傳感新品

【清華大學：研究基于薄膜鈮酸鋰的高靈敏度電場傳感器】

微弱電場測量在工業(yè)、國防、科研領(lǐng)域均有著不可替代的作用。光學電場測量響應快、帶寬大。過去數(shù)十年，基于體鈮酸鋰的集成光學電場傳感器取得了長足發(fā)展，但受材料、工藝限制，仍存在靈敏度不夠高、缺乏長期穩(wěn)定性等難題。近日，清華大學電機系先進電磁材料與系統(tǒng)團隊在高靈敏度、微型化電場傳感器研究中取得重要進展。

圖1.微腔電場傳感器及其潛在應用

薄膜鈮酸鋰（LNOI）厚度僅為百納米，作為新材料，為克服上述不足提供了可能，但傳統(tǒng)工藝完全無法加工。2018年起，研究團隊針對LNOI難以加工的關(guān)鍵難題，經(jīng)過幾年摸索，獨立研發(fā)了低損耗、高效率的加工工藝，實現(xiàn)了傳輸損耗為0.13dB/cm的波導高質(zhì)量刻蝕。與以往利用數(shù)厘米長干涉光路實現(xiàn)電場傳感不同，項目組基于LNOI設(shè)計并實現(xiàn)了尺寸為百微米的高品質(zhì)因子微環(huán)諧振腔，通過增加微波和光波的相互作用，從本質(zhì)上大幅提高了靈敏度。與Pound-Drever-Hall方法結(jié)合，形成了激光鎖頻的微腔電場傳感方案，進一步提高了靈敏度。最終實現(xiàn)了探測靈敏度為5.2μV/（mHz1/2）、可實時測量電場強度和相位的電場傳感器。

圖2.微腔電場傳感原理

實測傳感器件1（最高品質(zhì)因子）和傳感器件2（最低品質(zhì)因子）的初始最小可測場強分別為8.8和29.5μV/（mHz1/2），帶寬分別為414和101MHz，動態(tài)范圍分別為123和122dB。進一步降低系統(tǒng)噪聲后，器件1的最小可測場強達到了5.2μV/（mHz1/2），是經(jīng)典物理領(lǐng)域同帶寬下已報道的最靈敏的電場傳感器。

圖3.基于Pound-Drever-Hall探測的集成微腔電場傳感器

傳感動態(tài)

【京東方再投安徽合肥！傳感柔性調(diào)光膜及電子器件項目簽約】

3月5日，合肥京東方睿視科技有限公司正式揭牌成立，傳感柔性調(diào)光膜及電子器件研發(fā)項目同步簽約。

合肥京東方睿視科技有限公司是面向染料液晶調(diào)光、柔性電子等柔性應用方向的研發(fā)生產(chǎn)平臺，未來可廣泛應用于乘用車、建筑、消費電子等多種場景。本次新簽約項目致力于打造國內(nèi)領(lǐng)先的柔性調(diào)光技術(shù)與柔性傳感電子器件的研發(fā)基地，總投資1.58億元，一期項目達產(chǎn)后，預計可實現(xiàn)產(chǎn)能10K/月。

傳感技術(shù)是工業(yè)信息化時代的關(guān)鍵要素，也是新一代產(chǎn)業(yè)競爭的制高點。下一步，新站高新區(qū)將繼續(xù)圍繞傳感器未來發(fā)展需求和趨勢，建設(shè)一批創(chuàng)新平臺、培育一批企業(yè)主體、引育一批創(chuàng)新人才，不斷推進產(chǎn)業(yè)鏈“強鏈、延鏈、補鏈”，提升企業(yè)自主創(chuàng)新能力和產(chǎn)業(yè)鏈核心競爭力，打造新型傳感器“策源地”和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新“孵化器”。

合肥新站區(qū)消息顯示，合肥新站高新區(qū)依托合肥新型顯示產(chǎn)業(yè)基地、合肥集成電路產(chǎn)業(yè)基地建設(shè)，不斷強化科技創(chuàng)新、場景創(chuàng)新，持續(xù)加大傳感產(chǎn)業(yè)招商引資力度，提前布局圖像傳感器、激光雷達、毫米波雷達、六維力傳感器項目，努力推動顯示技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、數(shù)字技術(shù)的融合，全力推動車芯屏融合發(fā)展。

