傳感新品

【廣東省科學院化工研究所：研究可拉伸導電水凝膠用于應變傳感獲進展】

導電水凝膠由于其優異的拉伸性和生物相容性，在柔性可穿戴設備領域具有巨大的應用潛力。近日，廣東省科學院化工研究所研究員曾煒團隊聯合五邑大學副教授溫錦秀，在與微電子器件結合的可拉伸導電水凝膠用于應變傳感研究方面取得新進展。

該工作通過離子交聯和化學交聯制備了雙網絡水凝膠，所得水凝膠傳感器在拉伸性和靈敏度方面表現出優異的性能。具體來說，斷裂伸長率達到900%，具有快速響應時間（157 ms）、高電導率（1.47 S m?1）、高靈敏度（應變系數= 5.42，應變為900%）和高抗疲勞性（1800 測試周期）。基于這些優異的特性，將水凝膠組裝成應變傳感器，成功檢測人體運動狀態的信號變化，并識別不同的手勢。因此，制備的水凝膠可用作運動監測、電子皮膚等領域的軟傳感器。

雙網絡水凝膠的合成路線

柔性應變傳感器作為可穿戴設備的一個核心組成部分，在個人健康管理、運動檢測和電子皮膚等領域得到了廣泛應用。導電水凝膠具有優異的柔韌性、拉伸性和生物相容性，是一種潛力巨大的候選材料。然而，水凝膠應變傳感器在大應變內恢復性差的問題有待突破。

研究人員采用物理交聯和化學交聯的方式制備雙網絡水凝膠，通過聚丙烯酰胺構成的化學交聯網絡保證水凝膠的機械強度，二價鈣離子與海藻酸鈉中羧基的絡合作為物理交聯網絡，賦予水凝膠優異的恢復性和高靈敏度。

組裝后的水凝膠傳感器在可拉伸性和靈敏度等方面表現出優異的性能，其伸長率達到900%，響應時間短（157 ms），電導率高（1.47 S/m），靈敏度好（應變系數5.42，應變為900%），抗疲勞性強（1800次循環拉伸測試）。將水凝膠傳感器粘貼在手指上和身體的不同部位，設計采集電路，連接微型單片機，將采集到的傳感信號上傳到上位機進行顯示，實現了良好的數據采集。

圖5 水凝膠傳感器實時監測人體運動。

圖 6 用于監測手指運動的可穿戴水凝膠傳感器。

該研究工作為水凝膠應變傳感器在人體運動監測方面的應用提供了一個思路。DN水凝膠通過離子交聯和化學交聯制備。該水凝膠具有高伸長率（900%）、優異的電導率（1.47 S m?1）、在600-900%范圍內的應變系數為5.42、良好的恢復性、幾乎沒有磁滯回線、快速的響應時間（157 ms）和 可適應不同的電壓范圍和工作頻率。它成功地與微電子設備集成，收集人體運動信號和手指手勢識別。因此，水凝膠傳感器可以用作人體運動監測的軟傳感器。

傳感動態

【郭明錤稱匯頂科技是國產替代贏家：將取代 AMS 成為華為環境光傳感器供應商】

郭明錤認為匯頂科技是被低估的國產替代贏家，預估 2024 年在光學指紋業務會出現強勁增長，并且為 OPPO、vivo 等公司提供相關產品。

郭明錤表示匯頂科技將會替代恩智浦半導體（NXP），成為 OPPO 公司的獨家 NFC 芯片供應商，而且有望繼續獲得其它高端品牌的旗艦機型訂單。

郭明錤還預估匯頂科技在 2024 年會成為 vivo 超聲波指紋傳感器的第二供應商，打破高通的壟斷地位。

匯頂的光學指紋出貨將在 2024 年恢復強勁成長：

預期 2024 年匯頂的光學指紋出貨量或將強勁成長約 35% YoY 至 1.9 億顆。

強勁成長的關鍵為小米的光學指紋機種出貨量在 2024 年將翻倍。其次，中國 OLED 螢幕在中國市場市占率持續提升 (在中國市場估計 2024 年約 50% vs. 2023 年約 40%)，因售價較低故品牌有更多預算采用光學指紋。

