1.清华大学成功研制亚埃米级光谱成像芯片“玉衡”
2.北京理工大学团队在电霍尔效应和量子电霍尔效应研究方面取得重要进展
3.大连理工大学机械工程学院科研团队发布关于微流控芯片的最新成果
4.苹果公司首席运营官Sabih Khan到访瑞声科技
5.得一微全国产AI存力解决方案,领跑数字电网智能化转型
1.清华大学成功研制亚埃米级光谱成像芯片“玉衡”
据清华大学消息,清华大学电子工程系方璐教授课题组首创了可重构计算光学成像架构,研制了高分辨光谱成像芯片“玉衡”,实现了亚埃米级光谱分辨率、千万像素级空间分辨率的快照光谱成像,该研究成果以《集成铌酸锂光子学亚埃米级快照光谱成像》(“Integrated lithium niobate photonics for sub-angstrom snapshot spectroscopy”)为题于10月15日在线发表于《自然》(Nature)。
“玉衡”的诞生是人工智能与物理光学、集成光子学、材料科学的交叉融合,与传统体型庞大、采集缓慢的高分辨光谱装置不同,“玉衡”芯片仅约2厘米 × 2厘米 × 0.5厘米,在400-1000纳米的宽光谱范围内实现了亚埃米级光谱分辨率、千万像素级空间分辨率并具备88 Hz 的快照光谱成像能力。
光谱记录着光在不同波长下的强度变化,揭示了物质与光的相互作用,是解析成分、结构与特性的“光学密钥”。然而,传统光谱测量受限于分光采集与固化结构,光谱分辨率与成像通量之间长期存在固有矛盾,成为光谱成像领域久未破解的科学难题。
据介绍,“玉衡”攻克了光谱成像系统的分辨率、效率与集成度难题,可广泛应用于机器智能、机载遥感、天文观测等领域,课题组在论文中进行了详细的光谱巡天实验验证,指出“玉衡”芯片具备应用于光谱巡天并大幅度提升天文观测效率的能力,凭借微型化设计它还可搭载于卫星,有望绘制出前所未见的宇宙光谱图景。
据悉,目前课题组正基于原理样片,加速工程化样机与系统级优化,并将在10.4米口径加那利大型望远镜上进行测试应用。(清华大学)
2.北京理工大学团队在电霍尔效应和量子电霍尔效应研究方面取得重要进展
近日,北京理工大学物理学院姚裕贵教授团队基于电场对贝里曲率和能带结构的调控,提出霍尔效应的“电场版本”,即电霍尔效应和量子电霍尔效应。该团队通过对称性分析,明确了实现这些全新效应的对称性条件,发现该效应可以广泛存在于铁磁性、反铁磁性和交错磁性等二维材料体系中。此外,应用微扰理论和半经典输运方程,推导出内禀电霍尔电导率的解析表达式,明确指出内禀电霍尔效应来源于两种全新的几何量——贝里曲率极化与贝里曲率关于垂直电场的极化率。该工作以“Electric Hall Effect and Quantum Electric Hall Effect”为题发表于国际物理学顶级期刊《Physical Review Letters》。北京理工大学为该工作的唯一完成单位,张闰午特别研究员、余智明教授和姚裕贵教授为论文的共同通讯作者,博士生崔朝喜为论文的第一作者,博士生邱宇辉、韩依琳为论文的共同作者。该工作得到科技部重点研发计划和国家自然科学基金等项目的支持。
霍尔效应是最基本的物理现象之一,也是诸多低功耗量子效应的理论基石。自发现以来,各种不同形式的霍尔效应——包括常规与平面、内禀与外在、线性与非线性等——不断被提出并得到深入研究。
在该领域中,姚裕贵教授团队长期开展系统性研究,取得了一系列重要突破:2004年,姚裕贵等人率先发展了反常霍尔电导率的第一性原理计算方法,定量研究了反常霍尔效应中基于贝里相的内禀机制,指出了内禀机制的重要性【PRL 92, 037204 (2004)】。该工作成功解决了长期悬而未决的科学难题——“内禀机制贡献在反常霍尔效应中是否重要”,颠覆了此前“外在机制占主导,内禀机制不重要”的传统认识,实质性地推动了该领域的迅速发展。2006年,姚等人进一步提出反常霍尔效应内禀与外在部分的分解方法,并给出反常霍尔效应中内禀电导率和磁化强度成线性关系的理论解释及定量计算方法【PRL 96, 037204 (2006)】,这一成果被广泛引用,并被收录于M. P. Marder的流行教科书《Condensed Matter Physics》。2023年,姚等人提出在一大类具有时空反演对称性的反铁磁体中可实现面内反常霍尔效应,并给出了其普适理论和可行的材料设计方案,进一步拓展了反常霍尔效应理论【PRL 130, 166702 (2023)】。此外,通过与实验团队合作,首次构筑出异维超晶格结构,发现了室温下显著的面内反常霍尔效应,与理论预测相符,该成果发表在《自然》【Nature 609, 46-51 (2022)】。
