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日本将对半导体量子相关4品类等实施出口管制

据日本媒体报道,日本经济产业省26日宣布,将半导体和量子相关的4个技术品类纳入出口管制对象。这些技术在面向所有国家和地区出口时均须事前获得官方许可。报道认为,在日本这样拥有相应技术的国家先行实施出口限制,旨在防止新兴技术被用于军事领域。 日本经产省目前已就此对《外汇及外国贸易法》相关法规(省令)做出修改,在公开征求意见阶段结束后,相关法规将正式公布并最早将于7月生效。日媒称,用于获取集成电路图像的电子显微镜、全环绕栅极技术等将成为新的出口管制对象。这些品类的产品尚未纳入被称为「瓦森纳协定」的多边出口管制协定,日本政府此举也将相应提高出口管制的实效性。 报道表示,拥有技术的国家先行实施限制,以防止新兴技术被转用于军事。这一省令将从4月26日到5月25日征集公众意见,意见征集结束后公布,并在2个月内实施。新的出口管制对象还包括用来获取集成电路图像的电子显微镜等,在部分国家,这些品类早已被列为出口管制对象。 目前,国际社会原则上在《瓦森纳协定》(WA)的框架下讨论限制品类,各国再根据《瓦森纳协定》下达成的共识制定本国的限制清单。然而在《瓦森纳协定》中增加新的品类需要所有成员国同意,所以很难第一时间跟上技术的进步,日本此次新增的限制品类也将按计划添加到《瓦森纳协定》中。 本次扩大技术出口管制范围,将使日本企业向海外出口尖端技术的限制进一步加强。据日媒报道,日本经产省24日公布关于修改出口管制方针的中期报告。报告提出,针对可能被用于军事领域的尖端材料和设备,在企业向海外进行技术转让时,将强化企业方面的事前报告义务。 报告提出的新方案主要针对「军民两用技术」加强监管。对于日本在国际市场上所占份额较高、其他国家有兴趣获取的技术转让,如果以在其他国家和地区生产产品的形式进行技术转让,方案要求企业事先向经产省报告。此外,出口企业还必须确认出口目的地国家不将出口产品用于制造武器。对于军事风险较高的品种,除了面向朝鲜等现有「武器禁运国」外,限制范围将扩展到面向俄罗斯、中国等「一般国家」交易行为。如果日本政府认为有安全顾虑,经产大臣可要求企业申请出口许可,最终由政府决定是否出口。 实际上,近年来日本追随美国不断对华开展和加大出口管制。去年年初,美日荷便就尖端芯片技术和对华限制达成协议。去年5月23日,日本经产省公布《外汇法》修正案,将先进芯片制造所需的23个品类的半导体材料和设备列入出口管制对象,其中包括了多种关键性材料,例如氟化氢、蚀刻液、聚酰亚胺和高纯度氮等。 具体而言,涉及光刻/曝光领域的有4项,即先进制程的光刻机/涂胶显影机/掩膜及制造设备;涉及刻蚀领域的有3项,分别是湿法/干法/各向异性的高端刻蚀;涉及清洗领域的有3项:即铜氧化膜、干燥法去除表面氧化物、晶圆表面改性后单片清洗。涉及最多的是薄膜领域,达11项。此外,涉及热处理和测试领域的各1项。 日本政府规定,新增的23个品类产品除了面向友好国家等42个国家和地区之外,向其他地区的出口都需要获得个别许可。据了解,这意味着今后日本企业在涉及该领域产品对华出口时,必须获得经日本经济产业大臣审批的单独许可证后方可对华实施出口;而单独许可证所需申请文件类型及手续将极为繁杂,其中包括需要追加提交证明用户业务资质、出口产品用途、用户承诺文件等诸多附件资料。 管制于去年7月23正式生效。对此,中国商务部发言人曾表示,希望日方遵守国际经贸规则,避免对两国经贸合作进行政治干扰、限制企业正常自主经营和企业间公平竞争。

2024-05-06  (点击量:999)