光學指紋為匯頂關鍵業務，強勁出貨成長有望顯著貢獻該公司 2024 年營收與利潤。

匯頂的高單價超聲波指紋將受益于折疊機新趨勢；高階折疊機采用兩顆超聲波指紋為關鍵設計趨勢：

匯頂預計在 2024 年開始出貨超聲波指紋，成為 vivo 的超聲波指紋第二供應商，打破 Qualcomm 壟斷地位。

薄化設計為折疊機的必要功能，因超聲波指紋顯著較光學指紋薄 (約為光學的 1/10)，故為折疊機未來關鍵零組件之一。

vivo X Fold 2 采用兩顆超聲波指紋，待超聲波指紋成本下降后，未來其他品牌將會跟進此設計趨勢。

高通為目前超聲波指紋獨家供應商，成本約 10 美元。預期明年匯頂開始出貨后，超聲波成本將下降至約 4–5 美元，有利滲透率提升。

根據光學指紋發展歷史，當成本下降至約 3 美元時，光學指紋在高階手機的滲透率快速成長。我認為超聲波指紋可能將會復制此趨勢，屆時即便是非折疊機的高階手機也會開始采用超聲波指紋。

目前光學指紋的售價約 1.5 美元，當中約 1–1.2 美元是匯頂外購的相機模組，故未來即便超聲波指紋成本下降至與光學指紋相似，超聲波指紋對匯頂的利潤貢獻仍顯著高于光學指紋。

【一座N線小城儀器儀表產業“煉金”230億元】

天長，這座資源稟賦并不出眾的N線小城，卻憑借產值230億元的“煉金”佳績挺進全國縣域儀器儀表產業“第一方陣”。“問渠哪得清如許”，解碼天長儀器儀表產業崛起奧秘，“為有源頭活水來”，是科技創新源源不斷地為天長儀器儀表產業增添發展動能。

目前，該市儀器儀表行業擁有高新技術企業62家，建成1家國家級企業技術中心、2家博士后科研工作站、5家省級企業技術中心；天長“智能測控裝備制造創新型產業集群”被國家科技部列為“2022年創新型產業集群”。

強支撐，筑平臺，重創新

強化科技支撐。為推動儀器儀表行業的產學研合作，促進企業轉型升級，該市成立了智能裝備及儀表研究院，市財政每年設立2000萬元專項發展資金，每年市財政對儀器儀表產業研發經費投入近1000萬元，激發了全社會近1億元的科技投入。吸引了南京大學、合肥工業大學、南京信息工程大學、中科院合肥物質院等15家高校、科研單位在該市設立分支機構，成功研發出高精度雷達物位計、數字式流量傳感器等20多項儀器儀表高端產品。

構筑創新平臺。注重發揮天長人才科創城、科技大市場、安徽省熱工儀表產品質量監督檢驗中心等公共載體的創新支撐作用，并鼓勵引導該市天康集團、徽寧集團、鑫國儀表等骨干企業加強企業技術中心、博士后科研工作站等企業創新平臺建設，不斷提升該市儀器儀表產業自主研發水平。

聚賢能，育英才，促創新

引育高端人才。該市圍繞儀器儀表產業人才需求，構建起完善的引才、育才、用才機制。先后引進以中國工程院院士、教授級高級工程師為代表的儀器儀表行業高層次人才多名。

強化人才建設。以打造一支經驗豐富、技術扎實、素質過硬的儀器儀表技術人才隊伍為目標，每年組織骨干企業的技術人才赴南京大學、深圳大學、健峰企管等專業機構接受培訓，著力提升知識結構和業務技能。

深化校企合作。推動與滁州學院等高校院所共建儀器儀表產業技術學院，引進10余名在校研究生來該市企業駐點實訓，校企雙方共同培養，孕育產業化人才，以項目為抓手幫助企業解決技術難題，實現人才培養與企業技術升級高度融合。

