迄今最灵敏力传感器问世，芯片设计厂商称需求最坏时期已过

传感新品

【中山大学/五邑大学：研发用于健康和环境监测的抗湿度干扰、可拉伸水凝胶基无线氧气传感器】

氧气是生物生存或工业生产的基本物质，大气氧含量或溶解氧（DO）也是健康和环境评估中的关键指标。呼吸氧含量或经皮氧分压（tcPO2）可用于呼吸监测和局部组织供氧的判断，有望用于呼吸系统疾病、糖尿病足、外周动脉疾病、伤口愈合和感染等慢性疾病的无创诊断。传统分析仪器或医疗设备体积庞大、价格昂贵、时效性差，而新兴的可穿戴传感器可实现准确、实时检测的同时，还具有灵敏度高、轻量化、性价比高、机械顺应好等优点，极大地方便了各种信号采集。遗憾的是，目前主流的研究集中在监测运动和如血压、脉搏、心电图、肌电图等生理信号上，对具有氧监测功能的柔性传感设备的研究相对匮乏。为此，迫切需要开发高性能、柔性的氧传感器。

水凝胶已被证实具有优异的气体传感能力（中山大学吴进课题组在水凝胶基柔性室温气湿敏传感器方面的系列研究进展（ Nature Communication2023, 14, 5221; Advanced Functional Materials2023, 33，2300046；Nano-Micro Letters2022, 14, 52；Nano-Micro Letters2022, 14，183；Nano-Micro Letters2023, 15, 136；Materials Horizons2022, 9, 1921；SmartMat2023，4，e1141；SmartMat2023, 4, e1147; Small2021, 17, 2104997），但是其有丰富的亲水官能团，使其对湿度自然敏感，甚至被开发为高性能湿度传感器，进而严重干扰了其作为传感器的可靠性。同时，疏水性材料掺杂虽然可降低湿度敏感度，但难以解决凝胶在溶液环境的离子泄露问题。考虑到这一点，最近，课题组提出了一种结构调控的透气疏水Ecoflex弹性体薄膜装策略，不仅可以解决水凝胶的脱水问题，而且赋予水凝胶基氧气传感器优异的抗湿扰和水下工作能力。实验结果表明，弹性体薄膜的透氧性和防水性主要取决于其有效厚度。

通过调节弹性体薄膜的厚度和结构，传感器可以适应监测不同的氧气浓度范围。采用盐模板法制备了多孔弹性体薄膜，所得的152微米厚的多孔弹性体薄膜封装水凝胶器件同时表现出优异的耐湿性和氧气传感性能，包括高灵敏度（0.355%/ppm）、低检测限（ppm级）、大检测范围（从5 ppm到90% O2）、优异的可重复性、选择性和长期稳定性。而较厚的实心弹性体薄膜有效降低了透过的O 2浓度从而延长使用寿命，适用于高浓度检测。此外，自主设计的无线氧监测系统在各种应用场景中的使用，包括无创经皮氧分压（tcPO 2）检测，呼吸监测，水中溶解氧的评估。本工作为具有广泛适应性的柔性可穿戴电子产品的制造提出了一种有前途的策略。

图1. 弹性体封装薄膜水凝胶气体传感器的制备流程、疏水透气性验证及多场景应用示意图。

本征可拉伸的Ecoflex弹性体在厚度降至微米尺度时表现出可调控的疏水性和透气性，多孔（空心）设计在确保传感器优异的抗干燥性能的同时可提升其O 2透气性。水凝胶基气体传感器的性能受其本身的含水量干扰，弹性体封装可大幅提升了传感器的长时间使用稳定性。

图2. 多孔薄膜及实心薄膜封装对传感器抗湿度干扰、长期稳定性的影响。

利用有限元仿真的方式对弹性体薄膜对O 2的穿透过程进行了可视化分析，与空气相比，虽然弹性体O 2扩散系数更低（低4个数量级），但是在足够薄的情况下仍然会在数秒内穿透大量的O 2。多孔（空气孔）结构的薄膜可等效为更薄的薄膜从而提升其透气效率。

