1.中国科学院微电子所在忆阻神经-模糊硬件及应用探索方面取得新进展；

2.北京大学发现手征对称类中安德森相变的拓扑效应；

3.上海微系统所成功研制超导纳米线二极管；

4.广汽集团又一智驾专利公布，支持数据断点续传；

5.中科同帜“一种晶圆键合机”专利获授权；

6.新美光“镀膜装置及镀膜调整方法”专利公布

1.中国科学院微电子所在忆阻神经-模糊硬件及应用探索方面取得新进展

随着高性能神经网络需求的日益增长,神经-符号人工智能因其高度的可解释性和适应性,正吸引着越来越多的关注。它可以通过符号知识增强深度学习的推理和泛化,表现出优于深度学习的能力。但由于符号知识表示与计算的复杂性,设计并实现高效的神经-符号硬件仍面临算力、能效等诸多挑战。

近日,微电子所集成电路制造技术重点实验室刘明院士团队提出了一种基于记忆交叉阵列的符号知识表示解决方案,首次实验演示并验证了忆阻神经-模糊硬件系统在无监督、有监督和迁移学习任务中的应用,为实现其他基于知识的技术提供了指导。团队将模糊逻辑和规则形式的符号知识直接用记忆交叉阵列的拓扑结构表示,利用忆阻器件本征随机性增强了知识表示的鲁棒性,提高了系统的推理性能。为解决硬件原位训练收敛速度慢、效果差的问题,团队首次提出了一种软硬件协同优化框架下的混合原位训练技术,有效降低了计算过程中的累积误差问题。研发的忆阻神经-模糊计算硬件能效超过FPGA两个数量级以上,能耗仅为ASIC的约百分之一。以机器人导航为例,该神经-模糊硬件显示出对未知环境的优越适应性,与深度学习方法相比,系统学习速度提高了约6.6倍,学习错误率降低了约6倍。该工作充分展示了忆阻神经形态计算系统在人工智能领域应用中的巨大潜力。

该工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金委、中国科学院战略先导B类专项等项目支持。研究成果以“Stochastic neuro-fuzzy system implemented in memristor crossbar arrays”为题在Science Advances(《科学·进展》)期刊在线发表。微电子所时拓副研究员为文章第一作者,河北大学闫小兵教授、复旦大学刘琦教授为共同通讯作者。

图:(A)模糊推理系统和所提出的神经-模糊系统的示意图

(B)隶属度函数的隐式实现方式

(C)隶属度函数的显式实现方式

(D)通过稀疏连接实现模糊规则的antecedent

(E)基于忆阻交叉阵列的去模糊化硬件实现方法

(F)基于忆阻硬件系统的实时机器人导航实验

(G)机器人运动轨迹可视化的实时地图

(H)神经-模糊硬件在原位训练中角速度的收敛速度和测试误差率

(I)线速度的收敛速度和测试误差率

2.北京大学发现手征对称类中安德森相变的拓扑效应

近年来，科学家们发现了一种奇特的物相，在这个相中，电流在空间的某个方向上像金属，而在另外的方向上像绝缘体。北京大学物理学院量子材料科学中心进藤龙一（Ryuichi Shindou）课题组的博士研究生赵鹏威等人利用一些高级数学技术来解释这一神秘的电导现象，该现象可能在未来的量子器件中具有潜在应用。他们研究了一个由两组子晶格组成的量子系统，其中，一组子晶格的格点仅与另一组子晶格的格点耦合，而在同一组子晶格内的格点没有耦合（研究者们将这种量子系统称为手征对称类中的系统或手征对称的系统，在这个报道中我们也会采用这种术语）。这种量子系统的电导完全由涡旋以及其在空间中的增殖所控制。这种涡旋现象在自然界中很常见，如海洋中的漩涡、大气中的飓风，甚至木星上的大红斑也是一种涡旋。作者们发现，由于拓扑量子干涉效应，涡旋对可以发生空间极化，极化涡旋对的增殖导致了这种奇特的各向异性电导现象。他们的发现对量子系统中的电导以及开放经典系统（这些系统中能量可能由于与周围环境的相互作用而耗散）中的波动现象等一系列物理现象具有广泛的意义，相关工作以《手征对称类中安德森相变的拓扑效应》（“Topological effect on the Anderson transition in chiral symmetry classes”）为题发表在《物理评论快报》（Physical Review Letters）上。

