汉威科技设立光电公司，建设光电子器件产线；台积电2024年第二季度净利润2478.5亿新台币

传感新品

【香港城市大学，上海交通大学：研发带有真实指纹的生物识别电子皮肤传感器，可提供触觉洞察】

皮肤的触觉反馈是人类几种感知机制之一，在我们与环境的互动中起着至关重要的作用，尤其是在执行精细任务时，如削铅笔、缝制衣服和识别织物的质地。这些任务在很大程度上依赖于指尖高度发达的触觉敏感性。作用在指尖上的机械信号（如压力或振动）通过指纹调节传递给特定受体，随后转化为神经信号的过程称为指尖触觉感知。由于指尖具有指纹结构，皮肤下的机械感受器比其他身体皮肤区域更密集，亚毫米级的指纹结构可以区分最小脊间距为760 nm的图案，滑动速度、环境湿度和指纹结构都会影响测试结果。此外，指纹差异引起的各种触觉引起了研究人员的关注，例如指纹脊对触摸产生的振动信号的调制作用。此外，有趣的是，女性比男性更能分辨出更精细的表面细节，这可以归因于她们的皮纹结构的差异。

受人类指纹的启发，研究人员开发了触觉传感器来研究指纹的作用，并为机器人、假肢和虚拟现实场景设计高精度的人工触觉系统。基于加速度计和霍尔效应传感器的触觉传感系统能够精确识别织物表面的微小表面和纹理。然而，这些刚性传感技术与柔性表面不兼容。柔性电子技术的快速发展使研究人员能够采用压阻、电容和双电层（EDL）技术来构建承载微结构的柔性触觉传感器。这些传感器可用于复制对压力和触摸做出反应的缓慢适应（SA）机械感受器。此外，基于压电和摩擦电技术的触觉传感器已经开发出来，可以复制对高频振动做出反应的快速适应（RA）机械感受器。多层传感器也被设计用于同时模拟SA和RA机械感受器，能够检测压力和振动，从而进行纹理识别。然而，很少有研究调查皮纹结构对触觉信号的影响。指尖皮纹图案是在胚胎发育的早期阶段在遗传因素的影响下形成的，因此指纹图案已被广泛研究用于疾病相关的风险评估，并作为初步识别某些肢体和大脑发育异常的基础。指纹脊对摩擦振动频率的过滤作用也会影响我们的日常触觉感知。因此，有必要研究指纹脊结构对触觉信号的影响。

电容式压力传感器因其高结构稳定性、低功耗、温度无关性和快速动态响应而得到了广泛的研究。然而，一个缺点是，外力在介电层中引起的变形往往相当弱。结果，这种电容式压力传感器的灵敏度往往受到显著限制。将微锥体、微柱和微槽等微结构集成到介电层中已被证明能有效提高电容式压力传感器的灵敏度。这些微观结构可以通过直接复制砂纸或植物叶子的表面形貌来引入，这提供了低成本的方法。然而，这种方法无法定制微观结构的形状、尺寸或间距。研究人员试图利用硅胶模具来生产有序均匀的微观结构。但制造过程依赖于复杂且昂贵的基于光刻的方法。除了优化介电层的结构外，材料的适当选择也是传感器性能的关键。弹性体电介质通常用于电容式传感器以提高其灵敏度，如聚二甲基硅氧烷（PDMS）。然而，PDMS的固有粘弹性不可避免地延长了响应/恢复时间，这限制了它们的应用范围。各种方法都试图解决这些局限性，一种有前景的方法是利用具有高介电常数的新型材料作为电容式压力传感器中的介电层。氧化石墨烯（GO）是石墨烯的多功能衍生物，具有良好的机械、热和电性能。石墨烯由2D晶体片组成，在石墨烯氧化过程中，在基面和边缘引入了含氧亲水官能团，这些官能团的存在引入了结构不规则性，阻碍了电子沿GO平面的转移。由于其较高的相对介电常数和水溶性，GO是高灵敏度电容式传感器的理想介电层。基于GO的压力传感器的研究仍然有限。因此，GO作为介电层材料的增强介电材料显示出广阔的前景。

本文亮点

1. 本工作开发了一种新型的多层柔性传感器，其具有能够复制任意指纹的人工合成皮肤表面。该传感器同时检测压力（SA响应）和振动（RA响应），从而实现纹理识别。

2. 来自著名历史人物——罗莎·帕克斯、理查德·尼克松、马丁·路德·金和罗纳德·里根——的指纹脊图案被制作在传感器表面上。测量了各种织物纹理的振动频率响应，并在指纹复制品之间进行了比较。