图3. 有限元仿真模拟与实验证明多孔薄膜及不同厚度实心薄膜对O2穿透能力的调控。封装的水凝胶传感器对大范围浓度（500ppm-90%）O2的响应。

传感器的检测机理为外加电池偏置下O 2在金属电极-水凝胶界面发生还原反应，反应过程转移的电子经金属电极传输至外电路。

图4. 水凝胶基氧气传感器的机理分析与验证。

柔性且可拉伸、透气的传感器可舒适地贴合于人体皮肤表面，用于经皮氧分压（tcPO 2）的实时监控，同时也可集成于口罩上用于呼吸监控。这种通用的封装设计使水凝胶基传感器的应用场景拓展至水下，避免了凝胶的溶胀与离子的泄露，灵敏的O 2检测能力使其可以用作水下溶解氧检测，以此实时反馈水下植物的光合作用和呼吸作用。

图5.氧气传感器及其无线监测系统的实际应用：经皮氧分压监测、呼吸监测。

图6. 防水的氧气传感器的水下溶解氧检测并实时监控水下植物的光合和呼吸作用。

传感动态

【柯力传感叶方之：从四个维度进一步推进人形机器人商业化】

近日，工业和信息化部印发《人形机器人创新发展指导意见》（以下简称“《指导意见》”）。柯力传感副总裁、董事会秘书叶方之在接受上海证券报记者采访时表示：“当我看到《指导意见》时，我明显感受到国家对于人形机器人创新发展的强烈推动、鼓励和支持。《指导意见》的出台，不仅明确提出了未来几年这一领域的发展目标，还针对人形机器人的技术研发、产业链建设、应用场景拓展等方面给出了具体指导，具有非常深远和重大的现实指导意义。”

对于柯力传感而言，叶方之介绍，公司将围绕人形机器人产业所带来的市场机遇，一方面，积极调研，对接市场，围绕市场真实需求和下一阶段的产品技术路线做好自主研发和产品创新。另一方面，公司将积极对外寻求合作，努力通过投资拓展外延式发展路径，加快在这一领域的步伐，力争能够在行业内跑出加速度。

叶方之表示，其特别关注《指导意见》对于人形机器人中关于“突破关键技术”的描述。文件明确提出，用好现有机器人技术基础，系统部署“机器肢”关键技术群，创新人体运动力学基础理论，打造仿人机械臂、灵巧手和腿足，突破轻量与刚柔耦合设计、全身协调运动控制、手臂动态抓取灵巧作业等技术。“这一目标导向，为柯力传感下一步围绕高端力学传感器做好自主研发和投资布局指出了方向、明确了要求、规划了路径。”

同时，叶方之也非常关注政策对于人形机器人在不同应用场景下的推广和应用。文件明确提出了人形机器人在服务特种领域、3C&汽车制造、医疗&家政等民生领域的应用场景。叶方之认为，这些应用场景将为人形机器人的商业化落地提供强有力的支持，并有助于提升人机交互、灵巧抓取、分拣搬运、智能配送等作业能力。

“总的来说，《指导意见》的出台将为人形机器人的创新发展提供强有力的支持和指导，我相信这将有助于推动中国机器人产业的快速发展，并提升中国在全球机器人领域的影响力。”叶方之说。

人形机器人产业要从实验室走向应用，离不开完整的商业闭环。谈及如何进一步推进人形机器人的商业化，叶方之分享了四个维度的思考：

一是市场需求。人形机器人的商业化应用需要具备明确的市场需求，例如在服务、医疗、家政、娱乐等领域的应用。只有当市场需求足够大时，才有可能推动人形机器人的商业化进程。

二是技术成熟度，人形机器人的技术成熟度是决定其商业化应用的关键因素之一。目前，全球范围内，在人工智能、机械设计、感知控制、自主导航等方面，部分先进公司已经具备较为成熟的技术积累，这为商业化应用提供了可能。

三是成本与价格。人形机器人的制造成本较高，价格也相对较贵，因此需要考虑商业化应用的成本和价格因素。如果价格过高，那么市场接受度将会受到限制。只有通过不断降本，才能够适应大规模化生产、推广、应用的成本要求。

四是政策支持，政府对于人形机器人领域的政策支持也是推动商业化应用的重要因素之一。政府可以通过提供研发资金、税收优惠等政策支持来鼓励企业进行研发和推广；也可以直接补贴到B端、C端，对于采用人形机器人的企业、其他组织、个人进行适当补贴，进一步培育市场。

