發展。

柔性材料易變形的特性,使其在力學傳感過程中易實現高靈敏度,但同時也會因器件內部變形隨機性過高,導致柔性傳感器很難同時具備高精度。因此,如何克服材料本征特性,同時實現高靈敏度與高精度的柔性壓力傳感器極具挑戰性。

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該研究通過細化傳感過程中“壓力輸入”→“材料變形”→“信號產生”過程,將一次壓力傳感過程在傳感器內部拆分為A: “壓力輸入”→“材料變形”與B: “材料變形”→“信號產生”兩個獨立的過程,并將過程A的輸出結果作為過程B的輸入參量,由此兩個過程相互耦合最終實現了高靈敏度和高精度的壓力傳感特性。

在過程A中,為了提高受力變形中的變形精度,團隊摒棄了復雜的材料結構與組分,使用純的柔性PDMS彈性體來“感受”壓力,在合理的調控整個材料體系的應變分布后,可以實現整個傳感器中90%以上的變形量均發生在該層(如圖1A所示)。從而極大的減少整個傳感器再受壓變形過程中產生的不確定性變形,提高了其變形精度。

在過程B中,為了將過程A中“感受”到的壓力信息轉換為可檢測的電學信號,團隊利用超薄切片技術,將封裝在樹脂中的垂直碳納米管陣列切割為兩端開口的垂直碳納米管復合材料。利用碳納米管優異的場發射性質,以及F-N隧穿過程對隧穿距離極具敏感的特性,實現了將A過程中的變形信息放大為整體器件的電阻變化信息,從而實現了具有超高靈敏度的壓力傳感技術。

傳感動態

博世將投資30億歐元發展半導體與傳感器業務】

德國《商報》1月5日報道。博世集團總裁Tanja Rückert在拉斯維加斯的國際消費電子展(CES)上宣布將擴展傳感器領域業務,“我們將在這一領域進行大量投資。”

首先擴建其德累斯頓和羅伊特林根的半導體工廠。2023年,博世將支付2.5億歐元(1.0815, -0.0017, -0.16%)僅用于擴建德累斯頓工廠。計劃到2026年投資30億歐元用于半導體業務以及傳感器開發和生產。

在芯片危機中,博世受到的影響比其他汽車供應商要小一些。在整整27年的時間里,該集團還一直在生產微機械傳感器 (MEMS),這是當今最重要的傳感器類型之一。

作為全球最大的汽車零部件供應商,博世目前在中國擁有59家法人實體,擁有約55000名員工。博世蘇州于1999年在蘇州工業園區設立,已成長為博世在華最大的研發制造中心之一。

【2022年凈利預降超7成,傳感器巨頭韋爾股份怎么了?】

2022年前三季度,韋爾股份(SH603501,股價84.37元,市值1000.11億元)凈利潤僅下降38.92%。待業績預告公布,2022年度凈利潤直接預降超7成,甚至可能超過8成。這意味著,公司去年四季度凈利潤下降程度大幅超過投資者預期。

1月13日晚間,國內CIS(CMOS圖像傳感器)巨頭韋爾股份披露2022年度業績預告,該年度上市公司凈利潤為8億元至12億元,較上年同期相比下降73.19%到82.13%。扣非后凈利潤為9000萬元至1.35億元,同比下降96.63%到97.75%。

經歷2020年、2021年兩年的半導體高景氣時期后,2022年半導體景氣度陡然下降。除了部分汽車芯片外,大部分芯片行業細分賽道從“缺芯潮”迅速轉為“砍單潮”。中芯國際(SH688981,股價41.30元,市值3267.93億元)聯席CEO趙海軍一度將客戶的砍單行為形容為“速凍急停”。

而砍單最為明顯的領域之一,當屬消費電子。隨著手機、PC銷量的下行,下游廠商對消費級芯片需求量迅速下降。韋爾股份主要產品便是供應智能手機的CIS,其為僅次于索尼、三星的全球第三大手機CIS廠商。

對于凈利潤下滑,韋爾股份表示,由于受到全球新冠疫情、消費電子市場整體表現低迷等因素的影響,以智能手機為代表的消費電子需求受到了較強的沖擊,也對公司的主營業務產生了較大的影響,部分細分市場的出貨量有所下滑,產品銷售價格承壓,公司的營收規模和產品毛利率較去年均有所下降。

韋爾股份凈利潤大幅下滑,主要是去年下半年虧損所致。2022年一季度,上市公司尚且盈利,凈利潤為8.96億元,同比下降13.90%;至2022年中報,凈利潤為22.69億元,同比增長1.14%。

但至去年三季度,韋爾股份當季已然虧損。去年第三季度凈利潤為-1.20億元,這也導致上市公司去年前三季度凈利潤降至21.49億元。

根據此次業績預告,公司去年全年凈利潤為8億元至12億元,照此計算,去年四季度虧損額或達13.49億元至9.49億元。即韋爾股份已經連續兩個季度虧損,且去年四季度業績還在惡化。

