拜登芯片補貼面臨“不確定性”，新華網(wǎng):智能“傳感”，“感知”天下

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傳感新品

【中國科學院大連化學物理研究所：全海深11000米級原位熒光傳感器海試成功】

近日，由中國科學院大連化學物理研究所研究員耿旭輝、研究員關(guān)亞風團隊研制的單/雙通道全海深11000米級原位微生物、有色溶解有機物（CDOM）和葉綠素熒光傳感器在菲律賓海溝開展海試。

它搭載中國科學院深海科學與工程研究所的深淵原位科學實驗站進行了5次海底試驗，最大潛深7731米，測量到了從海平面到海底整個剖面的微生物、CDOM和葉綠素a的濃度，其與類似海域報道的剖面數(shù)據(jù)接近，并測到了該海域特有的“雙峰”現(xiàn)象。

此外，兩個傳感器在5568米海底連續(xù)停留51天零7小時，均工作正常、獲得了有效數(shù)據(jù)，表明系列全海深11000米級原位熒光傳感器具有優(yōu)良的長期連續(xù)在極端深度深海海底工作穩(wěn)定性。

傳感動態(tài)

【法德將開發(fā)太空量子傳感器預測地震】

近日，法國和德國的航天機構(gòu)正式獲準開發(fā)“Carioqa”項目，計劃2030年在衛(wèi)星上裝載量子加速計，旨在從太空準確繪制地球引力圖。這將使預測地震、火山爆發(fā)，以及評估全球供水變化成為可能。

量子加速計能夠以極其精確的方式測量不同的加速現(xiàn)象，例如構(gòu)成地球的各部分的質(zhì)量運動。這些超靈敏儀器已在采礦研究中發(fā)揮重要作用，但還無法提供全球視野。如能解決量子傳感器在微重力條件下工作的難題，將實現(xiàn)繪制全球范圍的重力強度，從而更好地測量與地震和海平面上升有關(guān)的地球重力變化。

“Carioqa”項目由法國國家空間研究中心(CNES)和德國航天中心(DLR)發(fā)起，獲得了歐盟委員會資助，17個歐洲合作伙伴參與其中。法國CNES的計劃負責人克里斯汀·法萊表示，將量子傳感器送至太空是“世界首創(chuàng)”。

要檢測地震的前兆信號，可通過量子傳感器從太空捕獲地球構(gòu)造板塊在深處的運動。而目前科學家只知道如何在地表測量這種運動，并且是在地震發(fā)生后。衛(wèi)星量子傳感器將能夠在全球范圍內(nèi)持續(xù)監(jiān)測地震風險區(qū)。

該計劃另一個應用延擴至監(jiān)測冰融化、強降雨、洪水等情況下的水團運動，以及更詳細地觀察與水團增加和全球變暖相關(guān)的海平面上升，這對于監(jiān)測和了解氣候變化至關(guān)重要。

在第一個演示階段，由空中客車防務與航天公司設(shè)計的量子傳感器將被放置在距地500—600公里的軌道上。傳感器將使用激光操縱的冷原子來工作。失重狀態(tài)下的測量時間將比地球上更長，從而能大大提高傳感器的靈敏度。

【新華網(wǎng):智能“傳感”，“感知”天下】

如果把智能系統(tǒng)比作“人”，那么傳感器就是“人”的感覺器官。不同類型的傳感器，感知周圍環(huán)境并把數(shù)據(jù)傳遞給系統(tǒng)進行計算，對情況進行實時分析、判斷和應對。隨著數(shù)字化智能化不斷深入，各式各樣傳感器的用武之地大為拓寬，為人類創(chuàng)造美好生活發(fā)揮著巨大作用。

一部智能手機里有上百個傳感器：有用于攝像的CMOS圖像傳感器，有用于檢查環(huán)境明暗的環(huán)境光傳感器，還有用于導航的地磁傳感器、陀螺儀……正是基于這些傳感器，手機里的各種應用軟件才能流暢工作，手機才能成為集工作、生活、娛樂于一體的便攜式智能設(shè)備，帶來人們生活方式的巨大變化。風云衛(wèi)星上的可見和紅外光電傳感器，能夠不分晝夜地獲取大氣信息，精準預測天氣，甚至在月球上、火星上都有傳感器工作，幫助人類探索宇宙奧秘。

超越感官

傳感器是信息系統(tǒng)的“慧眼”。它就像人類的眼睛、耳朵、皮膚等器官一樣，感知周圍環(huán)境，幫助我們認識多姿多彩的世界。不同之處在于，傳感器比人的感官更敏銳、更強大?？陀^世界所包含的信息多樣程度，遠遠超出我們感官的能力范圍。人的眼睛無法觀察紅外輻射和紫外輻射，耳朵聽不見次聲波和超聲波，對于“不見蹤影”卻時刻產(chǎn)生影響的磁場也無法感知。這些超出感官范圍的信息，傳感器都能“感受”到。