拓圈層，善聯通，謀創新

拓展創新圈層。該市充分發揮中國儀器儀表學會、中國儀器儀表協會、中鐵科研院的紐帶橋梁作用，同時與國機集團、川儀集團、漢威科技集團等國內儀器儀表龍頭企業構建起長期聯絡機制，突破地域限制，持續加強與全國各地的智能儀器儀表行業專家學者、企業家、技術人才之間的溝通互聯，為該市儀器儀表產業創新發展增添動力。

舉辦產業峰會。今年2月，該市順利舉辦了中國智能制造及感知物聯高峰論壇暨2023測量控制與儀器儀表高工會，活動期間聘請清華大學精密儀器系副主任王雪、浙江大學控制科學與工程學系研究員王文海等多名行業高級技術專家作為該市企業特聘專家，并促成該市企業與行業內多家企業機構在技術升級、市場互通、項目投資等多個方面達成合作意向。

【武漢，殺出一個激光器芯片IPO】

成立不到6年，高端光芯片廠商云嶺光電，要沖擊IPO了。

近日，證監會披露了關于武漢云嶺光電股份有限公司，首次公開發行股票并上市輔導備案報告。根據報告顯示，9月21日，云嶺光電與海通證券簽署了上市輔導協議。

云嶺光電成立于2018年，是國內高端光芯片研發商。目前已經能夠生產2.5G、10G、25G全系列激光器和探測器光芯片及封裝產品。是我國光芯片賽道國產替代的重要力量。

值得一提的是，云嶺光電由上市公司華工科技發起成立。華工科技原為華中科技大學的校辦企業，2021年完成校企分離。可以說，云嶺光電和華工科技是武漢光電信息產業上的兩張名片，從這兩家企業的發展脈絡，也可一窺武漢光電產業發展的勃勃雄心。

云嶺光電是誰：高端光芯片研發商

要了解云嶺光電，我們得從武漢上市公司華工科技說起。

華工科技成立于1999年，原是華中科技大學的校辦企業，其主營業務是以激光加工技術為支撐的智能制造裝備，和以信息通信技術為支撐的光聯接、無線聯接業務。2000年，華工科技成功在深交所上市，被譽為“中國激光第一股”。

2021年3月，華工科技完成校企分離改制，實控人從華中科技大學變為武漢國資委。經過20多年的發展，華工科技旗下已經擁有華工激光、華工正源、華工高理、華工圖像、華工賽百、華工投資等多子公司。是武漢光電信息產業領域的龍頭企業之一。

云嶺光電正是華工科技在2017年底發起成立的，專注于光芯片研發和生產的企業。

在發起成立云嶺光電之前，華工科技已經是國內重要的光模塊生產商。自2005年開始，華工科技便向華為等公司供應中低端光模塊產品。為了鞏固自身在光模塊領域的實力，同時向中高端產品沖擊，華工科技逐漸向產業鏈上下游領域延伸。

這其中，向上游打造中高端光芯片就是當務之急。

何為光芯片？簡單來說，就是承擔電光信號轉換功能的芯片。光通信以光信號為信息載體，以光纖作為傳輸介質，通過電光轉換，完成信息的傳輸。而在這一過程中，發射端將電信號轉成光信號，通過光纖傳遞到接收端，光信號再轉為電信號，才能被智能設備“讀懂”。而實現電、光之間轉換的，就是光芯片。

可見，光芯片是光通信產業鏈中的核心原件，它直接決定了光通信系統的傳輸效率和可靠性。而且在高端光模塊中，光芯片成本占50%以上，在產業鏈中價值巨大。

過去我國的光芯片產業一直在低端徘徊。據此前媒體報道，2.5Gb/s及以下速率光芯片國產化率超過80%，但10Gb/s國產化率不足30%，25Gb/s及以上速率光芯片更處于被“卡脖子”狀態，國產化率不到5%。

所以華工科技發起成立云嶺光電，推動公司瞄準25Gb/s及以上的中高端光芯片進行全流程自主研發，而且為了扶持其發展，還將旗下子公司華工正源的完整芯片生產部門及專有技術剝離注入云嶺光電，這才讓云嶺光電能夠在短時間內實現技術和產品突破。

2018年3月，云嶺光電25G產品獲得了華為首批認證；2019年9月，云嶺光電攜全系列產品參加了第21屆中國國際光電博覽會（CIOE 2019），展示了100G光模塊需要的25G光芯片。

