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該成果創新性地基于二維半導體的硅基同質器件，首次提出了類腦功能的“傳感-計算-存儲一體化”神經形態芯片架構，實現了光電傳感、放大運算、信息存儲功能的一體化集成，為突破馮·諾依曼瓶頸和實現類腦智能提供了一種全新思路。 繆向水教授團隊，長期從事相變存儲器芯片、存算一體憶阻器芯片技術研究。2018年出版了國內第一本憶阻器專著《憶阻器導論》，2019年團隊93項三維相變存儲器芯片專利許可給芯片公司并合作開發產品，并與行業龍頭企業合作建立了聯合實驗室，推動存儲器芯片技術的成果轉化以及未來引領技術的探索。曾榮獲國家科技進步獎2項、湖北省技術發明一等獎1項。 同質晶體管-存儲器架構的原理及器件結構 繆向水團隊長期從事相變存儲器芯片、存算一體憶阻器芯片技術研究。2018年出版了國內第一本憶阻器專著《憶阻器導論》，2019年團隊93項三維相變存儲器芯片專利許可給芯片公司并合作開發產品，并與行業龍頭企業合作建立了聯合實驗室，推動存儲器芯片技術的成果轉化以及未來引領技術的探索。曾榮獲國家科技進步獎2項、湖北省技術發明一等獎1項。

隨著我國煉油加工深度的不斷提高，作為主要的二次加工裝置—催化裂化的原料也隨之變的越來越復雜，由于原料油性質的惡化，導致催化裝置油漿系統結焦問題日益嚴重，已經成為影響裝置長周期安全運行的主要障礙之一。由于油漿系統堵塞而造成的裝置被迫降量、甚至停工的事情時有發生。因此，解決好油漿系統結焦問題是保證催化裝置正常運行的主要課題。 研制開發了高效油相抗垢劑，通過在多個常減壓合合催化裝置上長期應用，取得了很好的效果。該藥劑不但有明顯的防垢功能，而且具有一定的除垢效果。 該藥劑還可用于常減壓裝置塔底及加氫裝置的阻垢，阻垢率達90%以上。

技術成熟度：技術突破 1.原理：結合磁浮列車極端運行工況，充分考慮運行環境的強磁場，深入研究機-電-磁耦合機制，精確調節磁體懸浮姿態，以實現超導磁體在液氮溫區（-196℃）自穩定懸浮。 2.創新點： （1）研發國產化低功耗懸浮控制模塊，能耗較進口設備降低35%； （2）突破-196℃環境下多系統協同控制技術，填補國內工程化應用空白。 3.應用場景： （1）高速磁浮列車靜懸試驗臺 （2）精密儀器運輸平臺 （3）航空航天地面測試裝備 4.應用案例：前期開發的自由度控制系統，已被合作團隊應用且效果較好。

        研發團隊針對高性能、抗靜電熱控涂層材料開展自主科研攻關，研發出具有自主知識產權的白色氧化鋅導電粉體，與相關企業合作建立了100Kg級導電粉體中試生產線，完成了粉體批次穩定性驗證，突破了批量制備導電粉體穩定性差的瓶頸，形成了一套高性能白色氧化物導電粉體的標準生產工藝。產品技術指標經權威檢測機構檢驗達到或超過進口產品水平，并已通過國家航天領域應用驗證。同時，產品原料及生產成本遠低于進口產品，有望在我國民用市場普及。產品可應用于汽車、電子、紡織、橡膠和化工等領域的防靜電、節能、電磁屏蔽等，如輪胎橡膠添加劑、紅外反射涂層、防靜電涂層等，市場前景廣闊。         意向開展成果轉化的前提條件：中試放大及產業化工藝開發資金支持