集成光子学的国际路线图

荷兰的PhotonDelta和麻省理工学院微光子学中心已经制定了集成光子学的国际路线图。该计划涉及400多个组织的贡献,包括空中客车公司,Meta,美国宇航局,杜邦电子公司,通用汽车公司,欧洲航天局和沃达丰Ziggo。 集成光子学系统路线图(IPSR-I)是在过去3年中制定出来的,它确定了集成光子学可以彻底改变射频光子学(无线通信)、3D成像、数据通信和传感等行业的关键技术差距。这对欧洲半导体公司来说是一个重大推动力。 光子学与电子学的集成是创造更小、更快、更节能的器件的关键推动因素。该集成有可能扩展功能并创建大量新应用程序,并有助于解锁许多领域的重大进步,包括自动驾驶汽车、数据电信和医疗保健。集成光子学也是用于传感和通信应用的光生成、处理和检测的技术。 IPSR-I描述了来自100多个讲习班和13个会议的400多名专家达成的共识。它全面概述了PIC批量生产的主要技术差距,并详细分析了集成光子学行业为实现其潜力而需要克服的挑战。 PhotonDelta首席技术官Peter van Arkel表示:「利用综合光子学行业和学术界的所有研发资源来解决IPSR-I确定的技术差距,将有助于以惊人的方式解决巨大的社会挑战。路线图的核心是集成光子学行业的全球方法,以团结起来应对核心挑战。对于如此多样化的贡献者群体,就这些技术差距达成共识是非常具有挑战性的。从结果来看,这绝对是值得的。」 麻省理工学院材料科学与工程托马斯·洛德教授莱昂内尔·基默林(Lionel Kimerling)说:「电子光子集成有能力从根本上改变许多行业,并解锁一系列将改变我们生活的新技术。将这一愿景转变为大批量生产需要一个经过深思熟虑的计划,该计划建立在不同领域、组织和国家的大量专家的知识之上。这就是IPSR-I所追求的——它勾勒出一条清晰的前进方向,并指明了未来15年扩展性能和应用的创新学习曲线。」 光子集成电路(PIC)可以比电子集成电路更有效地处理和传输数据。与传统芯片一样,生产过程采用自动晶圆级技术进行。这使得芯片可以大规模生产,从而降低成本。 11亿欧元用于欧洲光子学供应链 PhotonDelta是一个由光子芯片技术组织组成的跨境生态系统,它筹集了公共和私人投资,到2030年,它的目标是创建一个拥有数百家公司的生态系统,服务于全球客户,晶圆产能达到每年100,000+。 整个行业对量子计算、医疗保健和通信的兴趣越来越大。数据网络巨头瞻博网络(Juniper)宣布,它将使用Tower Semiconductor的开放式光子学工艺开发套件(PDK)将其技术分拆到与Synopsys的合资企业中(尽管该套件已被英特尔收购),并宣布在苏格兰建立一个光子学中心,用于太空和量子研发。 PhotonDelta对荷兰的投资包括来自国家增长基金(Nationaal Groeifonds)的4.7亿欧元,其余部分由各种合作伙伴和利益相关者共同投资。这是荷兰政府国家计划的一部分,旨在巩固和扩大该国作为集成光子学世界领导者的地位。 PhotonDelta生态系统目前由26家公司、11家技术合作伙伴和12家研发合作伙伴组成。该组织已共同投资1.71亿欧元给有前途的光子学公司,包括Smart Photonics、PhotonsFirst、Surfix、MicroAlign、Solmates和Effect Photonics。 该计划将持续6年,将使PhotonDelta及其合作伙伴能够进一步投资于光子初创企业和规模化企业,扩大生产和研究设施,吸引和培训人才,推动采用,并开发世界一流的设计库。 光子集成电路将光子功能集成到微芯片中,以创建更小、更快、更节能的器件。PIC目前用于数据和电信行业,以降低每比特的能耗并提高速度,预计到2027年,数据和互联网的使用量将占全球电力消耗的10%左右,这些提供了一种限制对气候影响的方法。 「这项投资改变了游戏规则。这将使荷兰成为下一代半导体的发源地,这将对整个欧洲科技行业产生深远影响,「PhotonDelta首席执行官Ewit Roos说。 「持续的芯片短缺凸显了欧洲迫切需要为战略技术建立自己的生产能力。我们现在将能够支持数百家初创公司、研究人员、生产商和创新者,以推动这个行业的发展,这将与几十年前引入微电子技术一样具有影响力,「他说。 荷兰被认为是PIC技术开发的先驱,由于荷兰政府的持续支持,我们已经能够围绕它建立一个完整的供应链,成为全球公认的光子集成热点。 光子芯片是过去十年中最重要的技术突破之一。它们不仅允许创造更快、更便宜、更强大和更环保的设备,而且还使经济实惠的即时诊断或量子计算等激进的新创新成为现实。 PhotonDelta与埃因霍温理工大学(TU/e)、特温特大学(UT)、代尔夫特理工大学(TUD)、霍尔斯特中心、TNO、IMEC、PITC、CITC、霍尔斯特中心、OnePlanet、Smart Photonics、Lionix International、Effect Photonics、MantiSpectra、PhotonFirst、Phix和Bright Photonics合作。 它还包括与一家代工厂的战略合作伙伴关系,并与供应商Bruco、ASML、Aixtron、Solmates、芯片集成技术中心(CITC)、埃特博朗、爱尔兰廷德尔、萨兰工程、IMS和MicroAlign合作。