到2022年，云嶺光電是國內少數具備垂直集成完整生產線（IDM）的光芯片研發制造商，已實現供應鏈、成本、質量自主可控，其產品包括 2.5G/10G/25G 全系列光通信芯片及封裝類產品，而且實現了產業鏈國產化。

目前，云嶺光電年產光芯片7500萬顆、TO（Transistor Outline，晶體管封裝為光器件單元）7200萬只，在今年武漢光博會上，云嶺光電還發布了更高端的56G EML芯片，同時還有光模塊用的TIA電芯片。

那么如果順利上市，云嶺光電的價值幾何呢？

云嶺光電尚未對外公布最新的經營數據。，不過，有一些外圍信息可供參考。據ICC的研究報告顯示，2021年10G光芯片國內廠商中，云嶺光電市占比6%，排在源杰科技、住友電工兩家企業之后，與中電13所、中科光芯市占率相當。

華工科技此前披露了云嶺光電2020年和2021年的部分經營數據：2020年云嶺光電實現營收1.04億元，凈虧損2536萬元，2021年上半年營收4845萬元，凈虧損280萬元。

可作為參考的是，華工科技在2021年進行了一次股權轉讓，以不低于1.2億元的掛牌價格出售了云嶺光電8.2%股權。如此計算，當時的估值應為14.63億元左右。不過，隨著近兩年的大力發展，當下云嶺光電的估值和經營數據應該已經遠遠超過了以上數據。特別是2022年，云嶺光電又完成了B輪融資，估值應該有較大增長。

另外，從技術實力而言，云嶺光電在行業內也不容小覷。華工科技在今年4月18日業績說明會上表示：云嶺光電的光芯片已迭代至56G、112G，技術水平國內領先。

還有一點值得注意，云嶺光電是國內為數不多，能夠生產電芯片的企業，相比于光芯片，電芯片技術要求更高，投資更大，研發和生產周期更長，目前，10Gb/s及以下速率的電芯片產品國內只有少數供應商涉足，25Gb/s產品上還處在送樣階段，基本依賴進口。

“世界光谷”打造萬億光電產業群

云嶺光電先后完成了4輪融資，據天眼查顯示吸引了華工投資、極目成長、長安私人資本、啟宸資本、蘇高新金控、國投創合、拓金資本等一批機構注資。

這里著重介紹一下華工科技旗下的投資平臺“華工投資”。正如前文上所述，云嶺光電的成立與華工科技密不可分，而華工科技的大部分投資都是依靠華工投資來完成的。

2011年，華工科技就成立了CVC平臺華工投資，主要面向光電子和智能制造賽道進行投資布局。2021年，華工投資設立華工瑞源基金，重點在半導體、新能源、新材料等領域進行投資布局。

今年7月，華工投資和華工瑞源還發起設立長江華工科技激光高端裝備及智能制造產業發展基金（長江華工基金），總規模5億元。主要面向高端裝備制造、新能源、新材料、汽車電子、半導體行業，重點關注激光、光電子、ICT、芯片等上下游投資機會。此外，華工投資還對武漢長飛產業基金等機構進行了出資。

據天眼查顯示，華工投資公開投資事件共有42起，2022年投資了9家公司，今年則出手6次，分別投資了鋰電池管理芯片研發商邁巨微電子、高精度工業X-Ray在線檢測設備商工源三仟、鋰電池材料商大道新材料、顯示噴印制造設備商國創科、三維激光掃描技術提供商象印科技、微波陶瓷材料國華料科。

而且這42起投資事件中，有近一半投資了武漢本土科創企業。由此可見，華工投資是武漢活躍的產業投資方。

華工投資活躍當然也與武漢本地的創投生態密不可分。

僅以光電產業為例，云嶺光電和華工科技分別代表了武漢的光電產業新舊傳承的兩張名片，但武漢的光電產業遠不止于此。

如果從1976年3月武漢郵電科學院研發出我國第一根石英光纖算起，武漢的光電領域的研究已經有近50年歷史。如果從2000年，湖北省做出建設“武漢·中國光谷”的決策算起，也有23年的產業發展歷史。