現階段所設計的存算一體器件單元結構如圖 1 所示： 器件的基本結構由波導和功能層（由下到上分為加熱層、電極層、保護層、相變材料（硫系化合物）層）所構成。擬通過在當前流行的絕緣層上硅(SOI)光子平臺上集成四氮化三硅光波導的方式實現器件的光學讀取功能，即在非常厚的硅襯底層上生長一層絕緣層二氧化硅和波導層，然后在基片上通過光刻、顯影、刻蝕等工藝制備四氮化三硅波導。功能層主要用于實現器件的電學寫入功能。加熱器層的主要用途是與相變材料層形成電接觸，通過較小的接觸面積使接觸處的熱量集中，從而可以在較小的電壓或電流下使相變材料發生相變。因此需要加熱器層具備較好的導熱和導電性能，同時在近 C 波段具有較低的光損耗，可采用石墨烯。電極層可用于提供相變材料器件單元所需要的編程電脈沖。當前擬采用硒摻雜的相變材料合金（如 GSST）作為器件的核心功能層的相變材料。該材料在通信/非通信波段顯示了極低的光損耗和更高的品質因數，且相變前后在通信 C 波段具有足夠大的光學常數反差，可在更惡劣的高溫環境下進行操作，適用于硅基光子器件應用。 采用的主要技術手段包括： ① 依托于相變材料的電致和光致相變特性，通過電學編程、光學讀取的方法實現器件的存儲、算術運算和邏輯運算功能：  存儲功能的實現：擬利用相變材料晶態低透過率和非晶態高透過率分別代表二進制中的‘1’和‘0’，實現數據存儲（編程）功能。例如在電極兩端施加合適的電脈沖，所產生電流流經加熱層時，生成的熱量主要集中在加熱層和相變材料層接觸處，使得接觸處的相變材料發生相變，實現存儲功能。在完成上述編程操作后，從器件波導輸入端輸入讀取連續光。由于相變材料功能層對光強的吸收能力在編程和非編程區域間存在著顯著的差異，因此當輸入光經過波導后，其能量會因為相變材料編程區域的吸收而發生改變，進而顯著改變輸出光強能量。所以通過測量輸入輸出光強的能量之比（即透過率），可實現對先前編程區域的讀取。  算術和邏輯功能的實現：通過調整編程電脈沖的幅度和寬度可以動態調控相變材料的相變程度，使得器件的中間透過率值可用于代表不同的數值，實現多級存儲功能。所以擬采用輸入脈沖數量對應加數的方法實現標量加法計算。同時由于所設計器件的讀取連續光輸出功率可視為讀取連續光輸入功率和器件透過率的乘積，因此可采用將輸入功率和透過率作為被乘數和乘數的方法實現基本乘法運算。除此之外還可以將器件功能層的初始狀態設置為非晶相，把晶化脈沖幅值和不足以產生晶化的脈沖幅值分別作為輸入邏輯‘1’和‘0’；同時設定一個判定閾值并與編程后器件透過率的變化率進行對比，把高于和低于閾值的透過率變化率分別作為輸出邏輯 ‘1’和‘0’；通過合理選擇編程脈沖有望實現各種邏輯功能輸出。 ② 基于器件透射率可調特性驗證其實現神經突觸的可行性。并依托所設計人工突觸構建人工神經網絡芯片，實現圖像、語音和文本識別功能：  突觸可塑性是大腦記憶和學習的神經生物學基礎，也是人工類腦器件需要實現的首要功能。為實現突觸可塑性，擬把相變材料和波導之間的耦合區域視為仿生神經突觸，左右兩端電極分別代表突觸前和突觸后，分別施加在兩端電極上的電脈沖則作為突觸前和突觸后刺激。通過調節從左右兩端電極輸入耦合區域的電脈沖時間差對耦合區域的光透過率進行連續調控，進而依托于上述存算理論模型和實物器件仿真和實驗實現仿生神經突觸的脈沖時序依賴可塑性（Spike-Timing-Dependent-Plasticity, STDP)。  將不同波長的光脈沖序列輸入所設計的突觸單元, 經過相變材料的作用，脈沖強度發生變化，對應于乘法器。進而借助于微環結構，將不同波長的脈沖導入進同一波導中，該功能類似加法器。相加后的脈沖光強較小時，讀取光與微環發生共振，在輸出端口沒有光強輸出。當光強達到一定的閾值后，讀取信號不再和微環發生共振，而是傳播到輸出端口。這一過程類似神經元脈沖信號的激發，實現了非線性激活函數的功能。利用上述的單個神經元結構，驗證其監督式機器學習和非監督式機器學習。對于監督式機器學習，權重的數值通過外部管理器設置；對于非監督式機器學習，不再需要外部管理器來設置權重值，而是通過輸出光脈沖進行反饋控制，調整權重值。在單個神經元結構的基礎上，更復雜的光學脈沖神經網絡結構，證明該結構的可擴展性。擬設計的神經網絡中的每一層結構包括三個功能單元，即收集器、分發器和神經突觸結構。收集器將上一層不同波長的光脈沖信號收集到同一根波導中，分發器將光脈沖分發給多個神經元，神經突觸結構則產生光脈沖信號，輸入給下一層結構。基于上述結構實現圖片、語音和文本的識別。 創新性分析：①首次研究了一款基于“電學編程、光學讀取”模式的光電混合存算一體化器件。與傳統電學存算一體化器件相比,擬研發的器件可以進行長距離的信息傳輸，具有傳輸帶寬高、信號間延遲低、損耗低、抗干擾、集成密度高等優點。②采用硒(Se)摻雜的相變材料作為存算一體化器件的核心功能材料。與采用其他相變材料的存算一體器件相比，以硒參雜的相變材料作為功能材料的存算一體器件有望展現出極低的光損耗。③提出了一種基于“電學脈沖刺激、光學權重調節”的人工神經突觸。該突觸器件有望成為未來通用型人工神經突觸，填補了光電混合型人工突觸的技術空白。 先進性分析：①所提出的光電混合工作模式使得該存算一體化器件不但具有傳統集成電路的高密度特性，且兼具光通信技術的寬頻帶、低延遲、抗干擾的優越性能。②所采用硒參雜的相變材料不但繼承了傳統材料具有的快速相變轉化速度、低功耗和穩定性強等特性，且本身在通信波段非晶態透明的同時還保持了相變前后足夠大的光學性能差異的特點。③所設計的突觸繼承了人工電子突觸和全光突觸的優點，具有高集成度、低功耗、超快響應時間、穩定性強等優點。 獨占性分析：根據已取得成果正在撰寫專利，以獲得該關鍵技術的獨有權。 

