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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(lái)分析處理來(lái)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(cè)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(cè)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(cè)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(cè)器件的電流變化，紅色為參比電流，藍(lán)色為檢測(cè)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(méi)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(cè)。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(cè)。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(cè)，演示的信號(hào)為依次減小的三個(gè)濕度脈沖。整個(gè)過(guò)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(cè)的環(huán)境參數(shù)的值。研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)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(cè)方面的能力，已經(jīng)初步具備了未來(lái)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(guó)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(guó)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(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室等大力支持。

棉花是我省東部沿海地區(qū)最重要的經(jīng)濟(jì)作物。轉(zhuǎn)基因棉花的種植面積近年迅速擴(kuò)大，但是轉(zhuǎn)基因棉籽目前沒(méi)有得到適當(dāng)?shù)拈_(kāi)發(fā)利用。南京工業(yè)大學(xué)對(duì)菜籽棉籽等含油含毒種籽的開(kāi)發(fā)利用研究已經(jīng)有

（ (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(cè)器件的電流變化，紅色為參比電流，藍(lán)色為檢測(cè)電流 ）

內(nèi)容介紹： 微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）具有體積小、重量輕、成本低、可靠度高等特點(diǎn)， 在航空、航天、汽車、消費(fèi)電子等領(lǐng)域具有廣闊應(yīng)用價(jià)值。MEMS設(shè)計(jì)過(guò)程 復(fù)雜，高效的設(shè)計(jì)工具現(xiàn)已成為制約我國(guó)MEMS產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。設(shè)計(jì)工具 分為系統(tǒng)級(jí)、器件級(jí)、工藝級(jí)三個(gè)設(shè)計(jì)層級(jí)，并具有三個(gè)層級(jí)之間的全部 數(shù)據(jù)傳遞接口，支持不同工程背景的設(shè)計(jì)者任意入口，任意流程的設(shè)計(jì)， 該設(shè)

項(xiàng)目簡(jiǎn)介（ 1） 排氣系統(tǒng) SCR 技術(shù)。開(kāi)發(fā)了空氣輔助噴射計(jì)量泵及其 噴嘴；開(kāi)發(fā)了 DCU 軟件和硬件。（ 2） 排氣系統(tǒng) DPF 技術(shù)。（ 3） 排氣系統(tǒng)噪聲控制技術(shù)（ 4） 排氣系統(tǒng)能量回收技術(shù)性能指標(biāo)（ 1） 排氣系統(tǒng) SCR 技術(shù)，計(jì)量泵計(jì)量誤差<4%；具備 OBD 功能；（ 2） 排氣系統(tǒng)噪聲控制技術(shù)，可根據(jù)排氣噪聲的特點(diǎn)有針對(duì)性地進(jìn)行控制，運(yùn)用GT-POWER、 Virtual_La

哈爾濱工業(yè)大學(xué)（深圳）電子與信息工程學(xué)院的徐科副教授、姚勇教授與其合作者，針對(duì)光通信芯片集成度受限的問(wèn)題，通過(guò)光波導(dǎo)模場(chǎng)的精細(xì)調(diào)控，在實(shí)現(xiàn)多模波導(dǎo)低損耗和低串?dāng)_的同時(shí)，將關(guān)鍵器件的尺寸縮小了1-2個(gè)數(shù)量級(jí)。芯片支持3×112 Gbit/s高速模分復(fù)用信號(hào)的任意緊湊布線，使多模光學(xué)系統(tǒng)的大規(guī)模片上集成成為可能。該成果將進(jìn)一步助力集成光子芯片在光通信、人工智能、高性能計(jì)算、量子信息等眾多高新領(lǐng)域中加速發(fā)展和應(yīng)用。