输运现象是物理学的核心问题。过去几十年来，无序拓扑系统的输运行为得到了广泛研究。然而，能带拓扑在安德森转变中的作用一直难以捉摸。人们普遍认为波函数的局域化-非局域化相变在所有空间方向上是同时发生的。与这一传统观念相反的是，进藤龙一课题组博士研究生肖振宇等人在 2023年的一个数值研究【Phys. Rev. Lett. 131, 056301 (2023)】中发现，在存在一维弱能带拓扑的情况下，金属-绝缘体相变会分为两步进行，其中一种被称为“准局域化相”的新物相会在相图上普遍出现于金属相与安德森局域化相之间（见图1）。在准局域化相中，沿着一维弱拓扑方向（后称为“拓扑方向”）的指数局域长度是发散的，而沿其他方向的局域长度则是一个有限值。肖振宇等人还明确指出，金属相与准局域化相之间的相变属于与同一手征对称类中不具有弱拓扑的安德森转变不同的普适类。这些数值发现清楚地表明了一个事实：一维弱拓扑完全改变了手征对称类中安德森相变的性质，甚至在金属和绝缘体之间产生了新的物相。

图1，具有一维弱拓扑的手征对称系统的示意相图。在拓扑( z )方向上具有发散局域化长度、其他方向上具有有限局域化长度的准局域化相普遍出现在金属相与局域化相之间。nu=0.82 是三维中金属相到准局域化相相变的临界指数估计，而 nu=1 是准局域化相与安德森局域化相相变的精确临界指数

在最近发表的PRL论文中，赵鹏威等人从拓扑场论的视角给出了准局域化现象的普适原因。前人的理论表明二维手征对称类中的安德森相变是由涡旋激发的空间增殖引发的，这些涡旋激发来自于一个 U(1) 子群对称性。受此启发，赵鹏威等人指出：一维弱拓扑可以赋予涡旋-反涡旋对（后称为“涡旋对”）一个量子相位（“贝里相位”），这一相位的大小取决于涡旋对相对于拓扑方向的角度。他们认为，这种量子相位导致了那些与拓扑方向不平行的涡旋对构型之间出现相消干涉现象，从而等效地使这些涡旋对沿着拓扑方向极化（见图 2）。极化涡旋对的增殖自然使得场变量的关联在拓扑方向和其他方向上分别表现出弱无序（长程）和强无序性（短程）。由于这个原因，具有极强各向异性电导的准局域化相在具有一维弱拓扑的手征对称系统的相图中会出现在金属相的旁边，这一现象是普适的。基于这一物理图像，赵鹏威等人推导了具有一维弱拓扑的手征么正类二维非线性西格玛模型的重整化群（RG）方程，并证实在 RG 相图中，紧靠金属相的区域里的确会出现准局域化相（见图 3）。此外，得益于进藤龙一课题组已毕业博士研究生骆训龙等人在2022年的研究工作（Phys. Rev. Research4, L022035 (2022)），人们可以预期手征对称类中的准局域化现象会广泛地出现在基本对称类（如 A 类、AI 类和 AII 类）非厄米算符的本征态中。这表明该理论对开放经典系统以及开放量子系统中的波动现象具有更广泛的适用性。

图2，该示意图展示了在没有一维弱拓扑（a）和有一维弱拓扑（b）的手征对称系统中，涡旋-反涡旋对的空间增殖情况。由虚线连接的黑色实心圆和白色空心圆表示一个涡旋-反涡旋对。向量chi标记了一维弱拓扑的方向

图3，从重整化群方程得到的二维手征么正类无序模型的相图。chi是一维弱拓扑强度。y是逸度，它控制了涡旋增殖的难易程度。K是刚度，它描述了系统在涡旋影响下的稳定程度

赵鹏威为该论文的第一作者，肖振宇和张也阳为论文合作者，进藤龙一为通讯作者。该项目得到了科技部重点研发计划和国家自然科学基金委面上项目的支持。

3.上海微系统所成功研制超导纳米线二极管

半导体二极管与晶体管是现代电子工业的基石，它们是构建超大规模集成电路的最基础电子元件。半导体二极管常以P-N结或肖特基结为基础，核心是其单向导通特性。在正向偏压下时，P-N结处于导通状态，允许电流通过，开启电压低；而在反向偏压下，P-N结处于截止状态，电流几乎无法通过，反向击穿电压高。不同于半导体材料，超导体具有宏观量子效应，电流可以无阻地流通超导体。由于超导体的超流特性，研制超导二极管似乎难以实现。直到2020年，日本京都大学Teruo Ono研究组在[Nb/V/Ta]40超晶格中通过施加横向磁场首次实现超导二极管现象[1]。此后，科研人员分别在不同的量子系统中实现了超导二级管效应或超导约瑟夫森结二极管[2]。然而这些超导二极管结构较为复杂，难以构建大规模超导集成电路，因此如何利用常规超导体结合成熟的半导体微纳工艺技术研制稳定可靠的超导二极管是是超导电子学的研究热点之一[3]。而在超导电子学最常用的s波超导体中，由于其各向同性的超导电性，难以研制具有单向导通特性的超导二极管。