近日,姚裕贵教授团队在上述长期积累的基础上,又提出了一种全新的霍尔效应——电霍尔效应。该效应的创新之处在于,霍尔电流由垂直于平面的静态电场诱导,而非传统意义上的磁场,如图1所示。
图1 (a) 常规霍尔效应,(c) 量子霍尔效应;(b)与(d) 分别展示了电霍尔效应和量子电霍尔效应,它们可被视为常规霍尔效应与量子霍尔效应的电场对应。
姚裕贵教授团队在该研究工作中探索了二维磁性系统中的电霍尔效应。通过对称性分析,研究团队证明了内禀电霍尔效应可广泛存在于多种二维磁性材料中,包括铁磁、反铁磁和交错磁性体系。基于玻尔兹曼输运方程和微扰论,团队推导出了该效应的解析表达式,并揭示其与贝里曲率极化和极化率密切相关。理论表明,电霍尔效应在能带简并点附近以及窄带隙系统的能带边缘处尤为显著。研究进一步通过第一性原理计算,在单层Ca(FeN)2 中验证了电霍尔效应的存在,并在外尔点附近的费米能处获得了显著的电霍尔效应。此外,团队预言在合理电场下可在单层BaMn2S3中实现量子电霍尔效应,并指出通过反转电场可实现量子化霍尔电导的切换。该研究不仅提出了一种全新的霍尔效应机制,也为霍尔效应的产生与调控提供了一种高效且便捷的技术路径。
作为一种由电场诱导、无需依赖磁场或净磁矩的霍尔效应,电霍尔效应为电场强度的纯电学测量开辟了新的途径。鉴于霍尔效应传感器已在磁场检测技术中广泛应用,将成熟的霍尔传感技术与电霍尔效应相结合,有望发展出一类新型高效的电场探测方法,为电场传感器领域带来全新的应用前景。
图2 单层Ca(FeN)2 的(a)结构示意图与(b)布里渊区;(c)考虑自旋轨道耦合下的Ca(FeN)2 的轨道投影能带结构,插图显示了在Γ 点处的线性色散的能带交叉;(d)χxy 随费米能级EF 的变化关系,插图展示了源自M 点处线性外尔点的小峰值。此处采用的gE = 0.23,其数值来自第一性原理计算。
图3 单层BaMn2S3 的(a)结构示意图及(b)布里渊区;(c) BaMn2S3 在不同垂直电场Ɛz =0,±0.2 eV/Å 下考虑自旋轨道耦合时的能带结构。Γ 点能带的C3z 本征值以红色标注,其中W =e^-iπ/3;(d)BaMn2S3 的内禀霍尔电导率σxy(左轴)随垂直电场Ɛz(下轴)的变化关系。图中还以背景方式绘制了在Ɛz = 0,±0.2 eV/Å 下的(10) 边缘态(上轴与右轴)。
(北京理工大学)
3.大连理工大学机械工程学院科研团队发布关于微流控芯片的最新成果
近日,国际知名期刊《芯片实验室》(Lab on a Chip)以封面文章刊发了大连理工大学机械工程学院刘军山研究员和吴梦希教授团队关于微流控芯片的最新研究成果“Analysis of and methods for void-free liquid filling of blind microchambers in centrifugal microfluidics”。
微流控技术能够实现微米尺度的液体自动化操控,在高通量生物化学分析、即时检测等领域展现出巨大潜力。盲孔微腔室,即仅有一个通道与外界连接的微腔室,具有隔绝性好、结构紧凑、易于大面积高通量制造等优势,在微流控芯片中应用广泛。然而,盲孔微腔室在液体填充过程中易出现残留气泡的问题,导致结果准确性下降,甚至无法完成检测过程。目前应用的方案包括预充高溶解度气体、通过真空或使用多层结构促进气泡排出等,均存在操作复杂、材料限制或成本高昂等问题,难以满足实际应用需求。
