聯(lián)電、英特爾宣布合作開發(fā)12nm芯片制程，思特威推出全新5000萬像素1/1.28英寸圖像傳感器SC580XS

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傳感新品

【上海大學(xué)：研發(fā)兼具皮膚共形貼附能力和高透氣性的濕度傳感器】

濕度傳感器可以檢測周圍環(huán)境或人體皮膚表面的濕度變化，在可穿戴電子、人機界面和醫(yī)療保健等領(lǐng)域都具有廣闊的應(yīng)用前景，是可穿戴電子器件基石之一。由于濕度傳感屬于非接觸模式，避免了傳統(tǒng)接觸式傳感器件（如力學(xué)類傳感器）長期穿戴后造成的機械磨損和交叉感染。盡管目前可穿戴式濕度傳感器具有優(yōu)良的傳感性能，但是透氣性較差，不利于人體皮膚分泌汗液的蒸發(fā)，長期穿戴后容易刺激皮膚導(dǎo)致紅腫發(fā)炎等癥狀。同時，這些器件厚度大（數(shù)百微米）、楊氏模量較高，很難共形貼附在皮膚表面，尤其在人體運動時，易出現(xiàn)器件-皮膚界面失效的問題，降低測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，阻礙了長期使用。

研究者通過將堿化MXenes-聚多巴胺的復(fù)合濕敏材料（AMP）噴涂在有叉指電極的靜電紡絲納米纖維上，制備出一種能與皮膚共形貼附和透氣性好的濕度傳感器（SAMP），如圖1所示。該器件的優(yōu)良性能可歸功于AMP濕敏材料和彈性體納米纖維襯底的協(xié)同作用：AMP濕敏材料具有大比表面積和豐富親水官能團，能快速吸附-脫附水分子，有利于提高器件的濕敏性能。而彈性體納米纖維襯底具有超薄、柔性和多孔結(jié)構(gòu)的特性，有助于實現(xiàn)器件的皮膚共形貼附和高透氣性。

圖1：基于SAMP的濕度傳感器原理圖及應(yīng)用。

基于SAMP的濕度傳感器的制備工藝可分為三步：

1、首先通過靜電紡絲工藝制備超薄、透氣的彈性納米纖維襯底（SBS NFs）；

2、通過空氣噴涂工藝形成Ag NWs叉指電極（IDEs）；

3、最后滴涂AMP濕敏材料。

SEM、XRD和XPS分析結(jié)果證實了納米纖維襯底的多孔結(jié)構(gòu)，濕敏材料具有大比表面積的手風(fēng)琴層狀結(jié)構(gòu)和親水官能團。此外，整個器件厚度僅為約26 μm。由于具有超薄、柔性的特性，該器件可在范德瓦爾力的作用下可與志愿者手指表面共形貼附，如圖2所示。

圖2：基于SAMP的濕度傳感器的制備與表征。

AMP的吸濕性受其濃度的影響，濃度越高，吸濕性越強，有利于提高濕度傳感器的響應(yīng)能力。然而，濃度越高，會降低器件的透氣性。研究者在納米纖維襯底上分別制備了五種不同濃度（0.2-1.0 mg/mL）的AMP濕敏材料，研究了濃度對器件的傳感性能和透氣性的影響規(guī)律，發(fā)現(xiàn)滴涂濃度為0.6 mg/mL AMP濕敏材料的濕度傳感器具有最大的靈敏度（704）、優(yōu)良的透氣性（0.074 g cm-2 d-1）和較短的響應(yīng)恢復(fù)時間（0.9s/0.9s），如圖3所示。

圖3：基于SAMP的濕度傳感器性能定量研究。

由于該濕度傳感器具有優(yōu)良的透氣性和濕度響應(yīng)，因此可作為可穿戴設(shè)備監(jiān)測一些與濕度相關(guān)的行為，例如識別人類的運動模式和情緒狀態(tài)（見圖4）。志愿者在運動過程中前額皮膚出汗，蒸發(fā)的水分子被SAMP捕獲，導(dǎo)致傳感器電流信號發(fā)生變化，因此將器件貼附在志愿者額頭上，可以實現(xiàn)志愿者深蹲運動之前、期間和之后三種運動模式的區(qū)分。研究表明，即使在皮膚大量出汗時，經(jīng)受不同方向擠壓的器件仍能與皮膚保持共形貼附狀態(tài)，且將器件貼附在手臂皮膚上8天后，皮膚表面未出現(xiàn)明顯異常，證明該SAMP器件具有良好的透氣性和生物兼容性，可以用于長期監(jiān)測人體生理信息。

