電子材料

美國空軍和哈佛大學(xué)利用混合3D打印技術(shù)制造柔性電子元器件

近日，美國空軍研究實(shí)驗(yàn)室與哈佛大學(xué)聯(lián)合研發(fā)了一種混合3D打印技術(shù)，通過集成柔性襯底、導(dǎo)電墨水與電子芯片，制造出柔性可伸縮電子設(shè)備，可用在快速成型設(shè)備、可穿戴電子設(shè)備、傳感器和人體性能監(jiān)測等領(lǐng)域。

具體制造方法是，利用3D打印機(jī)打印柔性銀浸熱塑性導(dǎo)電聚氨酯，再利用普通方法將微控制器芯片和LED燈與該柔性襯底集成，最后通過打印機(jī)噴嘴和真空系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)強(qiáng)化。未來，研究人員或采用此方法將天線與電池集成進(jìn)電子設(shè)備中。（中國航天系統(tǒng)科學(xué)與工程研究院）

英國光子芯片獲突破 有望大幅提高電腦速度

英國牛津大學(xué)日前宣布，該校研究人員領(lǐng)銜的團(tuán)隊(duì)在光子芯片研發(fā)上取得突破，能夠模擬人腦神經(jīng)突觸的結(jié)構(gòu)形成可高速傳遞信息的“光子突觸”，這種技術(shù)今后或許有助大幅提高電腦的速度。牛津大學(xué)教授哈里什·巴斯卡蘭說，過去數(shù)十年來，科學(xué)界一直致力于開發(fā)能夠像人腦一樣運(yùn)轉(zhuǎn)的電腦。人腦中的大量神經(jīng)元通過突觸互相連接，這種結(jié)構(gòu)能夠同時處理和儲存大量信息，并且消耗的能量非常低。

研究人員在美國《科學(xué)進(jìn)展》雜志上報告說，他們使用特殊的相變材料與集成光路開發(fā)出一種光子芯片，可以形成與人腦神經(jīng)突觸相似的“光子突觸”，并且這些“光子突觸”運(yùn)行的速度比人腦神經(jīng)突觸快1 000倍。由于光信號的速度非常快，且不像用電流傳遞信號那樣會出現(xiàn)發(fā)熱問題，科學(xué)界一直在研發(fā)光子芯片。研究人員認(rèn)為，本次成果是這方面一個重要突破，今后可能會因此大幅提高電腦的計(jì)算速度。（新華社）

麻省理工學(xué)院開發(fā)出二碲化鉬與硅光子集成新方法

麻省理工學(xué)院研究人員開發(fā)出硅光子與層狀二碲化鉬集成新方法。根據(jù)新方法制備的器件既可以作為發(fā)光二極管，又可以作為光電探測器。該技術(shù)對硅光子領(lǐng)域具有重要影響，硅光子已成為實(shí)現(xiàn)片上集成光互連的領(lǐng)先架構(gòu)。未來，采用該技術(shù)可將波導(dǎo)、耦合器、干涉儀和調(diào)制器等器件直接集成在硅處理器。

該技術(shù)是首次將二維材料實(shí)現(xiàn)的電光源集成在無源硅光子晶體波導(dǎo)上。與傳統(tǒng)III-V族半導(dǎo)體光源相比，二碲化鉬與硅集成制備出的器件尺寸更小。未來，在高性能計(jì)算系統(tǒng)中，分布在一處的多個低功率、直接調(diào)制的光源比分布在發(fā)射調(diào)制器周圍的幾個、高功率激光器性能更好。

該工作是首次利用單層或雙層二碲化鉬制備出發(fā)光二極管。二鈦化鉬的輻射波長不在硅吸收波長范圍內(nèi)，從而大幅降低硅的吸收損耗。

研究人員制備了一個單層（或雙層）二碲化鉬p-n結(jié)，電子和空穴結(jié)合輻射光子，或者分開形成電流，p-n結(jié)可作為發(fā)光二極管和光電探測器。最后，將雙層二碲化鉬p-n結(jié)和硅光子晶體波導(dǎo)集成。將光源與有效片上調(diào)制器結(jié)合，有望進(jìn)一步提高光耦合效率，還有利于實(shí)現(xiàn)波分復(fù)用。未來，研究人員將進(jìn)一步改進(jìn)光源發(fā)光效率和耦合效率。（工業(yè)和信息化部電子第一研究所）

