中国行业发展报告

【摘要】　　3月11日，集微网讯，根据中国科学技术大学3月11日消息，近日，中国科学技术大学（中国科大）微尺度物质科学国家研究中心、物理学院、中科院强耦合量子材料物理重点实验室陈仙辉院士、项子霁教授研究团队在氧化物界面超导研究中取得重大进展。研究团队在铁磁性EuO和(110)取向的KTaO3(KTO)构成的氧化物异质结当中发现由铁磁近邻效应导致的具有特殊空间变化的超导态，即一维结构的超导条纹。这一结果为探索磁性和超导电性共存的非常规超导体系及其物理研究提供了新的途径。根据官方报道，研究超导与磁性之间的相互作用并理解由此产生的非常规超导态是凝聚态物理的重要前沿方向之一。陈仙辉院士团队应用分子束外延（MBE）技术成功生长了由铁磁绝缘氧化物EuO和绝缘氧化物KTaO3构成的EuO/KTO(110)异质结，电输运测量结果表明在低载流子浓度的样品中，界面超导表现出反常的面内各向异性。这项研究证明了相关理论中第一个明确实验证据，有助于人们进一步理解非常规高温超导体，具有重要意义。

【关键词】中国科大，氧化物，界面超导

【摘要】　　3月11日，电子工程世界讯，近日，据媒体报道，香港城市大学副教授王骋团队与香港中文大学研究人员合作，利用铌酸锂为平台，开发出处理速度更快、能耗更低的微波光子芯片，可运用光学进行超快模拟电子信号处理及运算。据介绍，这种芯片比传统电子处理器的速度快1000倍，耗能更低，应用范围广泛，涵盖5/6G无线通讯系统、高解析度雷达系统、人工智能、计算机视觉以及图像和视频处理。超光子芯片能达致这种卓越效能，是透过基于薄膜铌酸锂平台的集成微波光子处理引擎，该平台能执行模拟讯号的多用途处理及计算工作。研究团队开发出世界领先的微波光子芯片，速度比现有处理器快1000倍。因此，从光模块产业链上看，光芯片技术处于产业链的上游环节。王骋团队的研究成果不仅开辟了新的研究领域，即铌酸锂微波光子学，使微波光子芯片更小巧、具有高讯号保真度与低延迟性能，也是芯片级模拟电子处理与运算引擎的突破。

【关键词】超光子芯片，无线通信，AI技术

【摘要】　　3月7日，电子工程世界讯，美国电池初创公司ION Storage Systems（ION）日前宣布，旗下Solid-State固态电池已成功实现超过125次循环，性能容量衰减低于5%，为未来部署提供了超过1000次循环的潜力。据介绍，ION是一家位于美国马里兰州的固态电池（SSB）制造商，其无阳极和无压缩固态电池SSB首次在美国军方进行市场部署，从而达到了关键客户和行业的门槛。ION一直与美国国防部合作测试其SSB电池，然后再扩展到电动汽车、能源存储、消费电子和航空航天等其他市场。从公告中获悉，ION的专利固态无阳极技术放弃了石墨和其他不太可持续的材料，同时通过其3D陶瓷结构提高电池容量。ION的SSB还号称是“第一个也是唯一一个”在室温下实现ARPA-E和DOEVTO快速充电目标的无压缩固态电池技术。

【关键词】美国，固态电池，新突破

【摘要】　　2月20日，电子工程世界讯，钙钛矿材料具有光电性能优异、制备成本低的优点。与目前常见的有机发光二极管（OLED）相比，钙钛矿发光二极管可以将色彩纯度提升至少1倍。近年来，钙钛矿发光二极管的发光效率持续提升，但稳定性仍制约其应用。近日，从中国科学院宁波材料技术与工程研究所获悉，该所先进纳米光电材料与器件团队通过开发“溶剂筛”，有效去除薄纳米片相，使钙钛矿材料的稳定性和发光性能大幅提升。由此制备出的钙钛矿发光二极管稳定高效，达到了商业化应用的要求。相关论文发表在国际学术期刊《自然·光子学》上。科研人员发现，通过“溶剂筛”去除薄纳米片后，对空气极为敏感的钙钛矿材料展现出惊人的稳定性，可在湿润空气中保持发光性能超过100天。这使得通过低成本空气环境制备钙钛矿发光二极管的工艺，有可能取代常规高成本惰性气体保护和高真空环境制备工艺。