有研究表明，人體情緒狀態(tài)會直接影響其呼吸模式。研究者采集了志愿者在正常、恐懼、疼痛和思考四種情緒狀態(tài)下的呼吸模式（如呼吸頻率、呼吸深度等）數(shù)據(jù)，并采用支持向量機(SVM)算法機器學(xué)習(xí)分類，獲得了高達86.7%的識別準(zhǔn)確率。

圖4：基于SAMP濕度傳感器在運動模式和情緒狀態(tài)識別的應(yīng)用。

利用手指皮膚固有的濕度場可以實現(xiàn)非接觸式的人機界面交互，避免傳統(tǒng)器件直接接觸引起的細菌交叉感染問題。同時，為了避免單點控制帶來的意外觸發(fā)問題，進行手指運動的有效識別，研究者提出了基于陣列濕度傳感器的人機交互系統(tǒng)，由一個3×3 SAMP濕度傳感器陣列，機器小車、處理電路、、存儲箱、醫(yī)療包和電池等組成，如圖5所示。該系統(tǒng)可采集并分析志愿者在陣列器件上方不同位置劃出的手指軌跡，發(fā)出相應(yīng)指令控制機器小車做出向前、左轉(zhuǎn)、閉合/閉合機械爪等動作以完成醫(yī)療包的轉(zhuǎn)運工作。該濕度傳感器對運動模式、情緒狀態(tài)和非接觸手指劃動軌跡的精確識別，證明其在運動監(jiān)測、醫(yī)療衛(wèi)生、人機交互界面等領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用前景。

圖5：基于SAMP濕度傳感器的非接觸式人機界面應(yīng)用。

傳感動態(tài)

【蘋果申請新型超聲波溫度傳感器專利，可實時測量周邊環(huán)境溫度】

1 月 25 日消息，Apple Watch 上的第一代溫度傳感器主要用于跟蹤女性的排卵周期。據(jù) PatentlyApple 報道，今天，美國專利局公布了蘋果公司的一項專利申請，這項專利涉及一種新型的超聲波溫度傳感器，該傳感器能夠測量周圍空氣的溫度或其他環(huán)境介質(zhì)的溫度，例如水、其他液體或玻璃等電子設(shè)備外部的材料。

蘋果在專利文件中指出，電子設(shè)備往往陪伴用戶進行日?；顒樱绮叫?、通勤、工作、鍛煉等。在某些情況下，用戶可能需要了解周圍空氣的溫度或其他環(huán)境介質(zhì)的溫度。

雖然電子設(shè)備可以通過各種網(wǎng)絡(luò)資源獲取環(huán)境溫度和天氣信息，但這些信息不一定準(zhǔn)確反映用戶所在的確切位置的真實溫度，例如陰涼區(qū)域（樹下或陰涼小路）或會影響環(huán)境溫度的表面（草地或瀝青路面）。因此，將溫度傳感器直接嵌入電子設(shè)備中可以更準(zhǔn)確地測量環(huán)境溫度。

蘋果的這項新專利旨在通過超聲波技術(shù)直接測量環(huán)境溫度。超聲波溫度傳感器通過測量聲音在空氣或其他介質(zhì)中的傳播速度來計算溫度，從而獲得更準(zhǔn)確的實時數(shù)據(jù)。這種傳感器可以放置在電子設(shè)備外殼的凹槽或開口處，并根據(jù)需要覆蓋網(wǎng)格或格柵。傳感器可以包含任意數(shù)量的發(fā)射器和接收器（例如 PMUT 陣列），也可以使用單獨的超聲波發(fā)射器和接收器，或者使用兼具發(fā)射和接收功能的 PMUT。

