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硅芯片是當(dāng)代信息技術(shù)的核心，當(dāng)前正向“深度摩爾”（More Moore）和“超越摩爾”（More than Moore）兩個(gè)方向發(fā)展。物聯(lián)網(wǎng)（IoT）應(yīng)用是“超越摩爾”技術(shù)路線中相當(dāng)重要的一環(huán)，需要數(shù)量巨大的集成電路芯片來分析處理來自外部傳感器件的海量信號(hào)。目前，大多數(shù)傳感信號(hào)采集器件和信號(hào)處理單元均為分離設(shè)計(jì)，將在整體上產(chǎn)生更大功耗并占據(jù)更大的空間。由此，復(fù)旦大學(xué)材料科學(xué)系教授梅永豐課題組提出了將信號(hào)檢測和分析功能集成于同一個(gè)芯片器件中的全新概念。作為演示，研究團(tuán)隊(duì)將單晶硅薄膜柔性光電晶體管與智能薄膜材料相結(jié)合和組裝，構(gòu)造了對(duì)不同環(huán)境變量進(jìn)行檢測和分析的柔性硅芯片傳感器及其系統(tǒng)。這一思路不僅具有優(yōu)異的可擴(kuò)展性，還可與當(dāng)前集成電路先進(jìn)制造工藝相兼容。5月2日，相關(guān)研究結(jié)果以《面向智能數(shù)字灰塵的硅納米薄膜光電晶體管多功能集成傳感器研究》（“Silicon Nanomembrane Phototransistor Flipped with Multifunctional Sensors towards Smart Digital Dust”）為題發(fā)表在《科學(xué)進(jìn)展》（Science Advances）上。研究團(tuán)隊(duì)從器件的傳感機(jī)理入手，利用柔性薄膜組裝集成芯片傳感器，實(shí)現(xiàn)了多種環(huán)境參數(shù)探測功能的集成。圖1：(A) 器件主要功能層示意圖；(B) 貼附于曲面上的柔性傳感器件陣列；(C) 智能傳感器件功能區(qū)的光學(xué)顯微照片；(D)用于濕度傳感的集成系統(tǒng)構(gòu)造圖；(E) 氫氣通入前后參比器件與檢測器件的電流變化，紅色為參比電流，藍(lán)色為檢測電流。智能材料在環(huán)境刺激中可以發(fā)生折射率、顏色、晶體結(jié)構(gòu)等方面的光學(xué)性質(zhì)變化，但一般需要光譜設(shè)備或比色卡才能進(jìn)行比對(duì)。而翻轉(zhuǎn)的硅薄膜光電晶體管由于沒有柵極金屬阻擋功能區(qū)域的光信號(hào)吸收，可以更容易獲得高靈敏的傳感特性。利用這一點(diǎn)，研究團(tuán)隊(duì)將多種智能薄膜材料貼合在器件功能區(qū)，智能材料內(nèi)部物理性質(zhì)變化引起了微小光學(xué)性能改變，從而表現(xiàn)在輸出的光電流上，因此可以在同一個(gè)芯片上實(shí)現(xiàn)對(duì)多種不同信號(hào)的同時(shí)檢測。圖1A展示了傳感器件典型的功能層結(jié)構(gòu)，頂層的智能薄膜材料對(duì)環(huán)境刺激發(fā)生響應(yīng)，進(jìn)而改變下方硅單晶薄膜光電晶體管的輸出信號(hào)。具有2微米厚的熱氧化二氧化硅層則作為光電晶體管的封裝，對(duì)下方器件進(jìn)行保護(hù)。硅薄膜光電晶體管完全由晶圓級(jí)先進(jìn)集成電路工藝方法制備而成，結(jié)合了傳統(tǒng)硅基光電子器件的高性能和硅納米薄膜超薄厚度下的優(yōu)良柔性。圖1B是貼附于半徑僅為2毫米直徑玻璃管上的柔性器件陣列，表現(xiàn)出良好的彎曲性能。圖1C是單個(gè)器件功能區(qū)域的特寫，在藍(lán)色虛框部分集成不同智能材料即可實(shí)現(xiàn)對(duì)不同環(huán)境信號(hào)的檢測。圖1D是具有完備傳感與數(shù)據(jù)處理功能的柔性系統(tǒng)合成圖，包括傳感與參比器件、邏輯與存儲(chǔ)單元、信號(hào)放大器和電源。研究團(tuán)隊(duì)利用該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)環(huán)境中濕度的實(shí)時(shí)、快速檢測，演示的信號(hào)為依次減小的三個(gè)濕度脈沖。整個(gè)過程中直接對(duì)環(huán)境變化做出響應(yīng)的信號(hào)，即參比器件與傳感器件輸出電流隨時(shí)間的變化如圖1E中所示。當(dāng)環(huán)境發(fā)生變化（如圖所示通入氫氣），傳感器件的輸出電流大幅增加，而參比電流保持平穩(wěn)，再利用差分電路處理，即可給出所檢測的環(huán)境參數(shù)的值。研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)了將智能材料與光電傳感結(jié)合的新穎傳感機(jī)制，并將傳感模塊與后續(xù)信號(hào)處理等模塊集成在一起，展示了其在氣體濃度、濕度、溫度等多種環(huán)境參數(shù)檢測方面的能力，已經(jīng)初步具備了未來的“智能數(shù)字灰塵”的雛形。該策略也可以應(yīng)用于其他的數(shù)字傳感系統(tǒng)，在后摩爾時(shí)代中將具有巨大的應(yīng)用潛力。論文主要由李恭謹(jǐn)博士，博士研究生馬喆和尤淳瑜合作完成，并獲得韓國延世大學(xué)Taeyoon Lee教授和中科院微系統(tǒng)所狄增峰研究員的合作支持。該工作得到國家自然科學(xué)基金委、上海市科委、復(fù)旦大學(xué)和專用集成電路與系統(tǒng)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室等大力支持。