【关键词】二极管，性能，溶剂筛

【摘要】　　2月20日，电子工程世界讯，土耳其阿卜杜拉·居尔大学研究人员开创性地重新设计了有机光伏电池的结构，赋予其半球形的外壳，旨在最大限度地提高光吸收和角度覆盖率。这种创新设计有望为可再生能源技术开辟新的前景，相关论文发表在最新一期《能源光子学报》上。在追求可持续能源解决方案的过程中，寻求更高效的太阳能电池至关重要。有机光伏电池因其灵活性和成本效益而成为传统硅基电池的潜力替代品。然而，优化其性能仍然是一个重大挑战。在这项研究中，研究人员探测了电池半球形壳活性层内的吸收光谱，通过一种称为三维有限元分析（FEA）的计算技术，详细研究了光如何与电池的结构和材料相互作用。FEA可将结构划分为更小、更易于管理的部分（称为有限元），以此解决复杂的工程问题。它可模拟和分析整个结构在各种条件下的行为，例如不同的光波长和入射角。此次研究的有限元分析结果非常出色。当受到横向电（TE）偏振光的影响时，与扁平结构器件相比，半球形壳结构的光吸收显著增加了66%。同样，对于横向磁（TM）偏振光，光吸收显著增加了36%。

【关键词】光伏电池，可再生能源，新应用

【摘要】　　2月20日，电子工程世界讯，据报道，索尼成功研发出一种用于大容量机械硬盘（HDD）的半导体激光器。这种激光器可以安装在HDD磁头上，使写入信息的能力大幅提升。据希捷科技公司介绍，使用该激光器生产的3.5英寸HDD的存储容量将达到30TB，较以往翻倍。随着生成式人工智能技术的发展，所需的数据处理量和储存量也在快速增长。Statista预测，到2025年全球的数据生成量将达到181泽字节（泽字节=十万亿亿字节），比2022年增长90%。而数据中心市场规模也将从2022年的3600亿美元增长15%，达到4014亿美元。为了解决日益增长的数据储存需求，索尼计划从今年5月起量产用于大容量HDD的半导体激光器，并在日本宫城县和泰国新建两条生产线。这一技术有望解决当前面临的数据存储设施短缺问题。

【关键词】索尼，半导体，激光器

【摘要】　　2月6日，电子工程世界讯，日本东京都立大学研究人员通过混合两种材料，创造了一种具有手性晶体结构的新型超导体。新的铂—铱—锆化合物在2.2K温度以下转变为超导体，使用X射线衍射可观察到其具有手性晶体结构。该技术方案有望加速对新型奇异超导材料的发现和理解。相关论文发表在最新一期《美国化学会杂志》上。东京都立大学团队此次引入了一种全新的方法寻找手性化合物。他们没有梳理化合物列表，而是混合了两种具有已知物理性质的化合物。其中一种是具有超导性但没有手性的铂锆化合物，另一种是具有手性但没有超导性的铱锆化合物。将两种化合物以不同的元素比例组合在一起，能有效地“混搭”物理性质，从而提出一种同时具有手性晶体结构和超导性的新材料。

【关键词】新型超导体，物理性质，手性结构

【摘要】　　1月18日，集微网讯，近日，西安交大研究团队采用微波等离子体化学气相沉积（MPCVD）技术，成功实现2英寸异质外延单晶金刚石自支撑衬底的批量化。该团队通过对成膜均匀性、温场及流场的有效调控，提高了异质外延单晶金刚石成品率。衬底表面具有台阶流（step-flow）生长模式，可降低衬底的缺陷密度，提高晶体质量。XRD（004）、（311）摇摆曲线半峰宽分别小于91arcsec和111arcsec，达到世界领先水平。金刚石半导体具有超宽禁带、高击穿场强、高载流子饱和漂移速度、高热导率等材料特性，以及优异的器件品质因子，采用金刚石衬底可研制高温、高频、大功率、抗辐照电子器件，克服器件的“自热效应”和“雪崩击穿”等技术瓶颈，在5G/6G通信，微波/毫米波集成电路、探测与传感等领域发展起到重要作用。目前，金刚石电子器件的发展受限于大尺寸、高质量的单晶衬底。硅、蓝宝石等衬底的商业化，为异质外延单晶金刚石提供了前提条件。