從專利文件中附帶的圖片來看，該溫度傳感器可以安裝在 Apple Watch 和 iPhone 等設(shè)備上。專利圖還展示了傳感器的工作原理示意圖、溫度和聲速關(guān)系圖、空氣密度 / 大氣壓強與海拔關(guān)系圖以及壓電微機械超聲波換能器陣列示意圖等。

蘋果的這項新型超聲波溫度傳感器專利有望提升電子設(shè)備對環(huán)境的感知能力，為用戶提供更加精準(zhǔn)和實用的溫度信息。

【霍尼韋爾與恩智浦半導(dǎo)體攜手合作，共同推動加強樓宇能源智能管理】

霍尼韋爾和恩智浦半導(dǎo)體在2024年國際消費電子展（CES 2024）上宣布簽署諒解備忘錄（MOU），將合作優(yōu)化商業(yè)樓宇對能源消耗的感知和安全控制方式。

根據(jù)國際能源署（IEA）的數(shù)據(jù)，樓宇運營占全球最終能源消耗的30%，占全球能源相關(guān)排放的26%，因此現(xiàn)今的決策將對未來的能源使用和節(jié)能潛力產(chǎn)生重大影響。當(dāng)今越來越多的智能能源解決方案使用機器學(xué)習(xí)和數(shù)據(jù)分析來增強樓宇自動化和能源效率。

通過將恩智浦支持神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的工業(yè)級應(yīng)用處理器集成到霍尼韋爾的建筑管理系統(tǒng)（BMS），此次合作有助于提升樓宇運營的智能水平。該諒解備忘錄第一階段的重點為霍尼韋爾優(yōu)化器套件，該套件是高度靈活、面向未來的樓宇控制和自動化平臺。

雙方合作將進一步實現(xiàn)基于人工智能/機器學(xué)習(xí)和數(shù)據(jù)分析的智能能源解決方案，以增強樓宇自動化，提高能源效率，同時指導(dǎo)服務(wù)技術(shù)人員。合作的最終目標(biāo)是充分利用恩智浦支持神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的i.MX芯片組功能，進一步增強霍尼韋爾的BMS產(chǎn)品系列。

霍尼韋爾首席技術(shù)官Suresh Venkatarayalu表示：“樓宇逐漸依賴數(shù)據(jù)和自動化運營控制能力來提高可持續(xù)性，提升運營效率。借助恩智浦最新的機器學(xué)習(xí)解決方案，我們能夠為客戶提供卓越的樓宇自動化技術(shù)。”

恩智浦半導(dǎo)體首席技術(shù)官Lars Reger表示：“提高智能樓宇的可持續(xù)性和舒適度變得空前重要。恩智浦先進的安全互聯(lián)處理解決方案組合由易于使用的快速AI模型開發(fā)工具和服務(wù)平臺提供支持，可在整個樓宇管理生命周期內(nèi)配置和管理物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。恩智浦解決方案的強大能力與霍尼韋爾作為領(lǐng)先的樓宇管理解決方案提供商之一的專業(yè)知識相結(jié)合，標(biāo)志著我們共同愿景的一個重要里程碑，即為所有人創(chuàng)造一個更智能、更互聯(lián)的世界。”

霍尼韋爾將基于恩智浦的可擴展半導(dǎo)體和軟件解決方案，例如i.MX 8M應(yīng)用處理器和i.MX RT跨界微控制器，幫助實現(xiàn)安全實時觀察、學(xué)習(xí)和適應(yīng)，在管理關(guān)鍵樓宇系統(tǒng)的現(xiàn)場BMS設(shè)備中增強分析決策能力。憑借霍尼韋爾Forge分析解決方案進行基于云的大數(shù)據(jù)分析，建筑可以越來越多地利用更好的遠見和洞察力來優(yōu)化能源使用，從而改善可持續(xù)發(fā)展成果。