2024-04-10  (点击量:457)

探索 | 基于超晶格红外探测器的高光谱红外相机支撑科学新发现

据麦姆斯咨询报道,美国国家航空航天局(NASA)开发的新型高光谱红外相机配备了各种轻型滤光片,能够探测地球高层大气和地表反射阳光,可以改善森林火灾预警,还能揭示其它行星的分子组成。 上述高光谱红外相机采用高灵敏、高分辨率应变层超晶格(SLS)红外探测器,最初由位于美国马里兰州格林贝尔特的NASA戈达德太空飞行中心开发。它们结构紧凑、质量轻、适应性强,使Tilak Hewagama等工程师能够根据各种科学需要进行调整应用。 戈达德工程师Murzy Jhabvala手中拿着的便是高分辨率、高光谱范围红外探测器,是紧凑型热像仪的核心器件。 Hewagama说:“将滤光片集成到探测器上,消除了传统镜头和滤光片系统的大重量问题。这使得轻量化热像仪可以拥有紧凑的焦平面,从而可以使用更小、更高效的冷却器进行红外探测。小型卫星和其它任务可以通过该红外探测器的分辨率和精度获益。” 戈达德工程师Murzy Jhabvala领导了该红外探测器的早期开发工作,并领导了如今的滤光片集成工作。 Jhabvala还领导了国际空间站上的“紧凑型热像仪”实验,该实验展示了新型探测器技术在太空中的应用,同时也证明了其在地球科学领域的重大成功。 2019年和2020年,集成该红外探测器的紧凑型热像仪在国际空间站上捕捉到了澳大利亚异常严重的火灾。凭借其高分辨率探测到了火线的形状和位置,以及距离居民区的距离,这些信息对急救人员至关重要。 这次试验获得的数据提供了有关野火的详细信息,使人们更好地了解了地球云层和大气层的垂直结构,并捕捉到了由地球陆地特征引起的上升气流,被称为重力波。 这种突破性的红外探测器利用重复的分子结构层与单个光子相互作用,使探测器能够以更高的分辨率解析更多波长的红外光:从空间站轨道上看,每个像素的分辨率可以达到80米,而目前的热像仪分辨率为375~1000米)。 这种热像仪的成功吸引了NASA地球科学技术办公室(ESTO)、小企业创新与研究以及其它计划的投资,以进一步扩大其应用覆盖。 Jhabvala和NASA先进陆地成像热红外探测器(ALTIRS)团队正在为今年的激光雷达、高光谱和热像仪(G-LiHT)机载项目开发六波段版本。他说,这种开创性红外相机将测量地表热量,并能以高帧频进行污染监测和火灾观测。 NASA戈达德地球科学家Doug Morton领导了一个名为ESTO的项目,开发面向野火探测和预测的紧凑型火灾成像仪。 Morton说:“我们很难杜绝火灾,因此我们正试图了解火灾在其生命周期中是如何释放能量的。这将帮助我们更好地理解越来越易燃世界中的火灾新特性。” Morton的团队设想,在对火情成像仪进行机载测试后,他们将装备一个由10颗小型卫星组成的编队,每天提供更多的火情图像,从而提供全球火情信息。 他说,结合下一代计算机模型,“这些信息可以帮助森林服务和其它消防机构预防火灾,提高前线消防员的安全性,保护火灾路径上居民的生命和财产安全”。 探测地球内外的云层 NASA戈达德地球科学家Dong Wu说,该探测器装有偏振滤光片,可以测量地球高层大气云层中的冰颗粒是如何散射和偏振光的。 Dong Wu说,这一应用将有力补充NASA的浮游生物、气溶胶、云层和海洋生态系统(PACE)任务。这两项任务都测量了光波偏振方向与红外光谱不同部分传播方向的关系。 Dong Wu解释说:“PACE任务中的偏振仪监测可见光和短波红外光。这项任务将重点关注白天观测到的气溶胶和海洋颜色科学。在中波和长波红外波段,新的红外偏振仪将从白天和夜间观测中捕捉云层和地表特性。” 在另一项工作中,Hewagama正在与Jhabvala和Jennings合作,在红外探测器中加入线性可变滤光片,以提供红外光谱中的更多细节。这些滤光片可以揭示大气分子的旋转和振动,以及地球表面的成分。 行星科学家Carrie Anderson说,这项技术也有利于对岩质行星、彗星和小行星的任务。她说,它们可以识别土星卫星Enceladus巨大羽流中释放出的冰和挥发性化合物。 “它们本质上是冰的间歇喷泉。”她说,“它们是冷的,但发出的光在新型红外探测器的探测范围之内。在太阳背景下观察这些羽流,可以让我们非常清楚地识别它们的成分和垂直分布。”