【关键词】西安交大，2英寸，金刚石衬底

【摘要】　　1月17日，集微网讯，中国台湾工研院1月17日宣布，与台积电联手成功开发“自旋轨道转矩磁性存储器”（Spin Orbit Torque MRAM; SOT-MRAM）阵列芯片。该产品具有创新的计算架构，适用于存内计算，功耗仅为STT-MRAM的百分之一，可应用于高性能计算、AI、车用芯片等。这项研究在国际电子元件会议（IEDM）同时发表论文。中国台湾经济部门表示，随着人工智能、5G、AIoT时代来临，更快、功耗更低的新世代存储芯片成为关键。此次工研院与台积电合作开发的SOT-MRAM，工作速度可达10ns，可以进一步提高存内运算性能，跳脱了MRAM已往以内存为主的应用情境。

【关键词】台积电，计算芯片，低功耗

【摘要】　　1月12日，集微网讯，根据央视新闻、中科院物理研究所消息，近日中国科学院大学苏刚教授、中国科学院物理研究所项俊森博士和孙培杰研究员、中国科学院理论物理研究所李伟研究员、北京航空航天大学金文涛副教授等人组成的联合研究团队通过多年研究，在近期实现了无液氦情况下极低温制冷基础研究的重要突破，这就为破解我国氦资源短缺的问题提供了解决方案。该科研成果于北京时间1月11日在国际学术期刊《自然》发表。据悉，液氦是当前实现极低温制冷的关键原料，深空探测、材料科学、量子计算、半导体、医疗等大量领域对液氦有着广泛需求。当前我国每年对液氦的需求超过4000吨，其中95%需要进口；储量方面，美国氦储量占全球40%位居第一，其次是卡塔尔、阿尔及利亚、俄罗斯等，中国氦储量仅占全球的2.12%。中科院的此项研究，有助于解决我国氦资源面临“卡脖子”问题。

【关键词】无液氦，极低温，制冷突破

【摘要】　　1月5日，集微网讯，据天津大学1月5日消息，天津大学纳米中心半导体石墨烯研究取得新突破。天津大学天津纳米颗粒与纳米系统国际研究中心（简称：纳米中心）的马雷教授及其科研团队，日前在半导体石墨烯领域取得了显著进展。该团队的研究成果《碳化硅上生长的超高迁移率半导体外延石墨烯》，成功地攻克了长期以来阻碍石墨烯电子学发展的关键技术难题，打开了石墨烯带隙，实现了从“0”到“1”的突破，这一突破被认为是开启石墨烯芯片制造领域大门的重要里程碑。这项前沿科技通过对生长环境的温度、时间及气体流量进行严格控制，确保了碳原子在碳化硅衬底上能形成高度有序的结构。这种半导体石墨烯的电子迁移率远超硅材料，表现出了十倍于硅的性能，并且拥有硅材料所不具备的独特性质。

【关键词】天津大学，半导体，石墨烯

【摘要】　　12月27日，IT之家讯，三星电子今天发布新闻稿，宣布成功在Red Hat的最新版系统中，在客户环境下首次验证了CXL内存的互操作性，在业内尚属首次。三星于2021年5月推出全球首款基于CXL接口的服务器用内存扩展模块，采用DDR5颗粒制造，能够轻易将服务器内存扩展至TB级容量。由于生成式人工智能、自动驾驶和内存数据库（IMDB）等新兴领域对数据吞吐量和内存的需求呈指数级增长，对具有更大内存带宽和容量的系统的需求也在迅速增加。CXL作为一种统一的接口标准，通过PCIe?接口连接CPU、GPU和内存设备等各种处理器，解决了现有系统在速度、延迟和可扩展性方面的限制。三星公司表示，针对Red Hat Enterprise Linux 9.3发行版优化了CXL内存，并在Red Hat的KVM和Podman环境中验证了内存识别、读取和写入操作。三星表示本次验证的成功，意味着数据中心客户不需要额外调整现有硬件，就能使用三星的CXL内存。