隨著生產(chǎn)力發(fā)展，人類越來越需要全方位地感知世界。1821年，科學家利用材料因溫差產(chǎn)生電壓的原理，研制出世界上第一個傳感器——溫度傳感器。最初，人們直接利用光、熱、電、力、磁等物理效應制備各種傳感器，這些傳感器尺寸大、靈敏度低、使用不方便。上世紀70年代，出現(xiàn)了將敏感元件與信號電路進行一體化設(shè)計的集成傳感器，如熱電偶傳感器、霍爾傳感器、光敏傳感器等。這類傳感器由半導體、電介質(zhì)、磁性材料等固體元件構(gòu)成，輸出模擬信號。上世紀末開始，數(shù)字化傳感器快速發(fā)展，通過“模擬/數(shù)字”轉(zhuǎn)換模塊，實現(xiàn)數(shù)字信號輸出。數(shù)字化傳感器集成智能化處理單元，可以自動采集、處理數(shù)據(jù)，并能根據(jù)環(huán)境自動調(diào)整工作參數(shù)，數(shù)碼相機中的光敏元件就是其代表產(chǎn)品。

總的來說，傳感器的工作原理是某些物質(zhì)的電學特性會隨環(huán)境因素變化。例如鉑在不同溫度下電阻率不同，硅在可見光照射下電阻會減小，石英受到壓力后表面會產(chǎn)生電荷。利用電阻與溫度的對應關(guān)系，可以制成溫度傳感器，進一步給敏感元件添加隔熱結(jié)構(gòu)，依據(jù)敏感元件溫度變化與紅外輻射能量之間的關(guān)系，可以制成紅外傳感器。在此基礎(chǔ)上，還可以根據(jù)目標溫度與紅外輻射能量之間的關(guān)系，制造出非接觸測溫傳感器。人們熟悉的用來測量體溫的額溫槍就利用了這一原理。借助豐富的物理和化學效應，人們制備出靈敏度比狗鼻子高1000倍、可以“聞到”氣體分子的“電子鼻”，以及可以在黑夜中觀察物體的紅外相機等種類豐富、功能強大的傳感器。

奠基智能化

數(shù)字化是對事物屬性的量化，并用數(shù)字將其表達為抽象結(jié)果。借助現(xiàn)代信息技術(shù)，人們可以存儲、處理、傳播各種數(shù)字化信息。傳感器可以將事物蘊含的各種信息轉(zhuǎn)換成電信號，并利用數(shù)模轉(zhuǎn)換電路將電信號用數(shù)字表達，是數(shù)字化的有效工具。當你拿出手機拍照片或視頻時，光敏傳感器會將接收的光強度信號轉(zhuǎn)換成電信號，再按一定的規(guī)則用數(shù)字表達、存儲，最終形成手機屏幕上的影像。

數(shù)字化基于傳感器獲取信息。數(shù)字化系統(tǒng)需要處理的信息量非常龐大，僅靠人工或者傳統(tǒng)設(shè)備無法獲取，憑借傳感器則能夠?qū)崟r、高效、精準、快速地獲取，于是有了城市大數(shù)據(jù)、天氣大數(shù)據(jù)、醫(yī)療大數(shù)據(jù)、農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)等。利用各類傳感器，人們可以召開遠程會議、學習網(wǎng)絡課程、掃碼支付甚至直播帶貨，由此發(fā)展出數(shù)字經(jīng)濟業(yè)態(tài)。數(shù)字經(jīng)濟涉及的云計算、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、5G通信等各類技術(shù)，都與傳感器息息相關(guān)。

沒有傳感器就沒有數(shù)字化和智能化。傳感器是智能化系統(tǒng)的第一關(guān)，它的水平?jīng)Q定了智能化系統(tǒng)及其儀器設(shè)備的水平。傳感器技術(shù)已經(jīng)成為國際上信息高端器件領(lǐng)域的研究前沿，在人工智能、智慧城市、5G通信、航空航天、生命健康等領(lǐng)域均發(fā)揮著不可替代的作用。比如一輛汽車會安裝壓力、溫度、位置、聲音、光、電等超過100種傳感器，由車載電腦進行處理，幫助駕駛員作出判斷。對數(shù)據(jù)的智能化分析降低了駕駛汽車的難度，讓汽車變得更安全、更好開。而且，無人駕駛汽車通過傳感器實時獲取道路信息，一旦發(fā)現(xiàn)障礙物，便通過智慧分析及時避讓。城市中高樓大廈、橋梁、隧道等建筑，也需要通過視頻、溫度、壓力和煙霧等傳感器實時監(jiān)控安全狀況，當數(shù)據(jù)匯總到一起，智能化系統(tǒng)便會及時分析，提煉出少量關(guān)鍵信息供使用者作出決策。甚至在未來，人類的感官也可以借助傳感器變得更加強大，構(gòu)建起智能化系統(tǒng)。