本發(fā)明公開了一種柔性視網(wǎng)膜芯片。頂層和底層聚合物薄膜之間設(shè)置有規(guī)則分布的硅島和通孔，硅島內(nèi)含有用于模擬生理性功能的功能單元，通孔與硅島交錯(cuò)分布，硅島與頂層聚合物薄膜之間設(shè)置有引線層；底層聚合物薄膜上的空隙處與頂層聚合物薄膜緊密粘合于一起；電極為功能單元的一部分、或者位于頂層聚合物薄膜或底層聚合物薄膜上。該芯片采用 MEMS 工藝流程化制作，實(shí)現(xiàn)了微功能單元和柔性基底的集成。本發(fā)明芯片表面布有密集的通孔，形成鏤空格柵狀，有利于芯片上下層組織間營養(yǎng)物和代謝物的交流，保證了生物功能的完整性，保證整個(gè)視網(wǎng)膜

本發(fā)明公開了一種面向柔性芯片的多頂針剝離裝置，包括固定 座、雙真空腔室、多頂針機(jī)構(gòu)和凸輪旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其中：雙真空腔 室由分設(shè)在內(nèi)、外側(cè)的真空內(nèi)腔室和真空外腔室共同組成，并且真空 內(nèi)腔室還可獨(dú)立發(fā)生上下滑動(dòng)；多頂針機(jī)構(gòu)由同軸安裝且彼此獨(dú)立操 控的內(nèi)外圈頂針機(jī)構(gòu)共同組成，它們沿著豎直方向整體設(shè)置在真空內(nèi) 腔室下部，并各自包括頂針、支撐架和從動(dòng)子；凸輪旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)用 于實(shí)現(xiàn)內(nèi)外圈頂針機(jī)構(gòu)上下動(dòng)作時(shí)序的控制，同時(shí)實(shí)現(xiàn)單頂針與多頂 針之間的靈活切換。本發(fā)明還公開了相應(yīng)的剝離工藝方法。通過本發(fā) 明，能夠顯著提

TDA（芯片熱設(shè)計(jì)自動(dòng)化）軟件是清華航院曹炳陽教授團(tuán)隊(duì)全自主研發(fā)的國際首個(gè)芯片跨尺度熱仿真與設(shè)計(jì)系統(tǒng)。TDA軟件可實(shí)現(xiàn)芯片從納米至宏觀尺寸的熱設(shè)計(jì)與仿真，支持芯片微納結(jié)構(gòu)內(nèi)部熱輸運(yùn)過程的模擬研究，直接提高芯片熱仿真精度與結(jié)溫預(yù)測準(zhǔn)確度，進(jìn)而提高芯片性能、壽命和可靠性。