【聯(lián)電、英特爾宣布合作開發(fā) 12nm 芯片制程，2027 年投產(chǎn)】

1 月 26 日消息，聯(lián)華電子（聯(lián)電）和英特爾 25 日共同宣布，雙方將合作開發(fā) 12nm 制程平臺。

這項長期合作結(jié)合英特爾位于美國的大規(guī)模制造產(chǎn)能，和聯(lián)電在成熟制程上的晶圓代工經(jīng)驗，以擴充制程組合。

英特爾資深副總裁暨晶圓代工服務(wù)（IFS）總經(jīng)理 Stuart Pann 表示：“英特爾致力于與聯(lián)電這樣的企業(yè)合作，為全球客戶提供更好的服務(wù)。英特爾與聯(lián)電的策略合作進一步展現(xiàn)了為全球半導(dǎo)體供應(yīng)鏈提供技術(shù)和制造創(chuàng)新的承諾，也是實現(xiàn)英特爾在 2030 年成為全球第二大晶圓代工廠的重要一步?！?/p>

此項 12nm 制程將運用英特爾位于美國的大規(guī)模制造能力和 FinFET 電晶體設(shè)計經(jīng)驗，將在英特爾位于美國亞利桑那州 Ocotillo Technology Fabrication 的 12、22 和 32 廠進行開發(fā)和制造，預(yù)計在 2027 年投入生產(chǎn)。

根據(jù)市場調(diào)查機構(gòu) Gartner 公布的初步統(tǒng)計結(jié)果，英特爾從三星手中奪回全球半導(dǎo)體收入第一的寶座，此前兩年英特爾一直位居第二。英特爾 2023 年的營收總額為 487 億美元（IT之家備注：當(dāng)前約 3491.79 億元人民幣），而三星的營收總額為 399 億美元（當(dāng)前約 2860.83 億元人民幣）。

【思特威推出全新5000萬像素1/1.28英寸圖像傳感器SC580XS】

近日，知名CMOS圖像傳感器供應(yīng)商思特威（SmartSens，股票代碼：688213），正式推出其首顆5000萬像素1/1.28英寸圖像傳感器新品——SC580XS。

據(jù)介紹，此款新品是思特威繼成功量產(chǎn)第一顆22nm HKMG Stack工藝的5000萬像素1/1.56英寸產(chǎn)品SC550XS之后，在同一工藝平臺打造的升級產(chǎn)品。作為1.22μm像素尺寸圖像傳感器，SC580XS搭載思特威新一代像素技術(shù)SFCPixel-2以及PixGain HDR、AllPix ADAF等多項技術(shù)和工藝，以高動態(tài)范圍、低噪聲、100%全像素對焦、超低功耗等性能優(yōu)勢，為旗艦級智能手機主攝帶來出色的質(zhì)感影像。

SC580XS依托思特威先進的SFCPixel-2技術(shù)和PixGain技術(shù)，結(jié)合多種高動態(tài)范圍(HDR)技術(shù)的組合，可為智能手機攝像頭帶來畫質(zhì)細膩、明暗細節(jié)豐富的高清影像。

該新品采用思特威PixGain HDR技術(shù)，通過同一幀曝光下的高低轉(zhuǎn)換增益圖像合成，有效抑制運動偽影的形成。此外，SC580XS還支持三重曝光HDR、PixGain HDR+VS等多種高動態(tài)范圍模式，動態(tài)范圍可高達120dB，即使在暗光場景下也能輸出細節(jié)豐富、色彩真實的畫面。

基于SFCPixel-2和PixGain技術(shù)，SC580XS的讀取噪聲(RN)低至0.7e-，并在相關(guān)多采樣技術(shù)(CMS)的加持下，其CMS 4x噪聲降幅可達40%。據(jù)悉，較行業(yè)同規(guī)格產(chǎn)品，SC580XS的讀取噪聲(RN)和固定噪聲(FPN)分別顯著降低約33%和32%，PRNU小幅降低4%，使其畫質(zhì)更細膩。

【傳感器的主要分類和選型原則】

基本介紹

傳感器（英文名稱：transducer/sensor）是能感受到被測量的信息，并能將感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求的檢測裝置。傳感器具有微型化、數(shù)字化、智能化、多功能化、系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化等特點，它是實現(xiàn)自動檢測和自動控制的首要環(huán)節(jié)。