【强产业、强合作、强品牌！2023世界传感器大会在郑州开幕】

11月5日，2023世界传感器大会在郑州启幕。本次大会由河南省人民政府、中国科学技术协会主办，中国仪器仪表学会、郑州市人民政府、河南省工业和信息化厅、河南省科学技术协会、德中友好协会联合会承办，郑州高新区管委会、郑州市工业和信息化局等执行。

2023世界传感器大会以“感知世界智创未来”为主题，以“立足中原、辐射中国、引领国际”为理念，以“强产业、强合作、强品牌”为目标，以“国际化、智慧化、专业化”为特色，以“高质量、高效率、高标准”为定位，以“优秩序、优环境、优服务”为宗旨，集聚全球传感器领域最具影响力的科学家和企业家，以及相关政府部门的领导，围绕传感器领域的技术前沿、产业趋势和热点问题发表演讲和进行高端对话。

郑州市人民政府副市长马志峰在致辞中表示，传感器是物联网底层技术的三大支撑之一，是万物互联万物智能的基础，是与芯片、5G相互促进发展的核心战略性支撑产业。郑州市委、市政府高度重视传感器产业发展，大力推动基础研究技术攻关、技术应用成果产业化等全产业链条衔接，统筹推进“芯、屏、网、端、器、用”联动发展，，加快打造中国（郑州）智能传感谷，形成了以郑州高新区为核心的“一核多元”的产业空间布局，在2022年工信部赛迪研究院十大园区排名中，郑州高新区位居全国第四、中国第一。

近年来，河南省深入贯彻落实黄河流域生态保护和高质量发展、促进中部地区崛起等重大国家战略，实施制造业高质量发展行动，高度重视传感器产业发展，形成了以中国(郑州)智能传感谷为核心的“一谷多园”发展格局。其中，郑州高新区位列赛迪顾问发布的全国“传感器十大园区”第四位，中部第一。已集聚汉威科技、光力科技、新天科技等一批上市企业，建立河南省智能传感器创新中心、智能传感器行业协会、中试基地科研平台，增强河南省智能传感器产业综合实力和竞争力，在环境、工业、农业、电力、疫情防控等诸多领域实现重点应用。

本次大会内容丰富，除了举行开幕式，还将聚焦MEMS、光电、物联网、气体、医疗、汽车等重点领域，举办第七届中国（国际）传感器创新创业大赛、国际传感器企业家峰会、MEMS智能传感器——先进技术分场活动等。

作为河南首个世界级产业发展大会，传感器大会已连续成功举办四届，是全世界了解中国智能传感器产业发展的重要窗口、汇聚全球行业智慧和资源的重要平台。

据悉，本次大会预期达到三个目标：

一、打造世界级一流品牌盛会

交流全球传感器科技、产业和应用的最新成果，促进政、产、学、研、用、金、媒等环节的合作，打造全球传感器产业规格高、规模大、影响力强的品牌生态盛会。

二、构建产业生态发展体系

搭建核心共性技术，推动形成智能传感器材料、设备、设计、制造、封装、测试、系统集成和重点应用“一条龙”产业链，打造技术先进、应用繁荣、产业链完善、营商环境优化的传感器产业生态发展系统。

三、建设中国(郑州)智能传感谷

加快产业创新发展，引进一流新型研发机构，打造国内中西部地区智能传感器基地，助推建设全国重要的特色智能传感器产业基地，建设国际知名的智能传感器应用示范城市，打造郑州经济发展的“新标志”。

【同济大学团队在超低功耗物联网芯片与系统领域取得突破性进展】

近日，同济大学电子与信息工程学院孟淼老师团队在超低功耗物联网芯片与系统领域取得突破性进展，其论文《A 19μW 200Mb/s IoT Tag Demonstrating High-Definition Video Streaming via a Digital-Switch-Based reconfigurable 16-QAM Backscatter Communication Technique》成功被2024年国际固态电路会议接收。