項目概況 本軟件適用于機械行業精密檢測，可對平板的平面度誤差、軸類零件的圓度誤差及球 類零件的球度誤差進行精確計算，在不改變硬件測量設備的前提下，通過采用該軟件能夠大 大提高設備的檢測精度，增強設備的通用性和柔性，對機械行業具有重要的現實意義。本軟 件可推廣應用于三坐標測量儀等新型測量設備中。。 本項目處于國際先進水平，擁有自主知識產權。 主要特點 ISO1101 和 GB/T1182-1996 規定，形狀誤差的評定應符合最小區域法，并以此為仲裁 方法。但因傳統算法無法對各種形狀誤差以及同一種誤差不同的測點形式尋找出統一的誤差 表達式，導致算法太煩瑣、不易在計算機上實現，為此目前檢測設備在對形狀誤差檢測時， 其評定結果多是根據最小二乘法計算，但最小二乘法提供的僅是形狀誤差的近似評定結果， 并不保證解的最小區域性。隨著數控和精密加工技術的迅速發展，對產品的加工和裝配精度 要求越來越高，能否實現機械零件形狀誤差快速、精確評定對產品質量和成本至關重要。本 軟件的研制即為解決這一問題而展開。 技術指標 該軟件采用進化計算求解平面度、圓度及球度誤差的最小區域解，其計算結果比按最小 二乘法的計算結果小 1.8%~30%；用戶在使用時，只要根據軟件提示選擇待評定的形狀誤差 類型，導入測量數據，不論測點形式如何，軟件都能快速地將形狀誤差的最小區域解計算出 來，克服了傳統算法存在的無法對多種形狀誤差或同一種誤差不同的測點形式尋找出統一的 誤差表達式，導致算法太煩瑣、不易在計算機上實現，從而不便于在三坐標測量儀等新型精 密儀器中推廣應用的缺陷。 市場前景 本軟件采用基于實數編碼的進化算法能夠快速精確地求解平面度、圓度及球度形狀誤差 的最小區域解。該軟件人機界面友好，操作簡便，計算準確且計算速度快，能方便地導入測 量數據、顯示形狀誤差進化過程曲線及計算結果，同時具有打印輸出等功能，易于在新型精 密儀器中推廣應用。 

項目概況 本軟件適用于機械行業精密檢測，可對平板的平面度誤差、軸類零件的圓度誤差及球 類零件的球度誤差進行精確計算，在不改變硬件測量設備的前提下，通過采用該軟件能夠大 大提高設備的檢測精度，增強設備的通用性和柔性，對機械行業具有重要的現實意義。本軟 件可推廣應用于三坐標測量儀等新型測量設備中。。 本項目處于國際先進水平，擁有自主知識產權。 主要特點 ISO1101 和 GB/T1182-1996 規定，形狀誤差的評定應符合最小區域法，并以此為仲裁 方法。但因傳統算法無法對各種形狀誤差以及同一種誤差不同的測點形式尋找出統一的誤差 表達式，導致算法太煩瑣、不易在計算機上實現，為此目前檢測設備在對形狀誤差檢測時， 其評定結果多是根據最小二乘法計算，但最小二乘法提供的僅是形狀誤差的近似評定結果， 并不保證解的最小區域性。隨著數控和精密加工技術的迅速發展，對產品的加工和裝配精度 要求越來越高，能否實現機械零件形狀誤差快速、精確評定對產品質量和成本至關重要。本 軟件的研制即為解決這一問題而展開。 技術指標 該軟件采用進化計算求解平面度、圓度及球度誤差的最小區域解，其計算結果比按最小 二乘法的計算結果小 1.8%~30%；用戶在使用時，只要根據軟件提示選擇待評定的形狀誤差 類型，導入測量數據，不論測點形式如何，軟件都能快速地將形狀誤差的最小區域解計算出 來，克服了傳統算法存在的無法對多種形狀誤差或同一種誤差不同的測點形式尋找出統一的 誤差表達式，導致算法太煩瑣、不易在計算機上實現，從而不便于在三坐標測量儀等新型精 密儀器中推廣應用的缺陷。 市場前景 本軟件采用基于實數編碼的進化算法能夠快速精確地求解平面度、圓度及球度形狀誤差 的最小區域解。該軟件人機界面友好，操作簡便，計算準確且計算速度快，能方便地導入測 量數據、顯示形狀誤差進化過程曲線及計算結果，同時具有打印輸出等功能，易于在新型精 密儀器中推廣應用。 

將基于熒光納米晶液相懸浮芯片技術應用于重大疾病的臨床檢測方法。研發成功了基于熒光納米晶體的多指標檢測技術，掌握了熒光納米晶體、熒光微球的核心制備技術、抗體的偶聯技術以及臨床診斷的檢測技術等。