01. 成果簡(jiǎn)介 隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，機(jī)動(dòng)車輛增長(zhǎng)迅速、路面交通任務(wù)日益繁忙，國(guó)內(nèi)交通安全形勢(shì)面臨日益嚴(yán)峻的考驗(yàn)。雖然基礎(chǔ)應(yīng)用系統(tǒng)已經(jīng)達(dá)到了較高的技術(shù)和應(yīng)用水平，但也存在著一些問(wèn)題和不足：各應(yīng)用系統(tǒng)只針對(duì)本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理；局限于簡(jiǎn)單的統(tǒng)計(jì)，統(tǒng)計(jì)信息都有其局限性，出現(xiàn)“信息孤島”現(xiàn)象；無(wú)法實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)融合、信息共享，不能為交通運(yùn)行評(píng)估和輔助決策提供依據(jù)；不能進(jìn)行相關(guān)系統(tǒng)的協(xié)同聯(lián)動(dòng)，使之使用在日常工作中；工作效率仍沒(méi)有顯著提高；由于缺少科學(xué)管理手段，各交通管理部門，越來(lái)越難以適應(yīng)當(dāng)前形勢(shì)的要求。主要表現(xiàn)在：1）信息孤島問(wèn)題；2）缺少跨系統(tǒng)信息融合分析及挖掘；3）信息服務(wù)、協(xié)同指揮及公共服務(wù)功能不足；4）公路交通狀況管控困難。 本成果團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)的廣度學(xué)習(xí)基礎(chǔ)計(jì)算系統(tǒng)集成平臺(tái)提供了一個(gè)基于全量多模態(tài)數(shù)據(jù)融合和協(xié)同挖掘分析的大數(shù)據(jù)智能系統(tǒng)支撐框架，可以對(duì)在地理、空間上分散的人、設(shè)備、環(huán)境、事件等進(jìn)行大規(guī)模實(shí)時(shí)關(guān)聯(lián)和因果分析，以指導(dǎo)復(fù)雜態(tài)勢(shì)環(huán)境下的指揮行動(dòng)。這些大數(shù)據(jù)技術(shù)已被運(yùn)用于交通態(tài)勢(shì)分析和預(yù)測(cè)，如實(shí)時(shí)分析城市交通流量與預(yù)測(cè)等?；谕ㄓ玫拇髷?shù)據(jù)融合智能分析平臺(tái)，使指揮人員和調(diào)度人員能在單一系統(tǒng)內(nèi)解決所有問(wèn)題，包括各類交通情報(bào)分析（情報(bào)報(bào)告，事件行為等），關(guān)聯(lián)分析（背景、跟蹤、時(shí)空、反應(yīng)等）和預(yù)判決策等功能。系統(tǒng)利用統(tǒng)一數(shù)據(jù)融合服務(wù)（UDFS）和統(tǒng)一視頻融合服務(wù)（MVFS）等技術(shù)手段，將跨界多源動(dòng)靜態(tài)交通數(shù)據(jù)進(jìn)行融合利用，并產(chǎn)生統(tǒng)一的道路交通基礎(chǔ)知識(shí)圖譜（DKG），然后統(tǒng)一提供給擁有計(jì)算能力的融合計(jì)算引擎基礎(chǔ)算力平臺(tái)（TAIOS），訓(xùn)練和調(diào)度各類模型算法（TAIMODEL），生成基礎(chǔ)應(yīng)用工具和基礎(chǔ)應(yīng)用指標(biāo)，最后通過(guò)組合統(tǒng)一用戶管理（４A）和統(tǒng)一指揮調(diào)度（TBOCC）到具體的業(yè)務(wù)流程中，構(gòu)成各類閉環(huán)場(chǎng)景應(yīng)用，從而產(chǎn)生智能、精準(zhǔn)的道路交通治理優(yōu)化方案，提升道路的暢通程度和安全水平。 圖1. 數(shù)據(jù)融合圖2. 態(tài)勢(shì)感知02. 應(yīng)用前景 廣度學(xué)習(xí)基礎(chǔ)計(jì)算系統(tǒng)集成平臺(tái)應(yīng)用于智慧交通領(lǐng)域，其創(chuàng)新成果已在貴州省交通管理局復(fù)合型大數(shù)據(jù)交通態(tài)勢(shì)感知指揮云平臺(tái)工程建設(shè)中得到應(yīng)用，創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)在交通管理領(lǐng)域大數(shù)據(jù)融合應(yīng)用空白。是提升交通管理的跨界數(shù)據(jù)融合、功能融合、管理融合、指揮融合的創(chuàng)新型技術(shù)。促進(jìn)了我國(guó)交通大數(shù)據(jù)智能管理建設(shè)技術(shù)水平的提高，促進(jìn)了交通管理行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步。該項(xiàng)目具有廣闊的市場(chǎng)前景。03. 知識(shí)產(chǎn)權(quán) 已申請(qǐng)發(fā)明專利9項(xiàng)。04. 團(tuán)隊(duì)介紹 本項(xiàng)目以清華-青島數(shù)據(jù)科學(xué)研究院（掛靠軟件學(xué)院，以下簡(jiǎn)稱數(shù)據(jù)院）韓亦舜執(zhí)行副院長(zhǎng)團(tuán)隊(duì)為核心。數(shù)據(jù)院于2017年8月下設(shè)交通大數(shù)據(jù)研究中心，該中心面向國(guó)家重大戰(zhàn)略需求，專注跨界融合大數(shù)據(jù)、機(jī)器學(xué)習(xí)、人工智能技術(shù)在交通行業(yè)全流程數(shù)據(jù)科學(xué)和數(shù)據(jù)工程的核心技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用研究，在交通管理、交通運(yùn)輸規(guī)劃與管理、公共交通、物流運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域開(kāi)展跨界大數(shù)據(jù)融合智能交通應(yīng)用示范。05. 合作方式 投融資 / 專利許可。06. 聯(lián)系方式 郵箱：liuc1988@tsinghua.edu.cn、liuyi2017@tsinghua.edu.cn