刘军山和吴梦希团队长期开展微流控理论与技术研究,针对上述问题,提出了一种简单、高效、稳定的微盲孔液体填充方法。团队通过理论分析、数值模拟和高速摄像实验,构建了液体填充盲孔微腔室过程中的气液两相流模型,揭示了气液两相流由含气泡泰勒流到气液分层环形流的转变过程,阐明了文丘里效应对泰勒流-环形流转换的促进作用机制。在此基础上,团队提出了收缩式微流道的设计思想,阐明了微流道几何形状对文丘里效应的影响规律,实现了对盲孔微腔室的高效、无空隙液体填充。实验表明,与传统等宽通道相比,收缩式微流道结构通过利用文丘里效应,可将液体填充时间缩短60.57%,流体速度稳定性提高66.78%,无空隙液体填充的成功率达到99.17%。该成果将为微流控芯片的设计制造提供有益的指导,被选为《芯片实验室》期刊封面及2025年热点论文。
该研究项目得到国家自然科学基金(U23A20362)的支持。我校机械工程学院硕士生倪维尧为该论文第一作者,刘军山、吴梦希为该论文共同通讯作者。(大连理工大学)
4.苹果公司首席运营官Sabih Khan到访瑞声科技
10月14日,苹果公司COO(首席运营官)Sabih Khan走访了瑞声科技位于江苏常州的均热板模组生产工厂,参观了首条全自动化的超薄均热板生产线。
01、点赞瑞声科技创新和落地能力
Sabih Khan在接受媒体采访时表示,在他过去30年的苹果任职经历中,中国供应商令他印象最深刻的就是尽一切所能解决问题的能力,这其中也包括在智能制造环节表现出来的创造力和聪明才智。
他举例称,就像VC均热板是iPhone 17 Pro一个重要部件,其峰值性能可以更好支持游戏使用场景。而正如在产线上看到的,VC均热板在注水除气这一环节需要达到极高的密封性,这需要精密度非常高的操作,且容错率很低,而瑞声科技与苹果合作研发的自动化产线实现了这一点。
02、合作17年共同成长创新发展
瑞声科技已经与苹果合作17年,最初为MacBook提供麦克风,如今,为苹果提供声学与马达、金属结构件等多种组件,涉及iPhone、MacBook和Apple Watch等多条产品线,并参与到iPhone 17 Pro系列的均热板模组的生产。到了2025年,瑞声科技的苹果产品累计出货量达到80亿个,每年的苹果产品出货量从最初的200万个增长到6.1亿个。
瑞声科技执行董事兼行政总裁潘政民表示,瑞声科技与苹果自iPhone 4 开始,每一代机型都参与了开发,瑞声科技与苹果的主要产品线均有合作,合作项目在国内已有 9 个研发和制造基地,总投资高达15亿美元,未来将持续加大投资。
03、实现多项技术创新,建成首条全自动化超薄均热板产线
在合作中,双方不断推动技术创新,在苹果和瑞声科技的共同努力下,瑞声科技已经建成了首条全自动化的超薄均热板生产线,并成功应用于iPhone 17 Pro系列产品。
在常州工厂中,均热板模组生产过程基本实现全自动,相关的厂房产线为苹果产品定制,有多项工艺创新。这座均热板模组生产工厂从生产、检测到出货全流程,仅为VC均热板模组打造。产线目前已经实现生产流程100%自动化,从原材料输入到成品产出,中间状态的产品或材料流转也是完全由机器人设备传送。
在制造环节,以关键线体“注水除气线”为例,产线需要将超细的针头插入注水管,将超纯水注入到均热板腔体中。在除气环节,再通过真空泵和加热等工序对均热板腔体进行除气和真空处理,以确保导热效率。整个工序均由机器自动完成,过程中利用工业相机保证该工序的定位精准,以达到一致性与稳定性。
此外,均热板的热性能测量系统以及包装产线也均为全自动化,其中自动在线点检与复测利用了Mac Mini的硬件性能以及机器学习大模型,大幅降低了测试时间,自适应测试时间缩短一半以上。
04、加入清洁能源等项目,携手推动环境保护
苹果公司方面在当日透露,其在中国超过90%的生产制造现已采用可再生能源,逾百家供应商共同促成了这一进展。这一里程碑的达成,源于苹果公司与供应商长达十年的紧密协作,双方正稳步推进到2030年前实现所有苹果产品生产全面使用可再生能源的目标。
在推动环境保护方面,瑞声科技已经加入苹果的供应商清洁能源项目、零废弃物项目及清洁水项目等,并积极采用多种类的回收材料。以瑞声科技常州工厂生产的iPhone 17 Pro系列产品超薄均热板为例,主要生产环节已经实现了使用100%回收铜材料。