【关键词】三星，红帽，CXL内存

【摘要】　　12月22日，电子工程世界讯，据上海市通信管理局介绍，近日中国移动研究院组织召开了“5G车联网新技术试验总结研讨会”，中国信通院、广汽等16家合作伙伴参会，标志着业界首个面向车联网典型业务的5G网络性能规模验证圆满完成。前期，中国移动联合合作伙伴在上海、广东、江苏、重庆等地启动5G车联网新技术试验。历时7个月，系统性验证了基于车联网典型业务的5G现网网络性能、新技术方案及业务性能。在网络性能验证方面，完成了首个基于5G现网的多地多厂商车联网网络性能验证。测试结果表明单向时延小于25ms的占比超99%，5G现网网络时延、可靠性及速率可满足所选取的23个车联网典型业务的指标要求。测试结果有效支撑了业界首批支持高级别自动驾驶的5G车联网网络性能和规划建设验收团体标准的制定。

【关键词】中国移动，5G车联网，技术验证

【摘要】　　12月14日，电子工程世界讯，据英国《新科学家》周刊网站12日报道，一台能够全面模拟人脑突触的超级计算机将于明年在澳大利亚启用。这台名为“深南”的神经形态超级计算机每秒能进行228万亿次突触操作，与科学家估算的人脑中突触操作的数量相当，将有助了解人脑是如何在消耗相对较少能量的情况下处理大量信息的。研究团队指出，此前已有类似的神经形态计算机面世，但“深南”将是迄今最大的。“深南”由位于澳大利亚悉尼的国际神经形态系统中心联合英特尔及戴尔公司合作制造。与普通计算机不同，“深南”的硬件芯片可实现尖峰神经网络，从而对突触处理大脑信息的方式进行建模。“深南”项目负责人安德鲁·范·斯海克指出，这将是他们首次实时模拟人脑大小的尖峰神经网络活动。尽管“深南”的功能并没有现有超级计算机那样强大，但它将有助于推进对神经形态计算和生物大脑的理解，从而更好地洞悉大脑的工作原理。

【关键词】模拟人脑，超级计算机，人脑突触

【摘要】　　12月6日，TechWeb网讯，在当地时间周一举行的年度IBM Quantum Summit上，IBM发布了IBM Quantum System Two，这是该公司首台模块化量子计算机。该公司表示，IBM Quantum System Two是IBM下一代量子计算系统架构的基础，它将可扩展的低温基础设施和经典运行时服务器与模块化量子比特控制电子设备相结合。位于纽约约克敦高地的首台IBM Quantum System Two已开始运行，它配备了三个IBM Heron处理器和支持控制电子设备。IBM声称，Heron拥有133个量子比特，是迄今为止性能最好的量子处理器。与之前的IBM量子芯片相比，它在量子比特质量和错误率方面都有了显著提高。量子计算是当前热门的前沿科技之一，而量子计算机被誉为计算的未来，能够运行一些在传统计算机上非常困难或不可能进行的计算。

【关键词】IBM，模块化，量子计算机

【摘要】　　11月23日，电子工程世界讯，考虑到风力发电、光伏发电等新能源的大量并网以及电动汽车等直流负荷的增长，再加上超导材料在电力行业中的应用已成为发展趋势，直流电网目前已经成为新的研究方向。据央视报道，国内首条高温超导低压直流电缆昨日正式在江苏苏州并网投运，填补了我国在超导电缆低压直流系统的应用空白。央视指出，直流超导输电技术的应用，为我国新型电力系统建设以及能源转型升级注入强劲动力。据介绍，我国目前已在超导电缆应用方面有一些探索，但都是交流超导电缆示范工程。与交流超导电缆相比，高温超导低压直流电缆可将电网线损降低约70%。

【关键词】高温超导，低压直流，电缆投运

【摘要】　　11月21日，集微网讯，日本医疗保健设备和工厂自动化供应商欧姆龙公司正将目光投向利润丰厚的芯片制造设备市场，以推动未来的增长。欧姆龙将于明年春季推出一款X射线扫描仪，将更好地检测先进半导体制造中的缺陷，并提高全球芯片制造商的产量。VT-X950设备将生成具有足够分辨率的芯片3D图像，以识别1nm尺度的缺陷，至少比当前一流的硅制造技术领先一代。由于每次扫描仅需30秒，芯片制造商近乎实时地监控生产情况，并更有效地进行调整和修正。对于台积电和三星电子等制造商来说，良率（即每个硅片生产的无缺陷芯片的比例）是受到密切关注的指标——它影响着每家公司的成本和完成客户订单的速度。