2024-05-29  (点击量:1)

突破 | 半导体所高性能电泵浦拓扑激光器研发取得进展

拓扑激光器(TL)是利用拓扑光学原理设计和制造的激光器件,可以得到具有鲁棒性的单模激光,是未来新型光电集成芯片的理想光源。电泵浦拓扑激光器以其体积小、易于集成等优点成为近年研究热点,但基于电注入的拓扑激光器目前仍处于研究起步阶段,输出功率低,性能距离实际应用还存在很大差距。因此,开发一种提高电泵浦拓扑激光器输出功率的设计思路和技术方案至关重要。 近期,中国科学院半导体研究所刘峰奇研究员研究团队在高性能电泵浦拓扑激光器研发方面取得进展:研究团队创新性地引入了表面金属狄拉克拓扑腔(SMDC)设计(图1),将拓扑腔制备于表面金属层,保留了有源区的完整性,为实现高功率输出提供了足够增益,从而解决了有源区刻蚀限制电泵浦拓扑激光器功率提升的瓶颈问题;利用SMDC与有源区之间的强耦合作用,在低有效折射率差的情况下,通过优化吸收边和拓扑腔参数设计,实现了鲁棒的拓扑带间模式(Jackiw-Rossi零能模)工作,并在不同结构参数的拓扑激光器的鲁棒单模激光光谱和远场模式中得到了例证。 由于SMDC设计未破坏有源区,且SMDC结构具有高面辐射效率,该器件实现了150毫瓦的单模面发射峰值功率(图2)。此外,该器件具有涡旋偏振远场,通过引入相位调制,在保持拓扑激光器涡旋偏振特性的情况下,获得了对称性可调节的远场(图3),是一种理想的片上涡旋偏振光源。该工作为高性能电泵浦拓扑激光器研发提供了新思路方案,对于推动高性能电泵浦拓扑激光器的发展和应用具有重要意义。 图1电泵浦THz SMDC TL器件结构 图2具有不同腔参数的SMDC TL的激光光谱和L-I-V结果。a具有不同晶格常数,m=0.18a的器件在不同注入电流密度下的激光光谱。b不同m和相同晶格常数a0=30.5μm的器件的L-I-V曲线 图3通过相位分布调制进行远场对称性调谐。a-b相位调制参数q为3的相位分布。c-d相位调制参数q为3的模拟和实验远场。e-f相位调制参数q为1.5的相位分布;由于镜对称轴的存在,紫色虚线与实线部分对称。g-h相位调制参数q为1.5的模拟和实验远场