開拓新場景

當前，各類傳感器都處在進一步提升性能、降低成本，向數(shù)字化、智能化、小型化微型化、綠色低碳、可穿戴等方向進化，呈現(xiàn)出蓬勃發(fā)展態(tài)勢。其中，智能傳感器、柔性傳感器、新原理傳感器的研發(fā)具有代表性意義，有望塑造新的工作生活方式。

發(fā)展智能傳感器是重要趨勢。借助智能傳感技術(shù)，人們設(shè)計制造出具備獲取、存儲、分析信息功能的各種傳感單元及微系統(tǒng)，實現(xiàn)低成本、高精度信息采集。智能傳感器廣泛應用在機器人、無人駕駛、智能制造、運動定量監(jiān)測等方面，還可用于開發(fā)無創(chuàng)或微創(chuàng)健康監(jiān)測器件等。近年來流行的動態(tài)血糖儀是個很好的例子。糖尿病患者將柔性傳感器無痛置入身體，傳感器每5分鐘測一次血糖值，并傳送到手機應用中?；颊呖梢杂^察血糖曲線變化，及時通過飲食和運動等方法調(diào)節(jié)血糖，有的患者甚至由此告別了藥物和胰島素治療。此外，人們還在研發(fā)可降解電子器件，讓智能傳感器更好助力低碳環(huán)保生活。

發(fā)展柔性傳感器是另一趨勢。許多應用場景要求傳感器制備在柔性基質(zhì)材料上，并具有透明、柔韌、延展、可自由彎曲甚至折疊、便于攜帶、可穿戴等特點。目前制備柔性傳感器的常用傳感材料有碳基材料（炭黑、碳納米管和石墨烯等）、金屬納米材料（金屬納米線、金屬納米顆粒等）、高分子聚合物和蛋白纖維等。例如一種具有可拉伸、抗撕裂和自我修復能力的交聯(lián)超分子聚合物薄膜電極材料，可用于制造下一代可穿戴和植入式柔性電子器件。將集成多功能的柔性傳感器與柔性印制電路結(jié)合，可以制成“智能帶”，把它穿戴在身體的不同部位，可實時監(jiān)測與分析生理信息，幫助人們特別是感官退化的群體了解自身健康狀況。

新原理傳感器也在不斷出現(xiàn)。在基礎(chǔ)研究領(lǐng)域，新的規(guī)律陸續(xù)被發(fā)現(xiàn)，人們正利用這些科學新認知制備傳感器。同時，技術(shù)進步也對基礎(chǔ)研究提出新要求。在生活中，人們希望提高相機的像素、靈敏度、速度等性能參數(shù)；在高速實驗中，需要可以記錄飛秒尺度信息的條紋相機；在量子通信中，需要靈敏度達到單光子的光電探測器；在空天科技中，需要實現(xiàn)對高速運動物體和冷目標的探測，等等。這就要求科學家們進一步探索物理世界，發(fā)現(xiàn)新現(xiàn)象新規(guī)律，提升傳感器性能。

隨著科技快速發(fā)展，新材料新工藝不斷投入應用，性能更強、種類更豐富、智能化水平更高的傳感器將創(chuàng)造更多工作生活新場景，幫助人們“感受”美好生活。

【理工光科光柵陣列特種傳感光纖拉絲塔在武漢投產(chǎn)運行! 院士姜德生出席儀式】

1月26日，歷時近兩年建設(shè)的理工光科（300557）光柵陣列特種傳感光纖拉絲塔在武漢正式投產(chǎn)運行。理工光科光柵陣列特種傳感光纖拉絲塔，是新一代大容量分布式光纖傳感網(wǎng)絡前端核心器件的重大生產(chǎn)裝備，通過裝備、材料和工藝創(chuàng)新，可實現(xiàn)光柵陣列傳感光纖的大規(guī)模量產(chǎn)和定制開發(fā)，并全面超越第一代點式光纖光柵和常規(guī)分布式光纖傳感系統(tǒng)各項指標。

中國工程院院士、理工光科首席科學家姜德生，中國信科集團黨委副書記、總經(jīng)理何書平，黨委副書記戈俊，武漢理工大學黨委書記信思金、副書記孟芳兵，湖北交通投資集團有限公司副總經(jīng)理雷承出席投產(chǎn)儀式，儀式由武漢理工光科股份有限公司黨總支書記、董事長、總經(jīng)理江山主持。