去年四季度的虧損,或與韋爾股份大幅計提存貨跌價準備有關。

韋爾股份表示,2022年第四季度,雖然公司的庫存水位已經有明顯的回落,但消費電子市場的需求依舊不及預期,供應鏈企業的庫存去化壓力持續上升,導致價格競爭加劇,公司部分產品(例如:應用于手機終端的6400萬像素圖像傳感器產品)的可變現凈值預期將進一步降低。

出于謹慎角度考慮,公司基于目前可獲取的信息進行測算,預計2022年度計提的存貨跌價準備為13.40億元至14.90億元,實際計提的存貨跌價準備金額需以公司最終披露的經審計財務報表為準,這可能導致最終業績與本次預計業績存在差異。

2021年,韋爾股份營業收入241.04億元,其中CMOS圖像傳感器收入162.64億元,占比約67.47%;TDDI(觸控與顯示驅動器集成)收入19.63億元,占比8.14%。CMOS圖像傳感器主要應用場景為手機,TDDI主要是面板,包括手機面板和電視面板。

根據信通院數據顯示,2022年1~11月,國內市場手機總體出貨量累計2.44億部,同比下降23.2%,其中,5G手機出貨量1.91億部,同比下降20.2%,占同期手機出貨量的78.3%。

事實上,消費芯片對代工廠的砍單早在2022年三季度就已經開始。據集邦咨詢信息,2022年第三季正式全面揭開庫存修正序幕,除首波LDDI/TDDI、TV SoC等砍單幅度持續擴大外,更蔓延至非蘋系智能手機AP與周邊IC PMIC、CIS,以及消費性電子PMIC、中低端MCU等,使得晶圓代工產能利用率面臨挑戰。

未來,消費電子市場會好起來嗎?或許可從面板驅動IC(包括LDDI/TDDI)一隅觀察。集邦咨詢認為,2022年起面板驅動IC即因需求在進入第二季后急速減緩,短時間內庫存水位飆高,歷經兩到三個季度的降價、降低投片量、去化庫存,目前面板驅動IC價格和庫存均有所改善。盡管國際環境仍不樂觀,面板市場需求尚無法回到疫情暴發當下的高峰,但隨著面板價格落底,TrendForce集邦咨詢認為2023年面板市場將逐季增溫,特別是進入第三季傳統旺季,預期隨著面板需求的顯著提升,將進一步帶動面板驅動IC需求回溫。

【歌爾股份管理類裁員40%?不乏干了十幾年的老員工】

多名離職人員《解除或終止勞動合同證明》顯示,為雙方協商一致解除勞動合同,不存在任何勞資糾紛。

1月5日,上海證券報消息,歌爾股份證券部人士回應,“公司VR訂單比較正常。”

2022年11月8日晚間,歌爾發布《風險提示性公告》,披露了關于收到境外某大客戶的通知,暫停生產其一款智能聲學整機產品的事項。本次業務變動預計影響2022年營業收入不超過人民幣33億元,約占公司2021年度經審計營業收入的4.2%。

雖然歌爾股份并未明確指出大客戶是誰,但諸多市場證據顯示大客戶正是蘋果,所謂的聲學整機產品即AirPods耳機。此公告發布后,歌爾股份股價連續兩日跌停,截至12月27日已累計下跌24.63%。

2022年12月2日,歌爾股份公告,下調2022年度業績預告,預計2022年凈利潤17.1億元-21.4億元,同比降低50%-60%,此前預計凈利潤40.6億元-47億元。大客戶砍單后,公司業績隨即腰斬,將歌爾股份的大客戶依賴風險暴露無遺。

事實也確實如此,2021年歌爾股份向前五大客戶銷售額占比86.54%,向第一大客戶銷售額占比42.49%。

歌爾股份成立于2001年,前身為濰坊怡力達電聲,靠聲學業務起家。2010年后公司逐漸切入蘋果供應鏈,提供聲學零部件產品;2018-2019年進入蘋果TWS耳機供應鏈,進一步加快業務增長節奏。在聲學業務之外,公司通過外部并購,逐漸橫向延展至光電領域,形成基于消費電子各方向的全面布局。

目前,公司業務主要分為智能硬件、智能聲學整機和精密零組件三大條線。智能硬件以VR/AR、可穿戴產品、智能家居及游戲主機生產為主,2021年貢獻營收328.09億元,總營收占比達41.94%;聲學整機包括TWS耳機、音箱等設備為主,2021年收入302.97億元,占比38.72%;精密零組件包括微型麥克風、傳感器、結構件等,2021年營收138.40億元,占比17.69%。

大客戶砍單,致使歌爾股份直接損失和資產減值損失約20-24億元,隨之在管理類降薪調職,由此可見,此事件對于公司業績影響還是很顯著的。

2022年歌爾股份業績腰斬既成事實,2023年能否憑借VR/AR布局走出大客戶砍單影響?