2024-05-29  (点击量:1)

2023年半导体市场收入比2022年下降了9%

《Omdia半导体总体竞争分析工具》报告(Omdia CLT)揭示了半导体行业的下滑,收入从2022年的5,977亿美元下降至2023年的5,448亿美元,跌幅9%。这一下降是在两年创纪录的增长之后发生的,突显了半导体市场的周期性。 "新冠疫情时期开始的长期上升趋势已经结束。在疫情期间半导体需求激增,导致市场短缺之后,情况发生了逆转。由于宏观经济因素,需求疲软,而半导体组件供应有所增加"Omdia半导体研究高级分析师Cliff Leimbach评论道。 2023年,尽管半导体行业整体低迷,但人工智能已成为该行业的重要增长动力,专注于这一领域的公司从中受益。英伟达是这一领域的明显赢家,其半导体收入自2022年翻了一番多,2023年达到490亿美元。英伟达的发展轨迹突显了这一成就,因为在2019年疫情之前,其半导体收入还不足100亿美元。尽管英伟达是人工智能的最大受益者,但值得注意的是,英伟达并不是唯一一家利用这一趋势的公司。 "英伟达半导体收入的快速增长使其成为2023年收入第二大半导体公司,仅次于英特尔。2022年的行业领导者三星在2023年下滑至第三位,因为其内存收入比2021年下降了近一半"Leimbach补充道。 与GPU集成以促进人工智能的高带宽内存(HBM)也出现了强劲的需求,SK海力士在这一领域处于领先地位,其他主要内存制造商也在进军这一领域。尽管内存市场在2022年整体下滑,但在2023年全年,HBM市场呈现了强劲的年增长率,增幅127%。Omdia预测,HBM可能在2024年创下更高的增长率,预估达到在150-200%之间,预计将引领内存市场的增长。 2023年,车载领域在半导体市场的影响力更大,收入增长超过15%,达到750亿美元。电动汽车的增长和智能汽车的集成推动了这一领域对半导体的需求,约占整个半导体市场的14%。 经济低迷对主要内存制造商产生了显著影响,按营收计算,这些制造商传统上都是排名前几位的半导体公司。此前,从2017年到2021年,三星电子、SK海力士和美光科技都位列收入前5位。然而,在严峻的内存市场条件下,三星电子在2023年排名第三,SK海力士排名第六,美光科技排名第十二。

2024-04-07  (点击量:358)

