傳感新品

【中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所：研發(fā)基于納米線缺陷工程的原位感算一體視覺傳感器】

光在介質(zhì)中的本征吸收以及不均勻介質(zhì)分布帶來的散射將導(dǎo)致圖像對比度降低、噪聲疊加等圖像退化問題。當(dāng)前克服圖像退化的方法是借由串行的硬件操作和圖像處理算法來實現(xiàn)，而用于硬件算法處理的圖片數(shù)據(jù)需要逐幀感知與存儲，這將導(dǎo)致存儲與硬件操作冗余。為了釋放更多的后端計算資源，減少計算冗余來減輕后端運算負(fù)擔(dān)，一種解決問題的有效方案是考慮在傳感器端對退化圖像進(jìn)行原位預(yù)處理。

近日中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所王麗麗研究員課題組報道了一種基于納米線缺陷工程的原位感算一體視覺傳感器，它具有并行光電子存儲與圖像預(yù)處理的功能可以用于應(yīng)對圖像退化問題。該傳感陣列可原位實現(xiàn)圖像感知，圖像存儲，圖像增強(qiáng)及圖像降噪功能。經(jīng)過原位增強(qiáng)后的圖像相較增強(qiáng)前圖像的峰值信噪比由原本的152.40dB提升至191.02dB，經(jīng)過原位噪聲過濾后的圖像峰值信噪比也提升了7.2%。該原位并行預(yù)處理功能陣列能夠提升后端計算的效率，經(jīng)原位預(yù)處理的圖片在人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的識別準(zhǔn)確率提升了32.8%，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的迭代周期縮短77.4%。

圖1：視覺傳感器陣列集成示意圖。(a)納米線電荷存儲缺陷工程。(b)納米線SEM圖片。(c)納米線的差分電荷密度圖。(d)視覺傳感器的功能演示。

圖1介紹了在傳感器內(nèi)原位并行功能的策略，采用級聯(lián)摻雜的納米線作為光電半導(dǎo)體，設(shè)計底柵晶體管作為成像像素點，通過控制對像素的曝光次數(shù)與曝光頻率，基于級聯(lián)復(fù)合的光電子存儲物理機(jī)制來實現(xiàn)數(shù)字圖像處理方法，以此在像素點內(nèi)實現(xiàn)直方圖均衡的圖像增強(qiáng)策略以及平均降噪的圖像降噪策略。

圖2：器件結(jié)構(gòu)和性能。(a)光電晶體管的構(gòu)成。(b)光電晶體管的傳輸性能。(c)光電晶體管的輸出特性及開關(guān)穩(wěn)定性。(d)光脈沖激勵下的時間分辨光電流。(e)納米線中光電流的空間分辨映射。(f)納米線光電晶體管的響應(yīng)性和比檢出率與文獻(xiàn)報道的比較。

圖2介紹了作為像素點單元的納米線光電晶體管結(jié)構(gòu)以及基礎(chǔ)電學(xué)及光電學(xué)性能。作為電學(xué)元器件晶體管開關(guān)比具有6個數(shù)量級，在不同柵壓極性下輸出電流表現(xiàn)出存儲、擦除及響應(yīng)等三種響應(yīng)狀態(tài)，光生載流子在納米線表面均勻分布表達(dá)納米線的吸收同質(zhì)性，并且在外加偏壓場強(qiáng)作用下在源漏級出現(xiàn)局域場驅(qū)動光電子積累。該納米線光電晶體管與其他光電半導(dǎo)體相比具有出色的響應(yīng)度與比探測率。

圖3基于電荷分辨存儲的感知器并行函數(shù)積分。（a)不同光強(qiáng)度下的光電流。b) 光電晶體管敏感性。（c-d）器件光電流一致性和變頻電荷增強(qiáng)。(e)頻率靈敏度。(f)噪聲濾波的直方圖評價和圖像顯示。(g)納米線中電子能帶結(jié)構(gòu)和態(tài)偏密度的DFT計算。(h)納米線電荷存儲的物理模型。

圖3介紹了級聯(lián)復(fù)合的光電子存儲物理機(jī)制的物理表現(xiàn)與來源。隨著像素點曝光次數(shù)與曝光頻率的增加，像素點受高反射強(qiáng)度激勵以及在高頻激勵下具有更大的輸出電荷，該物理現(xiàn)象是像素點原位并行預(yù)處理功能的物理基礎(chǔ)。在圖像中的特征物體由于相較環(huán)境背景具有更短的光介質(zhì)傳播位移從而被介質(zhì)吸收的強(qiáng)度較小，因此具有高反射的特征強(qiáng)度。在像素點連續(xù)曝光下，具有高反射強(qiáng)度的特征會獲得更大的增強(qiáng)率，因此圖像的特征物體與背景相比具有更顯著的對比度。而在像素點高頻率曝光下，圖像的特征細(xì)節(jié)在像素點中原位積累，使得隨機(jī)噪聲在整體的分布上占比更小，從而使噪聲圖像更加接近原始圖像。