項(xiàng)目成果/簡介: 陶瓷具有耐高溫、耐腐蝕、耐磨損、耐老化、抗壓強(qiáng)度高等諸多優(yōu)點(diǎn)，但有一個(gè)致命的缺點(diǎn)——脆性。柔性陶瓷材料作為一種新型材料，在通訊、電子、醫(yī)學(xué)、航空、航天、軍事等高技術(shù)領(lǐng)域都被廣泛應(yīng)用。如電子計(jì)算機(jī)的高速硬盤轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)需要柔性陶瓷軸承；導(dǎo)彈、火箭發(fā)射裝置的關(guān)鍵部件如透波、鼻錐等要用耐高溫和抗氧化能力極強(qiáng)的柔性陶瓷做天線罩，才能承受高溫氣流的沖刷、摩擦 研究團(tuán)隊(duì)通過對(duì)純鈦酸鋁原料制備鈦酸鋁柔性陶瓷技術(shù)的改進(jìn)，以TiO2、Al2O3為原料，輔以Fe2O3、MgO、SiO2等添加劑，通過固相反應(yīng)、固相燒結(jié)制備出柔性鈦酸鋁陶瓷。能夠降低燒結(jié)溫度，且制備的鈦酸鋁陶瓷具有更高的強(qiáng)度和柔性。將其制備成具有柔性的鈦酸鋁陶瓷材料，將有傳統(tǒng)陶瓷材料沒有的特性，并且能夠進(jìn)一步提高其抗熱震性，使得柔性鈦酸鋁陶瓷能應(yīng)用于更為苛刻的環(huán)境中，并且在工業(yè)生產(chǎn)中用途更廣、市場大、前景好?？蓮澤皫r可彎砂巖微觀結(jié)構(gòu)圖知識(shí)產(chǎn)權(quán)類型:發(fā)明專利技術(shù)先進(jìn)程度:達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先水平成果獲得方式:獨(dú)立研究獲得政府支持情況:無

陶瓷具有耐高溫、耐腐蝕、耐磨損、耐老化、抗壓強(qiáng)度高等諸多優(yōu)點(diǎn)，但有一個(gè)致命的缺點(diǎn)——脆性。柔性陶瓷材料作為一種新型材料，在通訊、電子、醫(yī)學(xué)、航空、航天、軍事等高技術(shù)領(lǐng)域都被廣泛應(yīng)用。如電子計(jì)算機(jī)的高速硬盤轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)需要柔性陶瓷軸承；導(dǎo)彈、火箭發(fā)射裝置的關(guān)鍵部件如透波、鼻錐等要用耐高溫和抗氧化能力極強(qiáng)的柔性陶瓷做天線罩，才能承受高溫氣流的沖刷、摩擦 研究團(tuán)隊(duì)通過對(duì)純鈦酸鋁原料制備鈦酸鋁柔性陶瓷技術(shù)的改進(jìn)，以TiO2、Al2O3為原料，輔以Fe2O3、MgO、SiO2等添加劑，通過固相反應(yīng)、固相燒結(jié)制備出柔性鈦酸鋁陶瓷。能夠降低燒結(jié)溫度，且制備的鈦酸鋁陶瓷具有更高的強(qiáng)度和柔性。將其制備成具有柔性的鈦酸鋁陶瓷材料，將有傳統(tǒng)陶瓷材料沒有的特性，并且能夠進(jìn)一步提高其抗熱震性，使得柔性鈦酸鋁陶瓷能應(yīng)用于更為苛刻的環(huán)境中，并且在工業(yè)生產(chǎn)中用途更廣、市場大、前景好。 可彎砂巖 可彎砂巖微觀結(jié)構(gòu)圖

