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行業(yè)動(dòng)態(tài)

熱點(diǎn)丨清華大學(xué)“破冰”芯片新技術(shù)

發(fā)布時(shí)間:2022-08-23

  前言:

  從數據機構IC Insights發(fā)布的報告顯示:2020年在中國銷(xiāo)售的1434億美元IC芯片中,在中國內地生產(chǎn)的IC芯片僅占據了市場(chǎng)總額的15.9%,約為227億美元。

  不少企業(yè)甚至開(kāi)始決定自己來(lái)設計、生產(chǎn)芯片,以擺脫外界供應鏈變動(dòng)所造成的影響。

  這也就意味著(zhù),高端芯片的制造技術(shù),必須要基于芯片產(chǎn)業(yè)的國產(chǎn)化來(lái)進(jìn)行解決。

  在這樣的局面之下,中科院、清華等重點(diǎn)院校[跑步入場(chǎng)],開(kāi)始就先進(jìn)制造技術(shù)領(lǐng)域展開(kāi)研發(fā)。

  作者 | 方文

  圖片來(lái)源 | 網(wǎng) 絡(luò )

  光譜的重要性水漲船高

  目前,光譜也已經(jīng)被用于了工業(yè)、機器人、醫療等各個(gè)領(lǐng)域。

  這樣它的用途就被局限了,比如說(shuō)在智能機器人中應用,機器人通過(guò)對光譜圖像的識別來(lái)分析事物和場(chǎng)景,進(jìn)而做出相應的動(dòng)作。

  他們通過(guò)芯片,對大鼠的腦部進(jìn)行光譜測量,獲得了大鼠腦部各個(gè)位置的動(dòng)態(tài)光譜變化,再加上其他理論的支持,最終得出大鼠腦部神經(jīng)的活動(dòng)狀態(tài)。

  我們每個(gè)人都有獨一無(wú)二的指紋,通過(guò)指紋就可以確定這個(gè)人是誰(shuí)。

  而光譜就是物質(zhì)的指紋,通過(guò)獲得物質(zhì)的光譜,就可以了解它是什么。

  例如利用光譜技術(shù),可以利用衛星觀(guān)測地形,從而識別出地物,甚至可以識別有哪些礦物、植被的分類(lèi)。

  所以該技術(shù)自然還可以用于自動(dòng)駕駛,該技術(shù)的利用,更多的是通過(guò)光譜儀。

  傳統光譜成像的弱勢與局限性

  傳統的光譜成像缺乏實(shí)時(shí)性,沒(méi)有便捷的操作性能,成像的效果也未必理想。

  此外,只是在傳統的技術(shù)范疇中,逐點(diǎn)逐行的掃描存在很大的效率問(wèn)題,由于分辨率的限制采集的信息也未必準確,對智慧感知技術(shù)的探索存在局限性。

  傳統的光譜成像存在一定的使用難度,對研究水準有很高的要求,一點(diǎn)獲取信息失誤就有可能影響整體,視場(chǎng)中的高精度光譜信息無(wú)法被準確獲知。

  智能感知技術(shù)領(lǐng)域的背后會(huì )用上光譜成像,工業(yè)制造,機器視覺(jué)等行業(yè)在發(fā)展過(guò)程中往往會(huì )用上各種光譜成像掃描數據信息,采集物體成像數據。

  光譜成像是智慧感知領(lǐng)域的一大研究方向,具有廣大的市場(chǎng)前景。運用光譜成像技術(shù)可以獲取視場(chǎng)范圍內的物質(zhì)像素點(diǎn)的組分和含量。

  清華大學(xué)突破的技術(shù)更具優(yōu)勢特色

  根據清華大學(xué)官網(wǎng)公布的消息顯示,來(lái)自電子工程系黃翊東教授團隊在超光譜成像芯片的研究中取得重要突破,打造出全球首款實(shí)時(shí)超光譜成像芯片。

  首先這款芯片的誕生為國產(chǎn)智慧感知技術(shù)的發(fā)展積累了更多經(jīng)驗。

  根據清華大學(xué)官網(wǎng)發(fā)布,已經(jīng)實(shí)現了國際首款實(shí)時(shí)超光譜成像芯片的研制,分辨率達到了0.8納米。

  目前最頂級的EUV光刻機可實(shí)現的芯片制造分辨率也才3nm。

  分辨率越低,可光刻的芯片電路圖就越精密。

  而應用到光譜成像的概念,0.8nm的分辨率幾乎可以獲取一個(gè)視場(chǎng)內所有的物質(zhì)像素信息。

  這項技術(shù)突破也引起了不小的波瀾,著(zhù)名的《科學(xué)》雜志也將其刊登在最新一期上,并稱(chēng)之為該領(lǐng)域的最新研究成果。

  和熱成像原理類(lèi)似,光譜可以讓智能感知技術(shù)得到進(jìn)一步發(fā)展。

  首次測量了活體大鼠腦部血紅蛋白及其衍生物的特征光譜的動(dòng)態(tài)變化,時(shí)間分辨率高達30Hz(赫茲)。

  通過(guò)實(shí)時(shí)光譜成像,可獲取大鼠腦部不同位置的動(dòng)態(tài)光譜變化情況,結合血紅蛋白的特征吸收峰,分析獲取對應血管區和非血管區血紅蛋白含量的變化情況,并可利用神經(jīng)血氧耦合的機制,得出腦部神經(jīng)元的活躍狀態(tài)。

  超光譜成像技術(shù)的實(shí)際應用

  現在各個(gè)行業(yè)的發(fā)展都會(huì )用上智慧感知技術(shù),比如汽車(chē)的自動(dòng)駕駛,用于實(shí)時(shí)分析路面信息。還有用于勘測,在一些工程項目中也能發(fā)揮出重大作用。

  智慧感知技術(shù)擁有更好的實(shí)時(shí)性和更清晰的成像功能,必然會(huì )大大增加車(chē)輛自動(dòng)駕駛的安全性和使用過(guò)程中的體驗。

  另外一個(gè)可能相關(guān)的領(lǐng)域是腦機接口領(lǐng)域,可以為用戶(hù)反饋一個(gè)更加清晰真實(shí)的外部世界。

  再次在工業(yè)自動(dòng)化、機器視覺(jué)等諸多領(lǐng)域都有不同程度的應用。

  結尾:

  新的時(shí)代,我們的技術(shù)也發(fā)展了起來(lái),雖然有的還面臨卡脖子,但慢慢的,一些封鎖會(huì )被突破,我們甚至還會(huì )擁有自己的根技術(shù)。

  這是一個(gè)好的趨勢,但仍需要更多的努力。而尊重科研人員,讓他們所得到的回報值得他們的付出,也是從根源發(fā)展核心技術(shù)的態(tài)度。

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