具有高级降噪功能的超声波耳塞有望在2025年推出

耳机可能最终会超越几个世纪以来的古老技术,这要归功于一种使用超声波的新型微型扬声器。新的音频芯片可以为降噪耳塞铺平道路,这种耳塞还可以重现来自多个方向的声音效果。 初创公司xMEMS在1月9日的CES 2024上首次展示了其音频芯片Cypress,尺寸约为0.25英寸x 0.25英寸(6.3 x6.5毫米)。该公司表示,它将在明年年底前进入耳塞和耳机。 在传统扬声器中,金属线圈缠绕在磁铁上,电流通过线圈。通过电流产生的电磁力与永磁体的磁性相互作用,永磁体像活塞一样来回推动线圈。该线圈还连接到扬声器锥体或振膜上,该扬声器锥体或振膜推动空气产生声音。该技术于1800年代首次提出,至今仍在耳机中使用。 然而,以这种方式设计的扬声器容易出现损坏、磨损和相位失真等问题,其中,声音波形的形状在信号转换过程中发生变化,造成滞后并导致模糊声音。 Cypress微型扬声器是一种硅芯片,由两个组件组成:ASIC用于处理来自声音文件的电信号和超声波换能器。后一种组件使用压电效应将信号转换为声波,压电效应是指当施加电流时,材料会改变体积(或移动)。 传感器由微机电系统(MEMS)制成,MEMS是包含电子和运动部件的微型机器,它们广泛用于消费电子产品,如蜂鸣器和声音接收器。 与旧技术一样,Cypress换能器震动空气以产生声波。然而,与大多数由压电晶体或陶瓷组成的MEMS不同,Cypress使用了一类由锆钛酸铅(PZT)制成的新型压电薄膜。 PZT与硅扬声器振膜层一起作为半导体制造工艺中的一层。当以这种方式应用时,这些薄膜可以产生高分辨率、高质量的声音。 ASIC芯片首先接收和解释电信号,并将其传输到压电MEMS传感器。薄膜在高超声波频率下振动,产生映射到原始音频信号的空气脉冲。这会在Cypress芯片内部产生气压。最后,解调压电MEMS阀将这种声能转换为我们可以听到的音频。 xMEMS在一份声明中表示,与传统扬声器不同,扬声器输出显示出接近零的相移,因此更适合空间音频等功能,该功能模拟出了被不同位置的扬声器包围的效果。 Cypress芯片还可用于创造更好的降噪技术,该技术可产生量身定制的声波来消除环境噪音。从理论上讲,Cypress更快的机械响应和接近零的相位相干性能够消除更高频率的噪音,而今天的耳机很难掩盖这些噪音。Cypress芯片的这种运动在低频下也会产生更多的能量和压力——是该公司以前的非超声波微型扬声器芯片的40倍。耳机和耳塞将发生巨大变化耳塞和耳机有多种扬声器类型可供选择,但没有一种像微机电系统(MEMS)扬声器那样令人兴奋。在从硬盘驱动器到固态驱动器(SSD)的飞跃中,MEMS扬声器在形式上与传统的动圈或平衡电枢驱动器设计完全不同,并具有令人印象深刻的声明列表。例如,它们显著减轻了质量,提高了电源效率,并且产量高,零件间差异很小,这在制造和性能方面具有优势。 这些组件也称为固态扬声器,可以直接焊接到电路板上,而不是依赖飞线或弹簧端子,并且应该比无法回流到电路板上的传统扬声器更可靠。由于MEMS技术的固有优势,MEMS扬声器的到来将提高微型音频产品在电池寿命、音质和降噪方面的性能上限和下限。 虽然这不会在一夜之间发生,但耳塞转向全频MEMS扬声器而不是平衡电枢和动态扬声器,将吸引制造商希望在拥挤的市场中为他们的产品辩护。尽管上述全频扬声器要到2025年才会上市,但我们已经开始看到MEMS扬声器通过Creative Aurvana Ace 2等产品作为高音扬声器扩散到市场。 虽然个人音频技术在进步,但我们对「好声音」的理解也在进步。哈曼研究人员开发的当前研究和标准提高了我们对人们希望从音频设备中听到的内容的理解,但进步的步伐是永无止境的。在过去的六年中,音频行业采用了来自Bruel&Kjaer和HEAD acoustics等公司的更强大的测试设备,以及围绕听众喜欢的音乐播放系统进行研究的新途径。我们已经看到测量音质以及人们喜欢什么质量变得更加复杂。 例如,Knowles对耳塞反应偏好的研究已经确定了与年龄相关的模式。这种研究得到了最新一代耳朵模拟器的出现,这些模拟器在高于10KHz的频率下是准确的。随着时间的流逝,音频产品应该从这些研究中受益,将声音调谐视为一种更加以用户为中心的努力,而不是一种单一的、一刀切的方法。在Harman、Knowles、HEAD acoustics和其他公司的引领下,我们完全希望看到测量标准和对听觉系统(耳膜之外)的理解不断提高,最终使我们作为音乐消费者的所有人受益。

2024-03-01  (点击量:244)

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