柔性軸承是指在外部力或力矩的作用下，利用材料的彈性變形在相鄰構(gòu)件間產(chǎn)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的一種鉸鏈結(jié)構(gòu)形式。相比傳統(tǒng)的剛性軸承，柔性軸承有許多優(yōu)點(diǎn)：1. 無間隙和摩擦，可實(shí)現(xiàn)高精度運(yùn)動(dòng)；2. 無磨損，壽命長；3. 免潤滑，免維護(hù)；4. 可真空應(yīng)用。 柔性軸承的主要技術(shù)指標(biāo)：1. 行程：材質(zhì)與幾何形狀決定其運(yùn)動(dòng)行程的大小；本單位研制的GCSFP-3柔性軸承行程可達(dá)±25°；2. 精度：由柔性鉸鏈的軸漂大小決定，軸漂越小，精度越高；本單位研制的GCSFP-3柔性軸承軸漂在10°轉(zhuǎn)角時(shí)僅為0.8um；3. 剛度：非功能剛度/功能剛度的比值，該比值越大越好；GCSFP-3的徑向剛度/旋轉(zhuǎn)剛度比值為34.65；GCSFP-3的軸向剛度/旋轉(zhuǎn)剛度比值為2.32；4. 疲勞壽命：決定了柔性軸承的可循環(huán)工作次數(shù)。GCSFP-3柔性軸承在±5°轉(zhuǎn)角下達(dá)100萬次；±10°轉(zhuǎn)角壽命達(dá)18萬次。

本實(shí)用新型提供一種柔性驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，包括驅(qū)動(dòng)單元、力放大單元、控制單元和儲(chǔ)能單元。驅(qū)動(dòng)單元通過鑲嵌有單向軸承的力放大單元放大輸出力作用于儲(chǔ)能單元。驅(qū)動(dòng)單元通過不斷往復(fù)運(yùn)動(dòng)將能量輸入儲(chǔ)能單元中，當(dāng)儲(chǔ)能單元中的彈性能達(dá)到所需的要求時(shí)，通過通信單元遙控控制單元將儲(chǔ)能單元中儲(chǔ)存的彈性能一次性釋放出來，以實(shí)現(xiàn)步行、爬行、滾動(dòng)、跳躍、突進(jìn)多種功能以及功能之間的相互切換。本實(shí)用新型采用智能軟材料作為驅(qū)動(dòng)器，其機(jī)電轉(zhuǎn)換效率高，能量密度大，噪音低。并且大部分的結(jié)構(gòu)都可以使用柔性材料進(jìn)行替代，抗破壞能力強(qiáng)；同時(shí)柔性驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)通過與不同外殼的組合可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)步行、爬行、滾動(dòng)、跳躍、突進(jìn)多種功能，可以應(yīng)用于機(jī)器人，玩具，能量收集等多方面。

本實(shí)用新型提供了一種具有翻轉(zhuǎn)芯片功能的芯片吸取裝置，包括 Z 向高度調(diào)節(jié)與支撐機(jī)構(gòu)、翻轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、芯片吸取機(jī)構(gòu)，Z 向高度調(diào)節(jié)與支撐機(jī)構(gòu)將芯片吸取機(jī)構(gòu)移動(dòng)到適宜高度，翻轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)芯片吸取機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)，芯片吸取機(jī)構(gòu)包括直線導(dǎo)向運(yùn)動(dòng)部件和芯片吸取元件，直線導(dǎo)向運(yùn)動(dòng)部件內(nèi)設(shè)有直線軸承和彈簧，直線導(dǎo)向軸從上往下穿過直線軸承和彈簧，其端部連接芯片吸取元件，由于彈簧的緩沖作用，芯片吸取元件將芯片吸住后跟隨芯片上升一定的高度，再在翻轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的作用下旋轉(zhuǎn)到達(dá)芯片供給位置。本實(shí)用新型一方面避免了非接觸式吸取的不可靠

        技術(shù)成熟度：技術(shù)突破         研發(fā)團(tuán)隊(duì)以設(shè)計(jì)制備寬光譜超材料吸收器和像元級(jí)集成紅外探測器為研究主線，在超薄寬帶高吸收原理與策略、材料/器件設(shè)計(jì)與制備方面取得了突破性進(jìn)展。圍繞器件吸收率低、噪聲等效溫差（NETD）大、集成兼容性差的難題，提出了無損與損耗型介質(zhì)結(jié)合、多模諧振耦合光吸收的思路，獲得超薄寬帶高吸收率材料；提出將超薄寬帶高吸收率材料與非制冷紅外探測器像元級(jí)集成新思路，獲得了寬譜、NETD小、多色探測的非制冷紅外探測器，NETD降低3倍，研究成果已在中國兵器北方夜視廣微科技應(yīng)用轉(zhuǎn)化。         意向開展成果轉(zhuǎn)化的前提條件：中試放大及產(chǎn)業(yè)化工藝開發(fā)資金支持