主要分類

按用途

壓力敏和力敏傳感器、位置傳感器、液位傳感器、能耗傳感器、速度傳感器、加速度傳感器、射線輻射傳感器、熱敏傳感器。

按原理

振動傳感器、濕敏傳感器、磁敏傳感器、氣敏傳感器、真空度傳感器、生物傳感器等。

按輸出信號

模擬傳感器：將被測量的非電學(xué)量轉(zhuǎn)換成模擬電信號。

數(shù)字傳感器：將被測量的非電學(xué)量轉(zhuǎn)換成數(shù)字輸出信號（包括直接和間接轉(zhuǎn)換）。

膺數(shù)字傳感器：將被測量的信號量轉(zhuǎn)換成頻率信號或短周期信號的輸出（包括直接或間接轉(zhuǎn)換）。

開關(guān)傳感器：當(dāng)一個被測量的信號達到某個特定的閾值時，傳感器相應(yīng)地輸出一個設(shè)定的低電平或高電平信號。

按其制造

工藝集成傳感器是用標(biāo)準(zhǔn)的生產(chǎn)硅基半導(dǎo)體集成電路的工藝技術(shù)制造的。通常還將用于初步處理被測信號的部分電路也集成在同一芯片上。

薄膜傳感器則是通過沉積在介質(zhì)襯底（基板）上的，相應(yīng)敏感材料的薄膜形成的。使用混合工藝時，同樣可將部分電路制造在此基板上。

厚膜傳感器是利用相應(yīng)材料的漿料，涂覆在陶瓷基片上制成的，基片通常是Al2O3制成的，然后進行熱處理，使厚膜成形。

陶瓷傳感器采用標(biāo)準(zhǔn)的陶瓷工藝或其某種變種工藝（溶膠、凝膠等）生產(chǎn)。完成適當(dāng)?shù)念A(yù)備性操作之后，已成形的元件在高溫中進行燒結(jié)。厚膜和陶瓷傳感器這二種工藝之間有許多共同特性，在某些方面，可以認為厚膜工藝是陶瓷工藝的一種變型。

每種工藝技術(shù)都有自己的優(yōu)點和不足。由于研究、開發(fā)和生產(chǎn)所需的資本投入較低，以及傳感器參數(shù)的高穩(wěn)定性等原因，采用陶瓷和厚膜傳感器比較合理。

按測量目

物理型傳感器是利用被測量物質(zhì)的某些物理性質(zhì)發(fā)生明顯變化的特性制成的。

化學(xué)型傳感器是利用能把化學(xué)物質(zhì)的成分、濃度等化學(xué)量轉(zhuǎn)化成電學(xué)量的敏感元件制成的。

生物型傳感器是利用各種生物或生物物質(zhì)的特性做成的，用以檢測與識別生物體內(nèi)化學(xué)成分的傳感器。

按其構(gòu)成

基本型傳感器：是一種最基本的單個變換裝置。

組合型傳感器：是由不同單個變換裝置組合而構(gòu)成的傳感器。

應(yīng)用型傳感器：是基本型傳感器或組合型傳感器與其他機構(gòu)組合而構(gòu)成的傳感器。

按作用形式

按作用形式可分為主動型和被動型傳感器。

主動型傳感器又有作用型和反作用型，此種傳感器對被測對象能發(fā)出一定探測信號，能檢測探測信號在被測對象中所產(chǎn)生的變化，或者由探測信號在被測對象中產(chǎn)生某種效應(yīng)而形成信號。檢測探測信號變化方式的稱為作用型，檢測產(chǎn)生響應(yīng)而形成信號方式的稱為反作用型。雷達與無線電頻率范圍探測器是作用型實例，而光聲效應(yīng)分析裝置與激光分析器是反作用型實例。

被動型傳感器只是接收被測對象本身產(chǎn)生的信號，如紅外輻射溫度計、紅外攝像裝置等。

選型原則

要進行—個具體的測量工作，首先要考慮采用何種原理的傳感器，這需要分析多方面的因素之后才能確定。因為，即使是測量同一物理量，也有多種原理的傳感器可供選用，哪一種原理的傳感器更為合適，則需要根據(jù)被測量的特點和傳感器的使用條件考慮以下一些具體問題：量程的大?。槐粶y位置對傳感器體積的要求；測量方式為接觸式還是非接觸式；信號的引出方法，有線或是非接觸測量；傳感器的來源，國產(chǎn)還是進口，價格能否承受，還是自行研制。在考慮上述問題之后就能確定選用何種類型的傳感器，然后再考慮傳感器的具體性能指標(biāo)。