【納芯微推出車規(guī)級溫濕度傳感器NSHT30-Q1，助力汽車智能化發(fā)展】

納芯微推出的全新車規(guī)級溫濕度傳感器NSHT30-Q1是一款基于CMOS-MEMS的相對濕度（RH）和溫度傳感器。

NSHT30-Q1在單芯片上集成了一個完整的傳感器系統(tǒng)，包括電容式的相對濕度傳感器、CMOS溫度傳感器和信號處理器以及I2C數(shù)字通信接口，采用帶Wettable Flank 的DFN封裝設(shè)計，產(chǎn)品尺寸僅為2.5mm×2.5mm×0.9mm。其I2C接口的通信方式、小且可靠的封裝以及更寬的工作溫度范圍使得NSHT30-Q1非常適合于車載環(huán)境應用。

隨著汽車智能化的發(fā)展，車內(nèi)系統(tǒng)越來越依賴于對周圍環(huán)境的判斷做出決策。為了實現(xiàn)實時控制和自主操作，這些系統(tǒng)需要借助能夠快速響應的高精度傳感器產(chǎn)品來捕捉必要信息。

以汽車五合一傳感器為例，它利用內(nèi)置的溫濕度傳感器來檢測前擋風玻璃內(nèi)側(cè)的溫度和濕度，進而計算出露點溫度。這樣，空調(diào)系統(tǒng)就可以根據(jù)這些信號調(diào)整車內(nèi)溫度、出風模式以及內(nèi)外循環(huán)等功能，有效降低車內(nèi)濕度，實現(xiàn)除霧功能。

同時，激光雷達也離不開溫濕度傳感器的支持。溫濕度傳感器能夠監(jiān)控雷達的工作溫度和濕度，確保其在適宜的工作環(huán)境下運行，避免因溫度過高而降低性能。此外，溫濕度傳感器還能檢測相對濕度，以監(jiān)測激光雷達和攝像頭模塊的透鏡是否破裂，從而避免潮濕環(huán)境對內(nèi)部光學元件造成損害，確保車輛行駛安全。

納芯微的車規(guī)級、高可靠性、高精度和低功耗的單芯片集成溫濕度傳感器NSHT30-Q1，適用于各種車載應用，如汽車HVAC控制模塊和電池管理系統(tǒng)等，幫助車輛實現(xiàn)更高效、更穩(wěn)定的系統(tǒng)性能，為汽車智能化的發(fā)展提供了有力支持。

此外，NSHT30-Q1的I2C接口具有兩個可選擇的I2C地址，通信速度高達1 MHz，還支持2.0 V至5.5 V的寬電源電壓范圍，適用于各種應用環(huán)境。同時具有可編程的中斷閾值，可以提供警報和系統(tǒng)喚醒，而不需要微控制器來持續(xù)監(jiān)控系統(tǒng)。

【計劃智能傳感器產(chǎn)值達400億元，河南鄭州將通過強鏈、補鏈，聚力推動MEMS研發(fā)中試平臺建設(shè)】

2月27日，記者從鄭州市智能傳感器產(chǎn)業(yè)鏈培育工作推進會上獲悉，鄭州將通過強鏈、補鏈，聚力推動MEMS研發(fā)中試平臺建設(shè)，建設(shè)智能傳感器產(chǎn)業(yè)的良好生態(tài)。

智能傳感器產(chǎn)業(yè)是新一代信息技術(shù)的核心，也是科技競爭的主戰(zhàn)場。智能傳感器和半導體產(chǎn)業(yè)鏈是我省重點培育的28個產(chǎn)業(yè)鏈之一。近年來，鄭州市高位推動智能傳感器產(chǎn)業(yè)鏈，圍繞補鏈延鏈強鏈整合優(yōu)勢、握指成拳，全力打造產(chǎn)業(yè)新高地。