【关键词】欧姆龙，X射线扫描仪，芯片制造

【摘要】　　11月13日，电子工程世界讯，一种新的自组装纳米片有望从根本上加速功能性和可持续纳米材料的开发，可用于电子、能源存储、健康和安全等领域。该纳米片由美国劳伦斯·伯克利国家实验室团队开发，可显著延长消费品的保质期，由于新材料是可回收的，还能实现可持续制造。《自然》杂志8日在线报道了这一突破。实验显示，当溶剂蒸发时，由200多个堆叠纳米片组成的高度有序的层状结构（缺陷密度非常低）已在基底上自行组装。团队还成功地将每个纳米片制成100纳米厚，几乎没有孔和间隙，这使得该材料在防止水蒸气、挥发性有机化合物和电子通过方面特别有效。研究表明，该材料作为电介质具有巨大潜力。电介质是一种绝缘“电子势垒”材料，常用于储能和计算应用的电容器中；而当该材料用于涂覆多孔聚四氟乙烯膜（一种用于制造防护口罩的常见材料）时，它还可以非常有效地过滤掉挥发性有机化合物；此外，该材料可重新溶解和铸造，以产生新的阻隔涂层。

【关键词】纳米片，可回收，多用途

【摘要】　　11月13日，电子工程世界讯，据最新一期《自然》杂志，美国麻省理工学院物理学家成功地在纯晶体中捕获到电子。这是科学家首次在三维（3D）材料中实现电子平带。通过一些化学操作，研究人员还展示了他们可将晶体转变为超导体。这一成果为科学家在3D材料中探索超导性和其他奇异电子态打开了大门。研究人员在实验室用钙和镍合成了一种烧绿石晶体。通过角分辨光电子能谱，他们在大约半小时内测量了合成晶体样品中数千个电子的能量，发现绝大多数晶体中的电子表现出完全相同的能量，证实了3D材料的平带状态。研究人员用铑和钌合成了相同的晶体几何结构，他们计算出，这种化学交换应该会将电子的平带转变为零能量，这种状态会自动导致超导。结果表明，当元素组合略有不同并合成一种新晶体时，在相同的类似笼目的3D几何结构中，晶体的电子显示出平带，并且出现超导状态。电子会在导电材料中移动，大多数情况下，这些带电粒子都自顾自横冲直撞，并不与其他电子“做伴”，但有一种特殊情况，他们会统一行动出现电子平带。此次，物理学家就在纯晶体中捕获了它们这一状态，从而在3D材料中首次实现电子平带。这种罕见电子态的本质，可以为科学家了解3D材料中稀有电子态提供一种新方法。

【关键词】三维晶体，稀有电子态，超导性

【摘要】　　10月30日，集微网讯，日本东京大学的研究人员开发出一种原型无钴锂离子电池，与同等尺寸的替代品相比，它可以多存储约60%的能量。锂离子电池为智能手机、电动汽车等各种产品提供支持，其电极通常含有钴、镍和锰。但科学家们一直在研究无钴替代品，因为钴材料既昂贵又对环境造成极大破坏。磷酸铁锂（LFP）电池就是一个例子。通过使用磷酸铁锂，这些电池的制造成本比典型的锂离子电池便宜约30%。为了寻找更有效的替代方案，东京大学团队制造了一种电极含有锂、镍、锰、硅和氧的电池。这种元件的组合允许电池具有更高的电压。但众所周知，此类电池中的组件会损坏，从而对长期使用造成挑战。研究人员通过使用新开发的电解质解决了该问题。他们的小型纽扣电池原型在1000次放电循环后仍保留80%的存储容量。其能量密度比磷酸铁锂电池高出约60%，甚至可能高于典型的含钴锂离子电池。研究小组将在几年内监测电池的退化情况。

【关键词】日本，锂离子电池，能量密度