靈敏度的選擇

通常，在傳感器的線性范圍內(nèi)，希望傳感器的靈敏度越高越好。因為只有靈敏度高時，與被測量變化對應(yīng)的輸出信號的值才比較大，有利于信號處理。但要注意的是，傳感器的靈敏度高，與被測量無關(guān)的外界噪聲也容易混入，也會被放大系統(tǒng)放大，影響測量精度。因此，要求傳感器本身應(yīng)具有較高的信噪比，盡量減少從外界引入的干擾信號。傳感器的靈敏度是有方向性的。當(dāng)被測量是單向量，而且對其方向性要求較高，則應(yīng)選擇其它方向靈敏度小的傳感器；如果被測量是多維向量，則要求傳感器的交叉靈敏度越小越好。

頻率響應(yīng)特性

傳感器的頻率響應(yīng)特性決定了被測量的頻率范圍，必須在允許頻率范圍內(nèi)保持不失真。實際上傳感器的響應(yīng)總有—定延遲，希望延遲時間越短越好。傳感器的頻率響應(yīng)越高，可測的信號頻率范圍就越寬。在動態(tài)測量中，應(yīng)根據(jù)信號的特點(穩(wěn)態(tài)、瞬態(tài)、隨機等)響應(yīng)特性，以免產(chǎn)生過大的誤差。

線性范圍

傳感器的線形范圍是指輸出與輸入成正比的范圍。以理論上講，在此范圍內(nèi)，靈敏度保持定值。傳感器的線性范圍越寬，則其量程越大，并且能保證一定的測量精度。在選擇傳感器時，當(dāng)傳感器的種類確定以后首先要看其量程是否滿足要求。但實際上，任何傳感器都不能保證絕對的線性，其線性度也是相對的。當(dāng)所要求測量精度比較低時，在一定的范圍內(nèi)，可將非線性誤差較小的傳感器近似看作線性的，這會給測量帶來極大的方便。

穩(wěn)定性

傳感器使用一段時間后，其性能保持不變的能力稱為穩(wěn)定性。影響傳感器長期穩(wěn)定性的因素除傳感器本身結(jié)構(gòu)外，主要是傳感器的使用環(huán)境。因此，要使傳感器具有良好的穩(wěn)定性，傳感器必須要有較強的環(huán)境適應(yīng)能力。在選擇傳感器之前，應(yīng)對其使用環(huán)境進行調(diào)查，并根據(jù)具體的使用環(huán)境選擇合適的傳感器，或采取適當(dāng)?shù)拇胧?，減小環(huán)境的影響。傳感器的穩(wěn)定性有定量指標(biāo)，在超過使用期后，在使用前應(yīng)重新進行標(biāo)定，以確定傳感器的性能是否發(fā)生變化。在某些要求傳感器能長期使用而又不能輕易更換或標(biāo)定的場合，所選用的傳感器穩(wěn)定性要求更嚴(yán)格，要能夠經(jīng)受住長時間的考驗。

精度

精度是傳感器的一個重要的性能指標(biāo)，它是關(guān)系到整個測量系統(tǒng)測量精度的一個重要環(huán)節(jié)。傳感器的精度越高，其價格越昂貴，因此，傳感器的精度只要滿足整個測量系統(tǒng)的精度要求就可以，不必選得過高。這樣就可以在滿足同一測量目的的諸多傳感器中選擇比較便宜和簡單的傳感器阿特拉斯空壓機配件。如果測量目的是定性分析的，選用重復(fù)精度高的傳感器即可，不宜選用絕對量值精度高的；如果是為了定量分析，必須獲得精確的測量值，就需選用精度等級能滿足要求的傳感器。對某些特殊使用場合，無法選到合適的傳感器，則需自行設(shè)計制造傳感器。自制傳感器的性能應(yīng)滿足使用要求。

審核編輯 黃宇