MEMS 微機電系統(tǒng)指尺寸在幾毫米乃至更小的高科技裝置。主要由傳感器、作動器（執(zhí)行器）和微能源三大部分組成。一條完整的MEMS產(chǎn)業(yè)鏈由上游裝備和材料產(chǎn)業(yè)，中游MEMS設(shè)計和MEMS傳感器制造、封測，下游應用終端產(chǎn)業(yè)組成。然而，MEMS制造環(huán)節(jié)缺失，制約鄭州高端傳感器產(chǎn)業(yè)壯大。“產(chǎn)業(yè)鏈不完整，主要體現(xiàn)在上游的材料和設(shè)備、中游的MEMS代工和芯片制造、下游封測環(huán)節(jié)的缺失，制約傳感器產(chǎn)業(yè)的發(fā)展壯大?！编嵵菔泄ば盼嚓P(guān)負責人說。

圍繞鏈條缺失環(huán)節(jié)招引“補鏈”，鄭州市積極推動MEMS研發(fā)中試平臺建設(shè)。依托鄭州高新區(qū)、鄭州中科集成電路與系統(tǒng)應用研究院、河南豫芯智能傳感器產(chǎn)業(yè)發(fā)展有限公司、鄭州大學等單位，做好項目設(shè)計、建設(shè)和團隊引進等工作，積極探索運營模式，推動MEMS研發(fā)中試平臺項目建設(shè)，推動基于MEMS工藝的新型氣體傳感、壓力傳感智能傳感等芯片及器件研發(fā)生產(chǎn)，力爭2024年9月具備部分投產(chǎn)條件，2025年底達到交付使用條件，實現(xiàn)“基礎(chǔ)研究—技術(shù)攻關(guān)—技術(shù)應用—成果產(chǎn)業(yè)化”全過程無縫銜接，推動智能傳感器產(chǎn)業(yè)邁向規(guī)?；?、特色化、差異化、高端化發(fā)展，建設(shè)具有國際影響力的智能傳感器產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈。

加強產(chǎn)學研對接服務，鄭州建立同工信部所屬7所高校常態(tài)聯(lián)系機制，加強與西安交通大學、華中科技大學對接，大力推進香港理工大學鄭州技術(shù)創(chuàng)新研究院、上海交通大學鄭州創(chuàng)新研究院和北京理工大學鄭州智能科技研究院在鄭落地，力爭在傳感器領(lǐng)域建設(shè)一批新型研發(fā)機構(gòu)。鄭州市人民政府、武漢理工大學、中原豫資投資控股集團有限公司戰(zhàn)略合作簽約，簽約各方將聯(lián)合鄭州高新區(qū)共同推動武漢理工大學鄭州新材料聯(lián)合研發(fā)中心落地，助力傳感器產(chǎn)業(yè)上游材料發(fā)展。上海交通大學鄭州研究院揭牌成立，位于中原科技城龍湖北部片區(qū)，研究院將圍繞河南省傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型提升、新興產(chǎn)業(yè)重點培育、未來產(chǎn)業(yè)前瞻布局需要，吸納一批高水平研發(fā)團隊，集聚一批高層次科研人才；打造一批應用型、轉(zhuǎn)化型博士后科研工作站，大力推進研究生在豫聯(lián)合培養(yǎng)，與豫籍高校、企業(yè)等共建一批優(yōu)質(zhì)研究生生源及培養(yǎng)基地。

開展產(chǎn)業(yè)鏈精準招商，鄭州依托河南省智能傳感器行業(yè)協(xié)會、聯(lián)盟等優(yōu)勢資源，編制傳感器產(chǎn)業(yè)鏈招商圖譜和路線圖，以長三角、珠三角、京津冀區(qū)域為重點，聚焦高端傳感器設(shè)計、芯片制造和器件級、晶圓級MEMS封裝、關(guān)鍵材料與設(shè)備等關(guān)鍵領(lǐng)域以及產(chǎn)業(yè)鏈缺失環(huán)節(jié)，通過“以商招商”“點對點招商”，著力引進一批項目，善智能傳感器產(chǎn)業(yè)鏈條。去年，鄭州市傳感器領(lǐng)域招引意向項目12個，一批重大產(chǎn)業(yè)項目正在積極對接。2024年計劃招引傳感器領(lǐng)域企業(yè)160家，智能傳感器產(chǎn)業(yè)規(guī)模達到400億元。