圖4 視覺傳感器的應(yīng)用驗證。（a)光電晶體管的電路結(jié)構(gòu)。（b-c）用于退化成像和預(yù)處理的水下測量系統(tǒng)示意圖和光學(xué)圖像。（d)光電流演示。（e)用于特征和環(huán)境感知的時變電荷流。（f）雙層人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。（g）人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練的訓(xùn)練精度。(h-i)隨機(jī)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練準(zhǔn)確率的比較。

圖4介紹了原位并行預(yù)處理功能陣列測試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以及傳感器端圖像處理方案對于后端神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法的計算優(yōu)化。該原位并行預(yù)處理功能陣列通過水下測試驗證了液體介質(zhì)退化圖像的對比度增強(qiáng)及噪聲過濾功能，原位預(yù)處理后的圖像在反向傳播模型中的圖像識別率能夠提升32.8%，并且能夠?qū)⑸窠?jīng)網(wǎng)絡(luò)的迭代周期縮短77.4%。

結(jié)果與討論：

本文設(shè)計并開發(fā)出一種并行光電子存儲與圖像預(yù)處理功能的級聯(lián)摻雜納米線光電陣列。該陣列以級聯(lián)摻雜的納米線光電晶體管作為像素單元，通過級聯(lián)復(fù)合的光電子存儲物理機(jī)制，使得像素點受高反射強(qiáng)度激勵以及在高頻激勵下具有更大的輸出電荷，從而在傳感器端實現(xiàn)直方圖均衡的圖像增強(qiáng)策略以及平均降噪的圖像降噪策略。該原位并行預(yù)處理功能陣列能夠有效提升后端計算的效率并減少迭代資源。此陣列有望應(yīng)用于光擾動退化環(huán)境中的高分辨成像畸變的處理。

傳感動態(tài)

【「芯森電子」獲數(shù)千萬A輪融資，自研高性能工業(yè)電流電壓傳感器】

36 氪獲悉，傳感器廠商「芯森電子」日前完成數(shù)千萬 A 輪融資，由天鷹資本領(lǐng)投，正菱控股跟投。本輪融資將用于產(chǎn)品研發(fā)、產(chǎn)能擴(kuò)建、市場拓展等。

芯森電子成立于 2021 年，核心產(chǎn)品為電流電壓傳感器。芯森電子創(chuàng)始團(tuán)隊主攻傳感器研發(fā)、生產(chǎn)多年，擁有面向軍工市場開發(fā)電流傳感器的經(jīng)歷，并從中發(fā)現(xiàn)電流傳感器在工業(yè)等領(lǐng)域的更廣應(yīng)用空間。

" 理論上說，只要涉及到對電的精細(xì)控制和管理，都需要用到電流電壓傳感器，以采集這兩個關(guān)鍵的物理量。" 芯森電子創(chuàng)始人和波告訴 36 氪。芯森電子迄今已開發(fā)多款面向工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用的產(chǎn)品，并成立珠海公司以服務(wù)工業(yè)大客戶，規(guī)劃持續(xù)提高工業(yè)產(chǎn)品占比。

開發(fā)軍工領(lǐng)域產(chǎn)品的經(jīng)驗，幫助芯森電子打磨產(chǎn)品及技術(shù)，適應(yīng)工業(yè)市場的需求。相比之下，軍工領(lǐng)域要求傳感器產(chǎn)品更加穩(wěn)定、可靠，同時使用場景條件更為嚴(yán)苛。例如，軍工產(chǎn)品要求在 -55 ℃ ~125 ℃環(huán)境內(nèi)正常工作，工業(yè)場景通常只需要 -40 ℃ ~85 ℃。

同時，傳感器的工業(yè)應(yīng)用更考驗對用戶需求的理解，尤其需要把握其中關(guān)鍵指標(biāo)的設(shè)計。比如在變頻器或電源領(lǐng)域的應(yīng)用場景中，傳感器在不同位置的應(yīng)用，對應(yīng)抗干擾能力、響應(yīng)速度等不同指標(biāo)要求。對此，芯森電子也做了不同產(chǎn)品系列布局，結(jié)合技術(shù)能力及對應(yīng)用場景的理解，向下游客戶推薦適宜應(yīng)用場景的傳感器產(chǎn)品。