在這20余年中，武漢光電產業逐漸發展5000億的支柱性產業。而根據湖北官方公布的數據，2022年湖北光電器件已經占全國市場份額的65%，激光設備占全國市場份額的50%；僅光谷光電器件國內市場占有率達到40%，國際市場占有率達到12%，光線光纖占到全球市場份額的25%。

【西門子醫療影像設備實現全產品線國產化】

10 月 20 日消息，西門子醫療首款國產 PET / CT Biograph Vision BioRobot 仿生機器人，近日在上海醫療器械研發與生產基地正式下線投產。

據介紹，PET / CT 首次國產投產的即是公司國內最頂級機型，此舉標志著西門子醫療實現大型影像診斷設備 CT、磁共振、X 光機、分子影像、超聲、臨床介入治療產品，和核心零部件 X 射線球管的全產品線國產化。

西門子醫療表示，上海醫療器械研發與生產基地持續加大投入，開拓全新的高端核醫學分子影像設備生產線，推動中國高端醫械的產業升級。未來，西門子醫療將有更多全球領先的分子影像設備落地中國，加快推動實現全產品線國產化。

Biograph Vision BioRobot 已獲得 NMPA 準入，針對中國市場進行了技術升級

【IBM開發新芯片為AI提速：消除片外內存，靈感來自大腦】

IBM研發的北極點（NorthPole）處理器芯片可避開訪問外部存儲器，提高計算能力，節約能源。

美國加利福尼亞州圣何塞的IBM研究人員開發了一種以大腦為靈感的計算機芯片，這款北極點處理器芯片消除了頻繁訪問外部存儲器的需要，在圖像識別任務中比現有架構更快，能源消耗更少。這表明計算和內存可以大規模集成。相關研究10月19日發表在《科學》雜志。

北極點芯片采用神經推理結構，由簡單計算單元組成的多層陣列通過編程來識別數據中的模式。底層接收數據，例如圖像中的像素；每一個連續的層檢測日益復雜的模式，并將信息傳遞給下一層；頂層輸出結果，例如可以表示圖像含有貓、汽車或其他物體的可能性。

在傳統馮·諾伊曼架構下，計算和存儲分離。傳統計算機芯片可以有效處理計算，但每次計算時仍然需要使用被稱為RAM的外部存儲器。因此不管處理器運行多快、性能多好，每次執行運算時都需要把數據從存儲器搬到處理器中，數據處理完再搬回到存儲器。在以數據為主的AI計算之下，馮·諾伊曼架構的“存儲墻”和“功耗墻”挑戰凸顯。論文合著者、IBM計算機工程師達門德拉·莫達（Dharmendra Modha）表示，他曾估計在這種架構上模擬人類大腦可能需要12個核反應堆的能源輸出。

而北極點芯片使存儲單元在物理上盡可能接近計算單元中的計算元件。北極點芯片由256個計算單元組成，每個計算單元都有內存，通過消除片外內存，將計算與片上內存交織在一起。這些計算單元以一種網絡連接在一起，這種網絡的靈感來自于人類大腦皮層之間的白質連接。

在不使用最先進工藝的情況下，北極點芯片能耗是使用最先進技術的人工智能芯片的1/5。論文作者估計，如果北極點芯片設計采用最先進的制造工藝，其效率將是目前設計的25倍。論文提到，“在ResNet50基準圖像分類網絡上，相對于使用類似12納米技術工藝的GPU， 北極點實現了每瓦FPS（每秒傳輸幀數）的能量度量高25倍，每個晶體管FPS的空間度量高5倍，延遲時間度量低22倍。”

不過，據《自然》雜志報道，即使是北極點芯片224兆內存對于大型語言模型來說也是不夠的，比如聊天機器人ChatGPT這樣的語言模型，即使在最精簡的版本中也要占用幾千兆的數據。而且該芯片只能運行預先編程的神經網絡，這些神經網絡需要在單獨的機器上提前訓練。但論文作者表示，北極點芯片架構可能在速度關鍵型應用中有用，比如自動駕駛汽車。

審核編輯 黃宇