【總投資近 160 億元，華為上海青浦研發(fā)中心將于今年啟用】

據(jù)澎湃新聞報道，2024 年長三角生態(tài)綠色一體化發(fā)展示范區(qū)開發(fā)者聯(lián)盟重大項目對接會于3月5日舉辦，2024 年示范區(qū)重大建設(shè)項目調(diào)度清單初步形成，位于上海青浦的華為研發(fā)中心將于今年啟用，周邊道路也將同步通車。

去年 10 月，華為上海青浦研發(fā)中心進入全面機電管線安裝工作，主體工程全部完成建設(shè)。據(jù)介紹，華為上海青浦研發(fā)中心是上海市重點工程，也是長三角一體化示范區(qū)西岑科創(chuàng)中心的亮點項目，自開工以來就備受關(guān)注。

華為上海青浦研發(fā)中心占地 2400 畝，總建筑面積 206 萬平方米。研發(fā)中心將建設(shè)成為集企業(yè)辦公、研發(fā)中試、技術(shù)孵化、生產(chǎn)服務和配套居住于一體的復合型產(chǎn)業(yè)社區(qū)，將高科技元素的現(xiàn)代化工作場所與綠色生態(tài)相結(jié)合，打造華為全球創(chuàng)新基地。

華為投資近 160 億元建設(shè)青浦研發(fā)中心項目，該研發(fā)中心項目位于青浦區(qū)金澤鎮(zhèn)，占地面積約 160 萬平方米，建筑面積約 200 萬平方米。其為長三角示范區(qū)西岑科創(chuàng)中心的重要項目，建成后將成為示范區(qū)創(chuàng)新經(jīng)濟新高地的重大標志性項目。

在去年 9 月的“高質(zhì)量發(fā)展在申城”系列主題上海市政府新聞發(fā)布會期間，上海市青浦區(qū)官方透露，華為上海青浦研發(fā)中心明年陸續(xù)投入使用，計劃導入 3 萬至 4 萬名科研人才。

【加速度傳感器原理及其應用】

常見的加速度傳感器工作原理有三種：壓電原理、電容原理和微機電系統(tǒng)（MEMS）原理。

1.壓電原理：壓電加速度傳感器通過壓電材料的壓電效應來測量加速度。當受到力或加速度時，壓電材料會產(chǎn)生電荷，在傳感器中形成電壓信號，從而測量加速度。

2.電容原理：電容式加速度傳感器利用電容的變化來測量加速度。當傳感器受到加速度時，內(nèi)部的移動部件會導致電容的變化，進而測量到加速度的值。

3.微機電系統(tǒng)（MEMS）原理：MEMS加速度傳感器是一種微小化、集成化的傳感器，利用微機電系統(tǒng)技術(shù)實現(xiàn)。傳感器中包含微小的彈簧質(zhì)點和微小的電容器，當受到加速度時，質(zhì)點會移動，導致電容的變化，從而測量加速度。

加速度傳感器的應用非常廣泛，包括但不限于以下領(lǐng)域：

1.移動設(shè)備：加速度傳感器被廣泛應用于智能手機、平板電腦等移動設(shè)備中，用于實現(xiàn)方向感應、自動旋轉(zhuǎn)屏幕、晃動檢測等功能。

2.汽車工業(yè)：加速度傳感器在汽車中扮演重要角色，用于安全氣囊系統(tǒng)、車輛穩(wěn)定性控制、碰撞檢測等方面。

3.工業(yè)監(jiān)測：加速度傳感器用于工業(yè)設(shè)備的振動監(jiān)測和故障診斷，提供重要的運行狀態(tài)信息。

4.運動追蹤：加速度傳感器被廣泛應用于健身設(shè)備、運動追蹤器等產(chǎn)品，用于測量運動的步數(shù)、距離、速度等。

5.建筑結(jié)構(gòu)監(jiān)測：加速度傳感器用于監(jiān)測建筑結(jié)構(gòu)的振動和變形，幫助評估結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性。

審核編輯 黃宇