3. 指纹形貌对皮肤表面振动传输有显著影响。帕克斯的指纹结构比尼克松、金或里根的指纹结构更清楚地传达了更高的频率。

图文解析

图1. 灵感来自指尖的电子皮肤的设计、构造和制造。A） 人类触觉系统的感知机制。B） WFES传感器布局示意图以及使用WFES传感器对不同传感器结构的振动信号的研究，包括i）条形传感器结构的间距对触觉振动信号的影响。ii）不同指纹结构对触觉振动信号的影响。C-F）WFES传感器主要部件的光学图像，从左到右依次是指纹膜电极、P-GO/PDMS介电层、聚对二甲苯电极和组装好的传感器。G） WFES传感器主要部件的制造过程示意图。I） 传感器指纹结构的建模。II） 指纹膜电极的制作。III） 电弧顶部圆柱形结构介电层的制造。IV） 聚对二甲苯电极膜的制造。V） 组装好的WFES传感器。

图2. 传感器性能的表征，包括灵敏度、可重复性、分辨率和振动响应。A） 附着在指尖的WFES传感器的光学图像和指纹结构的光学3D轮廓图像。B） 在高达250 kPa的压力范围内，传感器电容的变化。C） 电容在高达5 kPa的压力范围内变化。D） 在0.5至3 kPa的26000次循环后，确定了传感器的工作稳定性，入口显示了测试开始和结束时的特写视图。E） 对传感器顶部花瓣的放置和移除的响应。F） 智能手机和电动牙刷的振动光谱；插图显示了测试的时域信号。

图3. 扫描速度和样品表面粗糙度对振动信号的影响。A） 扫描过程中实验装置和WFES传感器变形的示意图。B） WFES传感器在扫描具有受试者1指纹结构的Si微带（λs30、λs50、λs100和光滑的Si表面）时在1 mm s-1处产生的振动光谱；插图显示了微带样品的图像。C） 不同扫描速度下的振动光谱。D） 振动光谱中的特征峰、测试样品的脊间距离和扫描速度之间的关系，分别以男性受试者（受试者1）和女性受试者的指纹图案作为传感器的外部结构。

图4. 不同传感器结构对捕获的振动信号的影响。A） 通过以15 mm s−1的平均速度手动扫描各种印刷微带，具有条纹结构（λf220）的传感器获得了振动光谱。B） 通过扫描具有不同脊间距离的WFES传感器的微带（λs900）来获得振动光谱。C） 通过扫描具有不同脊深的WFES传感器的微带（λs900）来获得振动光谱。D） 通过扫描具有不同脊宽的WFES传感器的微带（λs900）来获得振动光谱。E） 传感器结构的脊间距、扫描样本的脊间距和特征频率之间的关系。F） 比较不同脊深和脊宽的传感器结构对振动信号振幅的影响。

图5. 织物纹理识别测试。A） WFES传感器和织物之间相互作用的示意图。B） 通过光学轮廓仪测量了四种织物（斜纹棉、灯芯绒、70%棉+30%聚酯和聚酰胺）的3D织物表面轮廓图像。C） 通过使用线性致动器（WFES传感器）I）、PGI轮廓仪II）和手动扫描（WFES传感）III）扫描四种织物（斜纹棉、灯芯绒、70%棉+30%聚酯和聚酰胺）获得振动光谱。D） 四种实验条件下织物脊间距离测量的比较。

图6. 测试指纹图案类型对织物纹理识别信号的影响。A） 这项研究选取了四位来自政治和民权领域的有影响力人物的指纹作为样本。B）比较从著名政治和民权领袖的WFES传感器获得的振动光谱。

传感动态

【台积电 2024 年第二季度净利润 2478.5 亿新台币，同比增长 36.3%】

7 月 18 日消息，台积电今日公布 2024 年第二季财务报告，合并营收约 6735.1 亿元新台币，净利润约 2478.5 亿元新台币（当前约 553.7 亿元人民币），每股盈余为 9.56 元新台币（折合美国存托凭证每单位为 1.48 美元）。

与去年同期相较，台积电 2024 年第二季营收增加了 40.1%，净利润与每股盈余均增加了 36.3%。

与前一季相较，台积电 2024 年第二季营收增加了 13.6%，净利润增加了 9.9%。

从出货情况来看，3nm 制程出货占台积电 2024 年第二季晶圆销售金额的 15%，5nm 制程出货占全季晶圆销售金额的 35%，7nm 制程出货则占全季晶圆销售金额的 17%。

总体而言，先进制程（包含 7nm 及更先进制程）的营收达到全季晶圆销售金额的 67%。

【汉威科技：设立光电公司，建设光电子器件产线，公司将提供自主可控激光器件及模组整体方案】

7月16日消息，有投资者在互动平台向汉威科技提问：董秘你好，您做为郑州威晶光电科技有限公司的负责人，想请您介绍下公司的产品，以及目前的业绩情况，谢谢！

公司回答表示：公司分别设立了郑州威晶光电、郑州新威光电以及威晶光电深圳分公司，建设了完整的光电子器件产线，实现光电子器件系列产品的覆盖，主要业务产品为TO封装激光器、蝶形封装激光器器件的研发、生产和销售。未来公司将充分发挥中原总部研发创新、生产制造能力，同时发挥深圳激光器行业区位优势与发展创新潜能，以自身全面的研发制造能力结合汉威科技集团总部的产业生态圈优势，为客户提供完全自主可控的激光器器件及模组整体方案。

审核编辑 黄宇