 基于硅材料和CMOS工藝制備光電子器件及其集成技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)低成本、批量化生產(chǎn)，并具有和微電子單片集成的潛力，是目前國(guó)際光電子前沿研究領(lǐng)域。該技術(shù)不僅可以用于片上光互連，也可為骨干網(wǎng)、光接入網(wǎng)和數(shù)據(jù)中心提供高性能、低成本收發(fā)模塊。 在國(guó)家973計(jì)劃項(xiàng)目《超高速低功耗光子信息處理集成芯片與技術(shù)基礎(chǔ)研究》的支持下，針對(duì)硅基材料不具備線性電光效應(yīng)、而利用自由載流子等離子色散效應(yīng)實(shí)現(xiàn)電光調(diào)節(jié)效率低、功耗高等科學(xué)難題，提出了一系列解決思路和具有創(chuàng)新性的器件結(jié)構(gòu)，形成了硅基光電子集成器件設(shè)計(jì)方法和基于CMOS工藝的制備工藝流程，成功制備了一系列硅基光電子集成芯片。 該技術(shù)不僅為我國(guó)硅基光電子集成技術(shù)的發(fā)展和華為等知名電信設(shè)備企業(yè)新一代產(chǎn)品提供了有力的技術(shù)支撐，也引起了國(guó)際同行的密切關(guān)注。美國(guó)光學(xué)學(xué)會(huì)《Optics & Photonics News》曾出版專題報(bào)道“Integrated Photonics in China”，對(duì)本項(xiàng)目的部分工作進(jìn)行了介紹。2014年底，Nature Photonics將本項(xiàng)目首次在硅基上研制成功的大容量可編程光緩存芯片作為Research Highlight加以報(bào)道。高速低功耗16*16光交換芯片版圖大容量可編程光緩存芯片（左：芯片照片，中：封裝后的結(jié)構(gòu)，右：性能測(cè)試結(jié)果）為華為公司研制的400G可調(diào)光模塊。

成果簡(jiǎn)介：BITPDM是面向科研院所與中小規(guī)模制造企業(yè)開(kāi)發(fā)的，面向產(chǎn)品全生命周期進(jìn)行產(chǎn)品數(shù)據(jù)及過(guò)程管理的業(yè)務(wù)集成平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品信息、項(xiàng)目信息、電子文檔、產(chǎn)品狀態(tài)信息、工藝信息、資源信息及設(shè)計(jì)過(guò)程的集成管理。BITPDM系統(tǒng)提供的功能包括：項(xiàng)目管理、電子倉(cāng)庫(kù)管理、電子文檔管理、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與配置管理、基于產(chǎn)品族的標(biāo)準(zhǔn)件管理、設(shè)計(jì)過(guò)程與任務(wù)管理、數(shù)據(jù)狀態(tài)管理、集成的工藝/工裝/資源管理、系統(tǒng)配置與管理等。BITPDM系統(tǒng)運(yùn)行于Windows操作系統(tǒng)，支持Oracle、SQLServer等商用數(shù)據(jù)庫(kù)。支持與

采用 Robei 可視化芯片設(shè)計(jì)軟件和開(kāi)發(fā)板以及配套教材和 IP 設(shè)計(jì)源代碼。從設(shè)計(jì)到仿真，綜 合以及板級(jí)驗(yàn)證。 集成電路設(shè)計(jì)與應(yīng)用平臺(tái)產(chǎn)品清單：1、Robei EDA 軟件 2、 核心開(kāi)發(fā)板 3、實(shí)驗(yàn)箱 4、 教材《數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)》 5、設(shè)計(jì)源代碼、6 學(xué) 習(xí)視頻 Robei EDA 芯片設(shè)計(jì)軟件： 是一款全新的集成電路設(shè)計(jì)工具；同時(shí)也是一種低投資的集成電路設(shè)計(jì)軟件。不僅具備傳統(tǒng)設(shè)計(jì)工具的代碼編寫、編譯、仿真功能，并且增加了可視化和模塊化的設(shè)計(jì)理念，具有模塊設(shè)計(jì)透明化，方便模塊重新利用，加快設(shè)計(jì)進(jìn)度等特點(diǎn)。可實(shí)現(xiàn)頂層跨平臺(tái)，圖形和代碼相結(jié)合的設(shè)計(jì)優(yōu)勢(shì)，將 IC 設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化到模塊、端口、導(dǎo)線三個(gè)基本元素，并自動(dòng)生成端口定義的 Verilog 代碼以及約束文件。 Robei EDA軟件可以提供 74 系類器件的仿真與模擬。可以仿真 FPGA、MCU、狀態(tài)機(jī)、接口電路設(shè)計(jì)等，并提供了大量的 IP 庫(kù):計(jì)數(shù)器、Alu、流水燈自動(dòng)售貨機(jī)、移位寄存器、浮點(diǎn)計(jì)算單元（FPU）、FIFO、串口通信、RISC 處理器等