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難以加工的關鍵難題，經過幾年摸索，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設計并實現(xiàn)了尺寸為百微米的高品質因子微環(huán)諧振腔，通過增加微波和光波的相互作用，從本質上大幅提高了靈敏度。與Pound-Drever-Hall方法結合，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（最高品質因子）和傳感器件2（最低品質因子）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），是經典物理領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光、柔性電子等柔性應用方向的研發(fā)生產平臺，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領先的柔性調光技術與柔性傳感電子器件的研發(fā)基地，總投資1.58億元，一期項目達產后，預計可實現(xiàn)產能10K/月。

傳感技術是工業(yè)信息化時代的關鍵要素，也是新一代產業(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，不斷推進產業(yè)鏈“強鏈、延鏈、補鏈”，提升企業(yè)自主創(chuàng)新能力和產業(yè)鏈核心競爭力，打造新型傳感器“策源地”和產業(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業(yè)基地、合肥集成電路產業(yè)基地建設，不斷強化科技創(chuàng)新、場景創(chuàng)新，持續(xù)加大傳感產業(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，努力推動顯示技術與物聯(lián)網技術、數(shù)字技術的融合，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封裝設計，產品尺寸僅為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品來捕捉必要信息。

以汽車五合一傳感器為例，它利用內置的溫濕度傳感器來檢測前擋風玻璃內側的溫度和濕度，進而計算出露點溫度。這樣，空調系統(tǒng)就可以根據這些信號調整車內溫度、出風模式以及內外循環(huán)等功能，有效降低車內濕度，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】

2月27日，記者從鄭州市智能傳感器產業(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，建設智能傳感器產業(yè)的良好生態(tài)。

智能傳感器產業(yè)是新一代信息技術的核心，也是科技競爭的主戰(zhàn)場。智能傳感器和半導體產業(yè)鏈是我省重點培育的28個產業(yè)鏈之一。近年來，鄭州市高位推動智能傳感器產業(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產業(yè)鏈由上游裝備和材料產業(yè)，中游MEMS設計和MEMS傳感器制造、封測，下游應用終端產業(yè)組成。然而，MEMS制造環(huán)節(jié)缺失，制約鄭州高端傳感器產業(yè)壯大。“產業(yè)鏈不完整，主要體現(xiàn)在上游的材料和設備、中游的MEMS代工和芯片制造、下游封測環(huán)節(jié)的缺失，制約傳感器產業(yè)的發(fā)展壯大。”鄭州市工信委相關負責人說。

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。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業(yè)發(fā)展有限公司、鄭州大學等單位，做好項目設計、建設和團隊引進等工作，積極探索運營模式，推動MEMS研發(fā)中試平臺項目建設，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，力爭2024年9月具備部分投產條件，2025年底達到交付使用條件，實現(xiàn)“基礎研究—技術攻關—技術應用—成果產業(yè)化”全過程無縫銜接，推動智能傳感器產業(yè)邁向規(guī)?；?、特色化、差異化、高端化發(fā)展，建設具有國際影響力的智能傳感器產業(yè)生態(tài)圈。

加強產學研對接服務，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，力爭在傳感器領域建設一批新型研發(fā)機構。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)產業(yè)轉型提升、新興產業(yè)重點培育、未來產業(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)質研究生生源及培養(yǎng)基地。

開展產業(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，聚焦高端傳感器設計、芯片制造和器件級、晶圓級MEMS封裝、關鍵材料與設備等關鍵領域以及產業(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，善智能傳感器產業(yè)鏈條。去年，鄭州市傳感器領域招引意向項目12個，一批重大產業(yè)項目正在積極對接。2024年計劃招引傳感器領域企業(yè)160家，智能傳感器產業(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)重大建設項目調度清單初步形成，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。據介紹，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)中心將建設成為集企業(yè)辦公、研發(fā)中試、技術孵化、生產服務和配套居住于一體的復合型產業(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)相結合，打造華為全球創(chuàng)新基地。

華為投資近 160 億元建設青浦研發(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)新經濟新高地的重大標志性項目。

在去年 9 月的“高質量發(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)技術實現(xiàn)。傳感器中包含微小的彈簧質點和微小的電容器，當受到加速度時，質點會移動，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域：

1.移動設備：加速度傳感器被廣泛應用于智能手機、平板電腦等移動設備中，用于實現(xiàn)方向感應、自動旋轉屏幕、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備、運動追蹤器等產品，用于測量運動的步數(shù)、距離、速度等。

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

審核編輯 黃宇