瑞士科學(xué)家發(fā)明可食用可保鮮的傳感器

確保食物在運(yùn)輸過程中維持特定溫度是一個比人們想象中更難的問題——但是瑞士人正在解決這個問題。他們之前發(fā)明了一種機(jī)器水果，可以混在真正的水果中。最近，另一個研究團(tuán)隊(duì)已經(jīng)發(fā)明了一種可生物降解的溫度傳感器，可以粘貼在食物上，一直到你吃掉它。

簡單地說，問題在于，對需要保持一定溫度的食物進(jìn)行手動測試是一件很痛苦的事情，但如果你能通過無線的方式監(jiān)測食物，就可以節(jié)省很多時間和精力。

在某種程度上，你可以通過RFID標(biāo)簽等方式做到這一點(diǎn)——但這些標(biāo)簽使用的是不推薦食用的金屬，甚至可能是有毒的。來自蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院的研究人員GiovanniSalvatore提出的解決方案是，使用人類可以安全消化的材料制作一個超薄的傳感器。他們成功地制造了一個厚度只有16μm的傳感器（人類頭發(fā)的厚度大約為100μm）。這個傳感器是由鎂制成的，蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院在其新聞稿中稱這是“我們飲食中很重要的一部分”。這是不可否認(rèn)的。

使用到的材料還有二氧化硅和氮化物，它們是無害的，并通過一種由玉米和土豆淀粉制成的可降解聚合物結(jié)合在一起。它可以彎曲、拉伸、甚至揉成一團(tuán)，但還能保持正常工作。（中國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會）

科學(xué)家打造原子厚度的薄膜材料“便利貼”

美國芝加哥大學(xué)和康奈爾大學(xué)的研究人員合作，實(shí)現(xiàn)了一種能生長厚度僅幾個原子的硅薄膜制造方法，并使其得以彼此上下堆疊多層，就像一疊“便利貼”一樣。

截至目前，這些硅薄膜層在彼此的頂部生長，限制了可用于制造的材料。這意味著“生長”這些薄層的過程必須能夠承受極高溫度的材料。研究人員采用的方法是單獨(dú)制作薄膜，然后再將材料置于真空中進(jìn)行剝離，最后再像“便利貼”一樣堆疊并連接各層薄膜；這種新方法不需要加熱，因?yàn)槊恳粚佣际菃为?dú)建構(gòu)后再放置在彼此之上。

研究人員目前正探索一套簡單且高性價比的完整途徑。如果能夠制作出僅原子厚的硅薄膜層，就可能使幾乎所有的電子產(chǎn)品都能再進(jìn)一步縮小。想像交錯各個導(dǎo)體層并切換至3D電子元件或整個系統(tǒng)中。微機(jī)電系統(tǒng)也可以包含在這些分層中，以便在單一裝置上提供所有的感測器與致動器。不需要驅(qū)動訊號，晶片功率降低，而性能則能持續(xù)提升。（中國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會）

英特爾造出量子計(jì)算新型超導(dǎo)芯片

英特爾宣布使用先進(jìn)的材料科學(xué)和制造技術(shù)制造了一種新型超導(dǎo)芯片，并將其交付給英特爾在荷蘭的研究伙伴QuTech。這是英特爾向使量子計(jì)算變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)邁出的一大步。