當前，以高速公路、軌道交通、油氣管線、石化電力等為代表的大型基礎(chǔ)設(shè)施的數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型升級，迫切需要能夠承載幾十萬甚至上百萬個傳感器、監(jiān)測距離長達幾十甚至上百公里的大容量、長距離傳感網(wǎng)絡。相比傳統(tǒng)光纖傳感技術(shù)，由武漢理工大學光纖傳感技術(shù)與網(wǎng)絡國家工程研究中心姜德生院士團隊研發(fā)的、基于光柵陣列技術(shù)的新一代大容量光纖傳感網(wǎng)絡，具有“大容量、長距離、高精度、多參量、高可靠”的特點，能成為有效解決以上問題的首選方案，目前已在全球率先實現(xiàn)單根光纖十萬量級光柵傳感器的工業(yè)化制備，取得了世界領(lǐng)先的創(chuàng)新成果。

理工光科作為國家工程研究中心的參建單位，始終與姜德生院士團隊開展全方位產(chǎn)學研合作，致力于新一代大容量光纖傳感規(guī)?；a(chǎn)和工程化應用，先后在高速公路、軌道交通、石油石化、能源電力、油氣管線等多個行業(yè)領(lǐng)域開展系列創(chuàng)新實踐。此次光柵陣列特種傳感光纖拉絲塔生產(chǎn)線的建成投產(chǎn)，標志著理工光科已形成光柵陣列“傳感光纖—傳感光纜—解調(diào)儀表—軟件算法—智能化平臺”完整創(chuàng)新鏈條與布局，為實現(xiàn)光柵陣列傳感產(chǎn)業(yè)規(guī)模化發(fā)展奠定堅實基礎(chǔ)，也將進一步加速光柵陣列傳感技術(shù)的規(guī)?；瘧眠M程。

未來，理工光科將繼續(xù)秉持“專精特新”創(chuàng)新發(fā)展理念，錨定“建設(shè)國際一流光纖傳感企業(yè)”戰(zhàn)略目標，持續(xù)完善光柵陣列傳感網(wǎng)絡技術(shù)、產(chǎn)品及解決方案，為我國光纖傳感技術(shù)的發(fā)展做出更大貢獻。

【拜登芯片補貼面臨“不確定性”】

1月28日報道 據(jù)美國《華爾街日報》網(wǎng)站1月27日報道，隨著選舉臨近，拜登政府急于強調(diào)一項標志性的經(jīng)濟倡議，預計將在未來幾周向英特爾、臺灣積體電路制造股份有限公司（臺積電）和其他頂級半導體公司提供數(shù)以十億美元計的補貼，以幫助它們建設(shè)新工廠。

這些補貼是530億美元的《芯片法案》的一部分，該法旨在將先進微芯片的生產(chǎn)活動遷回美國本土。

這項2022年的法律實施緩慢，令一些人感到沮喪。超過170家公司已經(jīng)提出申請，但迄今當局只向非尖端芯片的制造商提供了兩筆數(shù)目不大的撥款。

熟悉談判情況的行業(yè)高管表示，即將公布的撥款金額要大得多，旨在啟動驅(qū)動智能手機、人工智能和武器系統(tǒng)的先進半導體的制造活動。

這些高管預計，在定于3月7日發(fā)表的《國情咨文》講話之前，將宣布部分撥款。隨著總統(tǒng)競選活動升溫，在《國情咨文》講話中，民主黨總統(tǒng)拜登將尋求展示自己的經(jīng)濟成就。前總統(tǒng)唐納德·特朗普是共和黨總統(tǒng)提名的領(lǐng)先者。

智庫美國企業(yè)研究所的技術(shù)和創(chuàng)新高級研究員威廉·萊因哈特說：“在局面真正開始升溫之前，顯然存在讓大公司獲得資金的壓力?！?/p>

宣布補貼是第一步，隨后將進行盡職調(diào)查，然后達成最終協(xié)議。隨著項目的推進，資金將分階段發(fā)放。

一些議員和行業(yè)官員擔心，由于審批和其他方面的延誤，這些由納稅人資助的工廠可能需要等上數(shù)年才能制造美國產(chǎn)芯片。

可能得到補貼的企業(yè)包括英特爾，該公司位于亞利桑那州、俄亥俄州、新墨西哥州和俄勒岡州的在建項目將耗資超過435億美元。另一個可能得到補貼的企業(yè)是臺積電，該公司在菲尼克斯附近有兩家在建的芯片工廠，總投資為400億美元。亞利桑那州和俄亥俄州被認為是11月總統(tǒng)和國會選舉中的搖擺州。

臺積電上周表示，預計將把亞利桑那州第二家工廠的投產(chǎn)時間推遲一到兩年，理由是美國的激勵措施存在不確定性。臺積電早些時候?qū)⒌谝患夜S的投產(chǎn)時間從2024年推遲到2025年上半年。

太平洋西北國家實驗室安全和技術(shù)顧問約翰·費爾韋說：“如果臺積電想在臺灣或日本建廠，可以比在美國快得多。”

審核編輯 黃宇