在研發(fā)過程中，芯森電子尤其注重產(chǎn)品的正向研發(fā)，即從原理入手完成產(chǎn)品設(shè)計及后續(xù)驗證，掌握核心技術(shù)點，這關(guān)系著創(chuàng)新能力及需求響應(yīng)速度。相反，若僅模仿現(xiàn)有國外產(chǎn)品的部分指標(biāo)，最終可能導(dǎo)致產(chǎn)品性能的巨大差異。

正向研發(fā)的成果是，在產(chǎn)品創(chuàng)新上，芯森電子通過采用全新拓?fù)浼軜?gòu)，感應(yīng)電流大小和方向，開發(fā)高性能 300kA 大電流傳感器，體積為國際同行的 3%；以及采用新的電流感應(yīng)方式及軟件核心算法，開發(fā)極小體積 B 型漏電傳感器等。

在響應(yīng)速度上，由于理解傳感器核心原理且靠近市場，芯森能夠?qū)崿F(xiàn)在 3 周內(nèi)完成全新產(chǎn)品開發(fā)并交付樣品，相比需要 3-4 個月乃至更長時間的國際傳感器廠商占據(jù)優(yōu)勢。

芯森電子核心團(tuán)隊曾任職于軍工背景企業(yè)，成員出身北大、北理工、北航和西工大等高校。創(chuàng)始人和波為原 LEM 中國區(qū)技術(shù)總監(jiān)，傳感器設(shè)計、生產(chǎn)工藝和應(yīng)用專家。

對于未來，芯森電子計劃在提高工業(yè)應(yīng)用占比的同時，向新能源、電力等重要領(lǐng)域加大資源投入，目前旗下產(chǎn)品已通過多個頭部客戶測試，處于產(chǎn)品導(dǎo)入期，已向部分客戶批量供貨，并將開展海外市場探索。本輪領(lǐng)投方天鷹資本也將憑借其科技制造產(chǎn)業(yè)生態(tài)，幫助芯森電子連接產(chǎn)業(yè)上下游，促進(jìn)業(yè)務(wù)合作。

【安培龍布局多維度傳感器矩陣，緊扣汽車電子及光儲新能源時代脈搏】

根據(jù)深交所官網(wǎng)顯示，國內(nèi)綜合型熱敏電阻和智能傳感器廠商深圳安培龍科技股份有限公司（以下簡稱“安培龍”）擬登陸創(chuàng)業(yè)板。

據(jù)悉，安培龍核心產(chǎn)品熱敏電阻及傳感器是實現(xiàn)智能化的重要元器件， 作為一家專業(yè)從事熱敏電阻及溫度傳感器、氧傳感器、壓力傳感器研發(fā)、制造和銷售為一體的工信部第一批國家級專精特新小巨人企業(yè)，其產(chǎn)品廣泛應(yīng)用覆蓋汽車電子、消費類產(chǎn)品、光儲新能源、網(wǎng)絡(luò)通訊、工業(yè)控制等多個領(lǐng)域。其所處行業(yè)屬于戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，為現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)體系的重要構(gòu)成。安培龍確立了“掌握核心技術(shù)，產(chǎn)業(yè)鏈垂直整合”的發(fā)展戰(zhàn)略，堅持自主創(chuàng)新，加大研發(fā)投入，跟蹤和布局智能傳感器領(lǐng)域的新技術(shù)，形成PTC熱敏電阻、NTC熱敏電阻、溫度傳感器、氧傳感器、陶瓷電容式壓力傳感器、MEMS壓力傳感器、溫壓一體壓力傳感器等橫向發(fā)展多維度產(chǎn)品矩陣，持續(xù)推進(jìn)自有品牌建設(shè)，不斷提升公司的行業(yè)地位。

隨著公司近年來在汽車電子領(lǐng)域的不斷開拓，安培龍布局的陶瓷電容式壓力傳感器產(chǎn)品已向比亞迪、上汽集團(tuán)、長城汽車、東風(fēng)汽車等多家主機(jī)廠客戶及萬里揚、凌云股份等汽車零部件領(lǐng)域客戶批量銷售。2022年以來，公司陶瓷電容式壓力傳感器產(chǎn)品來自汽車及汽車零部件領(lǐng)域客戶（含傳統(tǒng)燃油車、新能源汽車）應(yīng)用領(lǐng)域的銷售呈爆發(fā)式增長。安培龍深耕陶瓷敏感技術(shù)和MEMS技術(shù)，其技術(shù)水平在國內(nèi)同行業(yè)廠商中處于領(lǐng)先水平，體現(xiàn)出公司在陶瓷壓力傳感器方面已具備較強(qiáng)技術(shù)水平及市場競爭力，行業(yè)地位突出。作為國內(nèi)少數(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)陶瓷電容式壓力傳感器并規(guī)?；M(jìn)口替代應(yīng)用的企業(yè)，安培龍因此獲得工信部2019年度工業(yè)強(qiáng)基重點產(chǎn)品傳感器“一條龍”應(yīng)用計劃示范企業(yè)，其研制推出的基于厚膜芯片的陶瓷電容式車用壓力傳感器入選了工信部 2019 年度工業(yè)強(qiáng)基重點產(chǎn)品傳感器“一條龍”應(yīng)用計劃示范項目。