同济大学电子与信息工程学院官微显示，该论文展示了一款工作于200Mb/s的数据速率下功耗低至19μW的带有无线唤醒功能基于数字控制的16-QAM(兼容BPSK、QPSK)调制反向散射物联网通信芯片，该芯片的测试结果显示在-42dBm~3dBm输入功率范围内实现稳定的EVM表现（4.56%~4.17%@2Mb/s，7.3%~6%@100Mb/s，10.2~8.4%@200Mb/s），表明该芯片可以稳定的工作于200Mb/s以下的数据传输速率，相较于国际同类型的反向散射芯片具有领先的无线输入功率调制范围和EVM性能。

此外，该芯片首次提出基于数字控制的16-QAM调制技术，并结合超低电压锁相环技术成功应用于物联网标签，相较于同类芯片，在提高芯片数据传输速率与频谱效率的同时总功耗降低至少30%。

据悉，这项工作为国际上首次支持宽输入功率范围的稳定、高数据速率16-QAM并同时兼容BPSK与QPSK调制的超低功耗反向散射通信芯片，对于部署高数据传输速率需求物联网终端设备意义重大。

【迄今最灵敏力传感器问世，可测量电子重量的十分之一】

据英国《新科学家》网站11月2日报道，法国科学家利用极冷的铷原子，制造出了迄今最灵敏的力传感器，其可测量拎起单个电子所需力十分之一大小的力，未来有望揭示全新力的存在。相关论文已经提交预印本网站。

所有已知的力都源于四种基本力：引力、电磁力、强核力和弱核力。但一些试图揭示宇宙奥秘的实验或观测结果表明，可能存在未知的第五种力。

科学家认为这种力很弱，只能在离其非常近的距离才能测量，因此需要极其灵敏的设备。鉴于此，法国国家计量与测试实验室的雅恩·巴兰德团队使用铷原子制造了迄今已知最灵敏的力探测器。

巴兰德团队首先将120000个铷原子置于一个真空金属—玻璃圆柱内，随后使用激光将原子冷却到接近绝对零度，由此产生的超冷原子对电场和光非常敏感，因此，可用电场和光来精确控制这些超冷原子的量子态。

研究团队使用这种控制方法，将这些组件变成了一个干涉仪。这是一个充满物质波的设备，其中物质波会相互碰撞，并在附近有力时产生可预测的变化。

为测试该传感器的灵敏度，团队测量了设备中原子和镜子之间的力。这种力由发生在看似空旷空间中的量子过程引起，非常微弱。该团队以前所未有的精度对其进行了测量，结果表明其大小低至4qN（1qN=10-30牛顿），即单个电子重量的十分之一。

加拿大西蒙·弗雷泽大学杰夫瑞·麦吉尔克表示，这么小的力极难测量，而新传感器可在几微米外对其开展测量，未来有望发现新的力。

【芯片设计厂商称需求最坏时期已过 华为出货量将增加】

手机相关芯片供应链近期经历了客户端拉货潮。根据IC设计厂商的表示，市场需求最坏的时期已经过去，市场正在逐渐回升。预计明年，终端生成式AI将导入手机市场并引发换机潮，从而带动整体市场复苏，并在明年第三季度感受到更明显的复苏动能。

在过去两年中，经过修正后，IC设计厂商指出，根据研究机构的评估，手机市场可能会增长个位数百分比。其中，华为手机重返市场并将增加出货量，尽管其市场份额仍相对较小，但仍有机会在中国大陆本地市场抢占部分iPhone的业务。

业界人士认为，在过去一段时间内，手机应用需求表现优于笔记本电脑和电视等设备。预计进入明年上半年将是淡季，并且第二季度可能会开始逐步升温。对于未来整个智能手机供应链的表现进行了评估，并认为明年下半年的旺季将优于今年下半和明年的上半。

在过去的市场低谷期里，新机需求疲软，但二手翻新机的需求却相对较高。近年来，生成式AI应用程序的兴起从云端开始延伸到终端设备上，在整个智能手机市场带来了新的希望。业界对终端生成式AI的爆发力非常期待，并关注它能否成为杀手级应用并刺激出多少换机市场。

另一方面，IC设计厂商表示采用OLED面板的机型越来越多。之前只有高端机型才采用OLED面板，但现在越来越多的中高端机型也开始使用这种技术，并且折叠手机大多采用OLED面板。因此，相关比例可能从目前超过40%达到50%以上水平。这也将为OLED相关IC设计厂商带来商机。

审核编辑 黄宇