近日，中国科学院上海微系统所尤立星、李浩团队利用超导电流的拥堵效应（crowding effect）成功在超导纳米线中实现了超导二极管效应。相关研究成果以《不对称超导纳米线中的二极管效应（Superconducting Diode Effect in a Constricted Nanowire）》为题，发表在Advanced Quantum Technologies上。

超导纳米线是维度最低、宏观尺寸最小的超导电子学元件，它有望构建具有高集成度的新型超导逻辑器件与逻辑电路，如N-tron与Y-tron、纳米线二极管与晶体管等新型超导量子器件。而在电流稳定流动的超导微纳结构中，任意的空间尺寸扩张或收缩都将引起超导序参量的空间涨落，导致超导临界电流的减小（电流拥堵效应），因此通过在超导纳米线上引入一个微小的收缩或扩张区域，即可构建出具有非互易电输运特性的超导纳米线二极管。超导纳米线二极管的结构如图1(a)所示，超导纳米线采用超导电子学最常用的超导体之一: NbTiN超导薄膜。通过施加一个较小的外磁场，不对称超导纳米线即展现出了明显的非互易电输运特性，其正向临界电流与反向临界电流存在着明显的差异。

图1 a. 超导纳米线二极管的扫描电镜图。      b. 超导纳米线二极管的非互易电输运特性

此外研究人员还利用超导纳米线二极管演示了其对方波和正弦波的整流特性，如图2所示。当给超导纳米线二极管施加一个幅值处于正向临界电流和反向临界电流之间的一个方波或正弦波信号时，由于超导纳米线二极管的非互易电输运特性，其只在单一方向上偏置电流可以无阻地流通，在反方向上则输出相应的电压信号。

图2 超导纳米线二极管的整流效应。

4.广汽集团又一智驾专利公布，支持数据断点续传

近日，天眼查显示，广汽集团申请的“自动驾驶中进行变道控制的方法、系统、装置、存储介质及车辆”专利公布。

本申请涉及一种自动驾驶多模数据处理方法及其装置、存储介质，包括：当数据任务开启时，判断所述数据任务是否是首次运行；若所述数据任务是首次运行，则获取自动驾驶数据，并根据所述自动驾驶数据的类型将所述自动驾驶数据推送至对应的kafka主题分区；若所述数据任务不是首次运行，则从mongodb日志库中获取对应的主题分区偏移量，并获取自动驾驶数据，根据所述自动驾驶数据的类型、所述主题分区偏移量将所述自动驾驶数据推送至对应的kafka主题分区；所述自动驾驶数据包括至少一种类型的数据，每一种类型的数据对应一个kafka主题分区。本申请能够实现自动驾驶数据的自动断点续传，无需人工介入。

近年来，广汽集团在自动驾驶领域不断深化布局。今年10月，广汽资本就向小马智行投资了2700万美元。此外，广汽集团近年来还孵化出了智慧出行平台如祺出行，并先后投资多家国内自动驾驶技术与芯片公司。

5.中科同帜“一种晶圆键合机”专利获授权

天眼查显示，中科同帜半导体（江苏）有限公司近日取得一项名为“一种晶圆键合机”的专利，授权公告号为CN221927981U，授权公告日为2024年10月29日，申请日为2023年12月8日。

本实用新型涉及晶圆键合技术领域，一种晶圆键合机，包括微调机构、小气缸组件、油缸组件、施压组件和真空腔体；所述微调机构设置在所述小气缸组件上方并且所述小气缸组件的顶块上部活动嵌入所述微调机构的凹槽内，所述小气缸组件设置在所述油缸组件内部，所述小气缸组件的顶块下部固定设置在所述油缸组件的液压缸活塞上部上，所述施压组件设置在所述油缸组件的下方，所述油缸组件的液压缸活塞下部密封固定设置在所述施压组件的称重传感器上，所述施压组件下部密封固定设置在所述真空腔体的上压头上，解决了晶圆键合时晶圆容易碎并且键合精度低的问题。

6.新美光“镀膜装置及镀膜调整方法”专利公布

天眼查显示，新美光（苏州）半导体科技有限公司“镀膜装置及镀膜调整方法”专利公布，申请公布日为2024年10月29日，申请公布号为CN118854228A。

本申请实施例涉及一种镀膜装置及镀膜调整方法。其中，镀膜装置包括：壳体设有出气口，且壳体内部形成有反应腔室，出气口连通反应腔室；蒸发台用于对膜料进行加热并使其蒸发，膜料蒸发后形成气态膜料；安装组件用于安装衬底，气态膜料形成气流场并附着于衬底表面形成薄膜；格栅组件包括多条格栅与多个驱动件，格栅在驱动件的作用下调整张合状态；驱动件在控制器的控制作用下驱动格栅调整张合状态，以调整气流场分布，进而调整衬底表面形成的薄膜的均匀性。本申请实施例提供的镀膜装置能够调整衬底表面形成的薄膜的均匀性，进而提高衬底表面沉积均匀性。