在光儲新能源領(lǐng)域，公司持續(xù)深挖儲能、光伏、新能源汽車充電樁、工業(yè)電源等細(xì)分應(yīng)用領(lǐng)域的產(chǎn)品需求，為客戶全面提供高性能PTC熱敏電阻、NTC熱敏電阻、溫度傳感器、壓力傳感器等產(chǎn)品及解決方案，品牌優(yōu)勢明顯。在新型儲能行業(yè)的高速發(fā)展中，安培龍的熱敏電阻及溫度傳感器已廣泛配套應(yīng)用于華為、比亞迪、立訊技術(shù)等國內(nèi)儲能應(yīng)用領(lǐng)域終端客戶，并獲得眾多客戶的高度認(rèn)可。

據(jù)公開資料顯示，2022年，安培龍為立訊精密控股子公司立訊技術(shù)的儲能溫控產(chǎn)品提供安全、穩(wěn)定、高性價比的溫度傳感器并獲得“2022年度優(yōu)秀供應(yīng)商”殊榮。此外，安培龍同時向比亞迪旗下全資子公司弗迪動力銷售高性能的陶瓷電容是壓力傳感器、溫壓一體傳感器、溫度傳感器，主要用于汽車用發(fā)動機(jī)、變速器、減速機(jī)等領(lǐng)域、商用儲能領(lǐng)域，獲得了弗迪動力評選的“2022年度優(yōu)秀供應(yīng)商”及“2021年度最佳技術(shù)支持獎”。

根據(jù)招股書及公開資料顯示，2022年，安培龍對比亞迪銷售收入為13,649.23萬元，占營業(yè)收入的比例為21.82%。比亞迪躍居公司的第一大客戶。安培龍為其主要銷售壓力傳感器、溫度傳感器，應(yīng)用于汽車、儲能領(lǐng)域。根據(jù)招股書前五大客戶中數(shù)據(jù)顯示，安培龍的2020年前五大客戶分別為美的集團(tuán)、綠山咖啡指定公司赫比集團(tuán)及新瑪?shù)录瘓F(tuán)、雀巢咖啡的指定公司偉嘉集團(tuán)等家電領(lǐng)域消費電子生產(chǎn)商構(gòu)成，到了2022年前五大客戶逐漸形成了比亞迪位居首位，美的集團(tuán)退居二位、緊隨汽車零部件廠商凌云股份及萬里揚兩家汽車應(yīng)用領(lǐng)域客戶在列。由此可見，汽車電子、儲能、光伏等新興市場有望成為安培龍未來著力的方向。

【華為研發(fā)中心年底基本建成，海思上半年營收同比增長 84.2%】

9 月 5 日消息，今日，“高質(zhì)量發(fā)展在申城”系列主題上海市政府新聞發(fā)布會第九場在青浦區(qū)舉行。

據(jù)“上海發(fā)布”公眾號消息，上海市青浦區(qū)委書記徐建在會上表示，華為上海青浦研發(fā)中心將于今年年底基本建成，明年陸續(xù)投入使用，計劃導(dǎo)入 3 萬至 4 萬名科研人才，為青浦創(chuàng)新發(fā)展注入更大活力。

會議還透露，上半年青浦區(qū)規(guī)上軟件信息企業(yè)營收同比增長 45.3%、集成電路企業(yè)營收增長 47%，其中華為海思同比增長 84.2%，發(fā)揮了引領(lǐng)帶動作用。

據(jù)IT之家此前報道，上半年，華為實現(xiàn)銷售收入 3109 億元人民幣，同比增長 3.1%，凈利潤率 15.0%。其中，ICT 基礎(chǔ)設(shè)施業(yè)務(wù)收入為 1672 億元人民幣，終端業(yè)務(wù)收入為 1035 億元人民幣，云計算業(yè)務(wù)收入為 241 億元人民幣，數(shù)字能源業(yè)務(wù)收入為 242 億元人民幣，智能汽車解決方案業(yè)務(wù)收入為 10 億元人民幣。

隨著麒麟芯片在華為 Mate 60 Pro 系列手機(jī)中的回歸，海思業(yè)務(wù)營收也有望繼續(xù)增長突破。

審核編輯 黃宇