05、强化人才培育,为智能制造打下坚实基础
Sabih Khan在考察过程中,还着重了解了人才发展情况,为员工提供了哪些新的技能培训。
瑞声科技与苹果公司开展了专门的自动化培训项目。近1年来,双方一起开发了18个精品课程,实现了759人次的培训,极大地提升了员工的自动化技能,为智能制造打下了坚实基础。以员工张鑫为例,他就是通过参加这些培训课程加上日常工作实践,很好的提升了技能并获得了内部讲师认证,从而带动了更多员工的技能进步,以适应未来的角色。
5.得一微全国产AI存力解决方案,领跑数字电网智能化转型
近日,第五十一届电磁测量技术、标准、产品国际研讨及展会在温州成功举办。大会以“践行量测使命·碳索融合赋能”为主题,深入探讨了能源数字化转型背景下,AI技术与电力行业的融合创新路径。
得一微电子(YEESTOR)作为国内领先的AI存力芯片设计企业,在展会现场展示了多款面向电力电网领域的高可靠、工业级宽温存力解决方案,覆盖电力行业的“发电、输电、变电、配电、用电”全环节应用场景。从智能电表的精准计量,到调度数据中心的智能决策,得一微以全系自主研发、全链国产化的综合能力,为构建安全、高效、智能的现代电网系统筑牢数据存力根基。
全链自主可控,夯实电力智能化存力基石
随着电力行业智能化转型深入推进,存力解决方案的可靠性、安全性和自主可控性已成为行业核心关注点。得一微电子依托从存力主控芯片到固件算法的全链路自主研发能力,构建了独具竞争力的全国产化存力方案,可为客户精准定制,匹配多样化电力场景需求。
公司产品矩阵全面覆盖eMMC、BGA SSD、2.5"/mSATA/M.2/U.2 SSD等多种规格类型,所有产品均搭载自研的存力主控芯片,核心IP全自主研发,从芯片设计、流片到封装测试全流程均在国内完成。通过采用国内原厂NAND Flash颗粒与全国产BOM器件,全面符合100%全国产要求,确保产品在关键基础设施中的安全可控。
目前,该系列产品已在工业自动化、能源电力、轨道交通、汽车电子等领域实现大规模应用,产品可靠性得到充分验证。
破解严苛环境存储挑战,数据安全全面保障
针对电力行业设备常面临的宽温、震动、电磁干扰、高海拔中子辐射等复杂工况,得一微工业宽温级eMMC嵌入式产品展现出卓越性能。该产品具有封装小巧、存储密度高及可靠性强等特点,支持-45°C~+95°C及-45°C~+105°C的工业宽温范围,确保在极端温度环境下仍能实现全天候长期稳定运行。
其中,得一微8GB/16GB pSLC eMMC搭载先进28nm自研主控,具备硬件ECC校验、端到端保护(E2E)等功能,P/E循环次数高达10万次,显著提升设备在电力系统中的长期运行可靠性。
在数据安全保护方面,得一微eMMC与SSD产品支持一键软销毁、一秒物理销毁、命令软销毁等多重安全机制,支持SM2/3/4、AES、TCG-Opal等数据加密保护,并支持PLP掉电保护功能,有效防止数据泄露与异常断电导致的数据丢失风险。
市场占有率超50%,行业头部客户认可
凭借卓越的产品性能与系统适配能力,得一微eMMC/SSD宽温产品在电力行业领域市占率已超过50%,稳居行业领先地位。产品广泛应用于稳压设备、集中采集器、变压器、继电保护、光伏录波、新融合终端等电力场景,深度参与电力系统的智能化进程。
目前,得一微已获得国电南自、南瑞系(南瑞继保、南瑞科技、南瑞信通)、四方继保、许继电气、宁波三星、威胜等电力行业头部客户的高度认可,充分验证了得一微国产存力解决方案在关键基础设施中的高可靠性与成熟度。
持续深耕电力行业,助推能源数字化转型
基于全自研存力主控芯片与完整的国产化供应链体系,得一微电子构建了覆盖多等级宽温、多容量规格的存力产品矩阵,灵活适配电力系统从边缘采集到中心调度的多样化场景,助力客户提升系统集成效率与方案完整性。
展望未来,得一微电子将持续深耕电力行业存力需求,打造安全、稳定、自主的国产存力供应链,为推动电力系统智能化升级、构建新型电力系统贡献坚实力量。(得一微电子)