量子計(jì)算堪稱下一個重大的技術(shù)革命，它的到來速度比外界想象得要快。今年5月，IBM推出了自己的量子處理器，科學(xué)家們一直在嘗試使用含硅元素的鉆石作為量子計(jì)算基質(zhì)，谷歌已經(jīng)在研究云解決方案，而微軟也在為這項(xiàng)技術(shù)創(chuàng)造一種新的編碼語言。英特爾表示，量子計(jì)算的基石——量子位，非常脆弱。它們只能在極低的溫度下運(yùn)行，必須小心包裝，以防止數(shù)據(jù)丟失。

英特爾在俄勒岡州和亞利桑那州的研究小組已經(jīng)找到了一種方法，可以制造“17-量子位”芯片，增強(qiáng)了在更高溫度下使用的可靠性，并減少每個量子位之間的射頻干擾。該芯片可以發(fā)送和接收的信號是電線連接芯片的10～100倍。該芯片擁有一個先進(jìn)的設(shè)計(jì)，允許將技術(shù)應(yīng)用于更大的量子集成電路。

“目前英特爾的量子研究已經(jīng)發(fā)展到一定程度，我們的合作伙伴QuTech正在模擬量子算法工作負(fù)載，英特爾正在其領(lǐng)先的制造設(shè)施上制造新的量子位測試芯片?！庇⑻貭枌?shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人說：“英特爾在制造、控制電子和架構(gòu)方面的專長使我們與眾不同，并將為我們帶來從神經(jīng)形態(tài)到量子計(jì)算的新的計(jì)算范式。”（中國證券報）

高通工程師透露正在研發(fā)驍龍855 預(yù)計(jì)2019年發(fā)布

高通公司一位軟件工程師透露，該司正致力于驍龍855芯片的研發(fā)，預(yù)計(jì)2019年會把該系統(tǒng)芯片推向市場。這位工程師在領(lǐng)英的個人資料顯示，他正在從事“sdm845”和“sdm855”的開發(fā)及調(diào)試工作，而這兩個縮寫詞很可能分別指代驍龍移動平臺（SnapdragonMobilePlatform）845和855。

據(jù)先前報道稱，驍龍845內(nèi)部代號為Napaliv2.0，驍龍855則被叫做Hanav1.0。日前，高通公司正在開發(fā)用于Snapdragon845的Linux內(nèi)核驅(qū)動程序，預(yù)計(jì)于2018年年初投入商用，三星公司的GalaxyS9和GalaxyS9Plus可能是最早配有此芯片的兩款設(shè)備。繼GalaxyNote7的慘敗，今年，GalaxyS8陣容的發(fā)布時間比預(yù)期的還要早。而這造成了驍龍835的全行業(yè)緊缺，XperiaXZPremium和HTCU11等設(shè)備也間接受到了影響。

10nm的驍龍845更像是7nm工藝節(jié)點(diǎn)的驍龍855的前身。近年來，美國科技巨頭一直與三星鑄造公司合作開發(fā)移動芯片，其7nm技術(shù)已確認(rèn)由臺積電制造加工。（中國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會）

我國第3代半導(dǎo)體材料制造設(shè)備取得新突破

近日，“863”計(jì)劃先進(jìn)制造技術(shù)領(lǐng)域“大尺寸碳化硅（SiC）材料與器件的制造設(shè)備與工藝技術(shù)研究”課題通過了技術(shù)驗(yàn)收。

通常，國際上把SiC、氮化鎵（GaN）等寬禁帶半導(dǎo)體材料稱之為第3代半導(dǎo)體材料。其在禁帶寬度、擊穿場強(qiáng)、電子飽和漂移速度、熱導(dǎo)率等綜合物理特性上具有更加突出的綜合優(yōu)勢，特別在抗高電壓、高溫等方面性能尤為明顯，由于第3代半導(dǎo)體材料的制造裝備對設(shè)備真空度、高溫加熱性能、溫度控制精度以及高性能溫場分布、設(shè)備可靠性等直接影響SiC單晶襯底質(zhì)量和成品率的關(guān)鍵技術(shù)有很高的要求，長期以來制約著我國第3代半導(dǎo)體材料的規(guī)?；?、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。