2022年12月17日,歌爾集團董事長姜濱作為元宇宙領域重點企業代表應邀出席并作主題演講。姜濱表示,歌爾從2012年開始布局虛擬現實產業,既涉及整機研發制造,又有聲學、光學、微電子等核心零組件的研發生產,致力于推動元宇宙全產業鏈生態快速發展。

歌爾股份有限公司營銷副總裁常剛介紹說,元宇宙的核心入口是VR和AR。歌爾是全球VR/AR行業的先行者之一,自2012年開始布局VR,2016年進入AR領域。近10年時間里,歌爾同全球多家知名客戶一起完成了多款明星產品的研發和量產上市,使歌爾實現了大量技術解決方案和制造經驗的積累。目前,歌爾可以提供包括VR/AR產品設計、研發和制造的一站式解決方案。同時,歌爾具備成熟的自動化能力,可以為客戶提供高精度、定制化、柔性化的自動化生產方案,幫助客戶將產品快速推向市場。歌爾是VR領域中高端頭顯全球出貨量第一的生產企業。

【芯片業領軍地位仍舊明顯 ,中國臺灣IC芯片出口連續七年增長】

盡管全球半導體行業一直受到供應鏈多元化的影響,但2022年,中國臺灣地區的集成電路芯片出口連續第7年增長,同時連續第三年實現兩位數增長,進一步鞏固了其在全球半導體行業的領導地位。

臺灣IC芯片連續7年增長

臺灣地區財政部門數據顯示,作為電子電器、電腦和智能手機的關鍵部件,臺灣IC芯片2022年出口較上年同期增長18.4%,在2020年和2021年的增速分別為22.0%和27.1%。

“我們相信臺灣在半導體行業短期內是不可替代的,”巴克萊銀行經濟學家Bum Ki Son表示,盡管美國等國家正在努力支持芯片生產,但這不會立即對削弱臺灣地區的芯片行業重要性產生影響。

Bum Ki Son指出,臺灣在該行業的重要性取決于像臺積電這樣的巨頭的產出。臺積電在全球半導體制造業中占有超過一半的市場份額,尤其是在世界最尖端芯片的制造方面。

臺積電最新公布的去年第四季業績顯示,公司去年第四季營收為6255.3億元新臺幣(約199.3億美元)。其當季毛利率超過預期,達到62.2%,營業利潤率為52.0%,毛利率、營業利潤率雙雙創下新高。

芯片業多元化將產生持久影響

臺積電目前正推動海外擴張,比如其在亞利桑那州的標桿工廠,這是臺積電在美國的首家先進芯片工廠。

巴克萊銀行的Bum Ki Son表示,半導體行業多元化的未來,將取決于芯片制造廠的建設地點。

Bum Ki Son列舉了一些芯片大廠的擴產計劃,例如臺積電擬在新加坡和日本建廠,英特爾最近在越南的投資,以及富士康在印度亦有相關計劃,這些舉措可能會對該行業產生持久影響,因此,中長期的前景更加“不穩定”。

傳感財經

【1月12日傳感財經分析:物聯網概念報跌,安恒信息領跌;光學傳感器概念報跌,英唐智控領跌;核電儀表概念報跌,正泰電器領跌】

1月12日盤后,傳感器概念報漲,梅安森12.61%領漲,道通科技、安科瑞、奧聯電子、時代電氣等個股紛紛跟漲

1月12日盤后,人工智能硬件概念報漲,聯合光電( 2.99% ) 領漲,光峰科技(2.02%)、鴻泉物聯(0.95%)、上海臨港(0.17%)、佳發教育(0.1%)等跟漲。

1月12日盤后,,無人駕駛概念報漲,伯特利 (73.26,6.66,10%)領漲,聯創電子(22.37.2.03,9.98%)、大恒科技(14.77,1.34,9.978%)、比亞迪(256,16.91,7,073%)等跟漲。

相關無人駕駛概念股:

(1)聯創電子:

車載光學鏡頭及影像模組的研發,擁有無人駕駛鏡頭和傳感器鏡頭為京東方提供觸控顯示模組及一體化產品的生產加工。

(2)大恒科技:

機器視覺技術科應用于無人駕駛。持有大恒集團72.7%的股權,大恒集團主營"機器視覺"、"系統集成”。機器視覺技術可以通過汽車硬件對人和交通標志進行識別、對可能發生的研撞警報、對汽車偏離車道進行探測,實現ADAS的些重要功能。

(3)比亞迪:

首條無人駕駛的跨座式單軌線路比亞迪云軌正式通車運行,與百度合作,計劃年內實現自動駕駛車輛量。

(4)華陽集團:

華陽集團是百度無人駕駛平臺成員之一,在阿里Yum0S、高精度位置定位等與阿里合作。(6)長城汽車:長城無人駕駛技術通過多種傳感器的應用,可實現對道路情況與周圍環境的全方位探測,并經過內部智能電子控制單元高速運算,直接控制車輛的電子轉向系統、發動機管理系統及制動系統等機構,實現車輛的加減速、變換車道、跟隨車輛以及超車等動作。

審核編輯黃宇

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