在國家“863”計(jì)劃的支持下，由新疆天科合達(dá)藍(lán)光半導(dǎo)體有限公司牽頭，中科院物理研究所、半導(dǎo)體研究所、浙江大學(xué)等單位共同參與的研發(fā)團(tuán)隊(duì)成功研制了滿足高壓SiC電力電子器件制造所需的4～6英寸SiC單晶生長爐關(guān)鍵裝備，形成了我國具有自主知識產(chǎn)權(quán)的4～6英寸SiC單晶生長爐關(guān)鍵裝備體系。所研制的4～6英寸通用型SiC單晶爐，實(shí)現(xiàn)了“零微管”（微管密度<1個/cm2）4英寸SiC單晶襯底和低缺陷密度的6英寸SiC單晶襯底的制備技術(shù)，掌握了相關(guān)外延工藝技術(shù)，生長出12μm、17μm、35μm、100μm等不同厚度的SiC外延晶片，并制備了1 200V、1 700V、3 300V、8 000V碳化硅二極管系列產(chǎn)品。已在市場上批量推廣使用。

滿足高壓電力電子器件制造所需的4～6英寸通用型SiC單晶生長爐及其配套生長工藝的成功研發(fā)，有效促進(jìn)了碳化硅襯底、外延、器件等制造技術(shù)的進(jìn)步，提高了國內(nèi)碳化硅產(chǎn)業(yè)鏈的整體設(shè)計(jì)能力和制造水平，對推動第3代半導(dǎo)體材料、器件產(chǎn)業(yè)發(fā)展，降低產(chǎn)業(yè)鏈成本，提升我國寬禁帶半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的核心國際競爭力具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。（科技部）

中國新超算徹底告別進(jìn)口 CPU國產(chǎn)芯片已可與國外抗衡

日前，飛騰已經(jīng)完成FT-2000plus服務(wù)器CPU的研制工作，飛騰公司的合作伙伴正在積極研發(fā)相應(yīng)的整機(jī)產(chǎn)品。FT-2000plus這款芯片是以FT2000為基礎(chǔ)的改進(jìn)版本，雖然在單核性能上和Intel還存在一定差距，但在多核性能上，已經(jīng)達(dá)到Intel服務(wù)器CPUE5主流產(chǎn)品的水平。

據(jù)傳，國防科大正在研發(fā)的1000P超算天河3號（性能指標(biāo)是神威太湖之光的8倍），其原型機(jī)的C P U或?qū)⒉捎肍 T -2000或其后繼產(chǎn)品作為主控C P U?？紤]到在天河2A上，國防科大已經(jīng)用自主研發(fā)的加速器矩陣2000取代Intel的XeonPhi計(jì)算卡。從今往后，天河系列超算也將和神威系列超算一樣，徹底告別國外C P U或加速器，實(shí)現(xiàn)芯片的全國產(chǎn)化。（中國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會）

中日科學(xué)家研究出新型二維材料半導(dǎo)體量子晶體管

中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)郭國平教授研究組與日本國立材料研究所等機(jī)構(gòu)學(xué)者合作，于國際上首次在半導(dǎo)體柔性二維材料體系中實(shí)現(xiàn)了全電學(xué)調(diào)控的量子點(diǎn)器件，這種新型半導(dǎo)體量子晶體管為制備柔性量子芯片提供了新途徑。國際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》子刊《科學(xué)·進(jìn)展》日前發(fā)表了該成果。

經(jīng)過幾十年的發(fā)展，半導(dǎo)體門控量子點(diǎn)作為一種量子晶體管已經(jīng)成為制備量子芯片的熱門候選體系之一。以石墨烯為代表的二維材料體系成為柔性電子學(xué)、量子電子學(xué)的重點(diǎn)研究對象，但由于其能帶結(jié)構(gòu)、界面缺陷雜質(zhì)等因素，使得二維材料中的量子點(diǎn)無法實(shí)現(xiàn)有效的電學(xué)調(diào)控。

基于此，郭國平研究組近期與日本國立材料研究所、日本理化研究所學(xué)者合作，選擇新型二維材料二硫化鉬進(jìn)行深入研究。他們利用一系列現(xiàn)代半導(dǎo)體工藝手段，結(jié)合氮化硼封裝技術(shù)，有效減少了量子點(diǎn)結(jié)構(gòu)中的雜質(zhì)和缺陷，首次在這類材料中實(shí)現(xiàn)了全電學(xué)可控的雙量子點(diǎn)結(jié)構(gòu)。在極低溫下，通過電極電壓，實(shí)現(xiàn)了人造原子到人造分子的電學(xué)可控調(diào)制。

該研究揭示了二硫化鉬這種材料中短程缺陷和自旋軌道耦合對電學(xué)輸運(yùn)性質(zhì)的影響，深入探索了應(yīng)用于半導(dǎo)體量子芯片的可能性，在量子電子學(xué)中具有廣闊應(yīng)用前景。（新華網(wǎng)）

中國科學(xué)院物理所研制出非晶合金皮膚

中國科學(xué)院物理研究所/北京凝聚態(tài)物理國家實(shí)驗(yàn)室（籌）極端條件實(shí)驗(yàn)室研制了一種新型柔性高性能應(yīng)變傳感器——非晶合金皮膚。

非晶合金皮膚是通過離子束濺射方法將ZrCuNiAl等非晶合金薄膜直接生長在柔性塑料（PC）襯底上得到的。非晶合金傳感器柔性好（彎曲角>180°），通過對薄膜厚度的調(diào)控可以視覺上變得“透明”。對該傳感器進(jìn)行的壓阻效應(yīng)測試結(jié)果表明，非晶合金皮膚保留了金屬材料高電導(dǎo)率（>5000S/cm）、且電阻與應(yīng)變之間有完美的線性關(guān)系、穩(wěn)定性好等特點(diǎn)。與傳統(tǒng)晶態(tài)金屬材料相比，彈性范圍有很大的提高（室溫下的理論彈性極限為4.2%）。非晶合金皮膚甚至可以用來靈敏地監(jiān)測手指彎曲程度。此外，該傳感器有極小的電阻溫度系數(shù)（9.04×10-6/K），明顯的抗菌性等特點(diǎn)。此外，非晶柔性應(yīng)變傳感器制備方法簡單，制造成本低。利用非晶合金柔性應(yīng)變傳感器這些獨(dú)特性質(zhì)，有望推動電子皮膚的早日實(shí)際應(yīng)用，也為非晶合金材料的應(yīng)用開辟新途徑。（中科院物理所）

深圳先進(jìn)院柔性應(yīng)變傳感器領(lǐng)域研究獲進(jìn)展

近日，中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院先進(jìn)材料研究中心汪正平與孫蓉領(lǐng)導(dǎo)的先進(jìn)電子封裝材料創(chuàng)新科研團(tuán)隊(duì)，研發(fā)出一種具有低成本、高可拉伸性、高靈敏度等功能特性的柔性可拉伸應(yīng)變傳感器材料，并實(shí)現(xiàn)對人體運(yùn)動行為的實(shí)時監(jiān)測。

可穿戴柔性應(yīng)變傳感器已成為未來發(fā)展智能材料的重點(diǎn)研究方向，其在人機(jī)交互系統(tǒng)、電子皮膚、人體運(yùn)動行為監(jiān)測系統(tǒng)等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。其中，可拉伸性及靈敏度是應(yīng)變傳感器材料重要的性能指標(biāo)，如何在實(shí)現(xiàn)高可拉伸性的同時大幅度提高靈敏度仍是目前面臨的挑戰(zhàn)。

科研人員利用聚氨酯海綿經(jīng)過數(shù)次吸附還原過程制得導(dǎo)電性良好的石墨烯包覆聚氨酯海綿，通過電沉積方法，在其表面包覆一層帶有微裂紋的金屬鎳，利用柔性聚合物封裝方式制備出了鎳/石墨烯包覆的聚氨酯海綿柔性應(yīng)變傳感器。該制備方法簡單、成本低，并將電化學(xué)方法引入了傳感器的制備中，提高了其靈敏度。該柔性應(yīng)變傳感器表現(xiàn)出了良好的性能：寬應(yīng)變范圍（0～65%）、高靈敏度（36.03～3 360.09dB/mw）、快速響應(yīng)時間（<100ms）、高可靠性（1 000次拉伸及彎曲循環(huán)）。此外，該傳感器應(yīng)用于人體手指彎曲活動監(jiān)測以及面部肌肉拉伸監(jiān)測等，展示了其在柔性可穿戴電子設(shè)備領(lǐng)域的良好應(yīng)用價值。（中科院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院）

我國首條全柔性AMOLED生產(chǎn)線實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)

近日京東方（BOE）宣布，其位于四川成都高新區(qū)的第6代柔性AMOLED生產(chǎn)線提前實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)。這不僅是我國首條量產(chǎn)的全柔性AMOLED生產(chǎn)線，也是全球第2條已量產(chǎn)的第6代柔性AMOLED生產(chǎn)線。

總投資465億元的BOE成都第6代柔性AMOLED生產(chǎn)線，應(yīng)用全球最先進(jìn)的蒸鍍工藝和柔性封裝技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)顯示屏幕彎曲和折疊。繼今年5月首片柔性AMOLED高分辨率觸控顯示屏在該生產(chǎn)線實(shí)現(xiàn)點(diǎn)亮后，本次實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)，意味著其生產(chǎn)線達(dá)到每月4.8萬片玻璃基板的設(shè)計(jì)產(chǎn)能。在10月26日宣布量產(chǎn)后的首批客戶交付活動上，BOE向華為、小米等10余家企業(yè)交付了AMOLED柔性顯示屏。

柔性AMOLED顯示屏以塑料基板代替了傳統(tǒng)的玻璃基板，顛覆了原有剛性的顯示產(chǎn)品形態(tài)，可實(shí)現(xiàn)彎曲、折疊等多樣產(chǎn)品形態(tài)。京東方首席執(zhí)行官陳炎順表示，成都第6代柔性AMOLED生產(chǎn)線順利量產(chǎn)，對我國OLED產(chǎn)業(yè)和全球柔性顯示產(chǎn)業(yè)加速發(fā)展也具有重要意義。（科技日報）

江蘇無錫建集成電路大硅片項(xiàng)目總投資30億美元

中環(huán)股份、晶盛機(jī)電發(fā)布公告，兩公司與江蘇無錫市政府簽署《戰(zhàn)略合作協(xié)議》，共同在宜興市建設(shè)集成電路用大硅片生產(chǎn)與制造項(xiàng)目，以促進(jìn)無錫市集成電路產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展優(yōu)化。

據(jù)介紹，無錫市政府表示，將全力支持2家上市公司來該市發(fā)展和投資。無錫市政府將把集成電路大硅片項(xiàng)目列入無錫市重大產(chǎn)業(yè)項(xiàng)目，為2家公司開設(shè)行政審批綠色通道，在選址用地、項(xiàng)目環(huán)評、稅收優(yōu)惠、投融資、科技研發(fā)、人才引進(jìn)、項(xiàng)目推進(jìn)機(jī)制等方面給予最便利的辦事流程、最全面的服務(wù)保障、最優(yōu)惠的政策支持，盡快創(chuàng)造滿足項(xiàng)目開工的各項(xiàng)條件。

而中環(huán)股份、晶盛機(jī)電將協(xié)同無錫市政府下屬的投資平臺公司或產(chǎn)業(yè)基金確定項(xiàng)目投資主體，共同在宜興市啟動建設(shè)集成電路用大硅片生產(chǎn)與制造項(xiàng)目，以市場需求為導(dǎo)向，規(guī)劃和分期建設(shè)，項(xiàng)目總投資約30億美元，一期投資約15億美元。（上海證券報）