中科院半导体所科技成果——可编程高速机器视觉芯片
中科院半导体所科技成果——III-V化合物半导体单晶生长和晶片加工技术
中科院半导体所科技成果——III-V化合物半导体磷化铟(InP)、锑化镓（GaSb）和砷化铟（InAs）单晶生长和晶片加工技术项目成熟阶段成熟期成果简介InP单晶片主要作为衬底材料外延生长各种微波器件用微结构外延材料（如HEMT、HBT）和大功率激光器等的多量子阱材料，主要应用领域包括移动通信、卫星通信、导航、光纤通信、高效太阳能电池等。
InAs单晶片主要作为衬底材料，制造波长2-14µm的红外发光管、激光器等，GaSb单晶片衬底用于制造2-5µm波长的室温连续波激光器。
这些红外器件在气体监测、低损耗光纤通信、红外成像探测技术等领域有良好的应用前景。
GaSb单晶还是制造热光伏器件的理想材料，已应用在工业余热发电、便携发电设备等。
InAs单晶还用于制造霍耳器件、产生太赫兹波等。
2英寸和3英寸直径（100）InP单晶2英寸和3英寸直径（100）GaSb单晶2英寸和3英寸直径（100）InAs单晶照片技术特点InP、GaAs、GaSb和InAs单晶的生长方法为液封直拉法（LEC）。
生长出的单晶需要经过定向切割成为厚度为0.5-0.8毫米左右的标准圆片（直径2英寸、3英寸等），然后进行抛光、腐蚀和清洗后，在超净条件下包装密封，即可作为商品提供给用户使用。
主要生产工艺流程晶体生长→晶锭滚圆→定向切割→晶片研磨→抛光→清洗腐蚀→超净封装→用户。
市场分析目前市场价格为：2英寸片1000-1500元/片，3英寸片2000-3000元/片。
合作方式技术服务产业化所需条件主要生产加工设备：高压单晶炉：主要用于InP和InAs的多晶合成和单晶生长；常压单晶炉（相当于40型或更大的Si单晶炉）：用于GaSb单晶、InAs单晶和InSb单晶的生长；内圆切割机和多线切割机：用于单晶的定向和晶片切割；研磨机：晶片研磨；抛光机：晶片的单面和双面抛光；其它配套条件：超净厂房、晶片的清洗腐蚀设备、表面检测分析和常规电学测试设备等。
AI芯片在半导体行业中的应用与发展
AI芯片在半导体行业中的应用与发展随着人工智能的快速发展，AI芯片作为其核心驱动力之一，在半导体行业中扮演着至关重要的角色。
本文将探讨AI芯片的应用领域以及其在半导体行业中的发展前景。
一、AI芯片的应用领域1. 人工智能芯片在图像识别领域的应用人工智能芯片在图像识别领域具有广泛应用。
以人脸识别技术为例，AI芯片可以通过深度学习算法，实现实时准确的人脸识别，广泛应用于安防领域、人脸支付以及智能门禁系统等。
此外，AI芯片的图像处理能力还可应用于无人驾驶、智能监控等领域。
2. 自然语言处理领域的应用AI芯片在自然语言处理领域也有着重要的应用。
例如，在智能语音助手中，AI芯片通过语音识别和语义理解技术，能够对用户的指令进行准确的解析，并进行相应的处理。
此外，AI芯片还能应用于机器翻译、智能客服等领域，提高工作效率和用户体验。
3. 机器学习和深度学习领域的应用AI芯片在机器学习和深度学习领域发挥着重要作用。
通过深度学习算法，AI芯片能够从大量的数据中进行学习和模式识别，实现自主学习和不断优化，从而提高算法的准确性和效率。
这种能力在金融领域的风险评估、医疗领域的病症诊断等方面具有广泛应用。
二、AI芯片在半导体行业中的发展前景1. 市场需求持续增长随着人工智能技术的不断发展和应用，对AI芯片的需求也在持续增长。
从智能手机、智能家居到无人驾驶、工业自动化等领域，对AI芯片的需求都在不断扩大。
这也为AI芯片的发展提供了广阔的市场空间。
2. 技术创新驱动发展AI芯片行业的快速发展离不开技术的创新，不断提升芯片算力和能效比成为行业的关键挑战。
目前，一些领先的半导体企业已经展开了对AI芯片技术的研发，并取得了重要的突破。
随着技术的不断进步，AI芯片的性能和功能将得到进一步的提升。
3. 政策支持促进产业发展为了推动人工智能技术的发展，许多国家和地区都相继出台了支持政策。
这些政策为AI芯片行业的发展提供了良好的政策环境和资金支持，有利于推动AI芯片的应用和产业化。
两位年轻中国芯片科学家的雄心：全新材料实现存算一体化 突破AI
两位年轻中国芯片科学家的雄心：全新材料实现存算一体化突破AI算力瓶颈作者：来源：《海外星云》2020年第19期近日，瑞士洛桑联邦理工学院的研究团队在Nature上发表了题为《通过原子厚度半导体材料构建存储和计算单元》的论文。
该研究成果通过一种单一体系结构将逻辑运算和数据存储两种功能模块有效整合到了一起，这或许为更高效计算机的出现铺平了道路。
值得注意的是，这项技术尤其适合用于人工智能计算。
来自中国的博士生赵雁飞、王震宇等亦参与了本次论文写作。
论文通讯作者Andras Kis及论文作者之一赵雁飞，她表示，本次研究由瑞士洛桑联邦理工学院（EPFL）纳米级电子和结构实验室（LANEs）的Andras Kis教授最先发起并指导，同时Andras Kis也是该论文的通讯作者，博士生Guillherme Migliato Marega在赵雁飞等人的协作下，一起完成了上述新型計算存储二合一芯片的制备。
关于计算和存储，目前业界流行的做法是尽量缩短存储单元与计算单元的通信“路径”。
以目前排名第一的日本超算“富岳”所搭载的A64FX为例，其芯片就采用了融合CPU+GPU的通用架构，并且内置了7nm的HBM2存储器，每个芯片的内存带宽高达1024GB/s。
但问题依旧没有从根本上解决，这些存储单元和计算单元仍然是割裂开的，那么有没有可能将它们“合二为一”呢？我们目前用的计算机通常会在CPU处理数据，然后把数据传递到硬盘、或固态硬盘进行存储。
该模式已经运行几十年，但显然存在着更高效的方式，比如人类大脑。
它被称为是世界上最强大的计算机，大脑中的神经元，就可以同时处理和存储信息。
基于此，Andras Kis教授试图通过模仿人类大脑，来研发出存储单元和计算单元合二为一的芯片。
思路确定后，该团队采用二硫化钼（MoS2）作为通道材料，并将其用于开发基于浮栅场效应晶体管（FGFETs）的存储器中逻辑器件和电路。
在演示可编程或非门之后，FGFETs 作为适用于可重构逻辑回路的构建模块，可应用在更复杂的可编程逻辑上。
科技成果——大功率半导体激光器外延与芯片制备
科技成果——大功率半导体激光器外延与芯片制备技术开发单位北京工业大学
成果简介
本项目在国家973计划、863计划等研究成果基础上，跟踪国际趋势，形成900nm大功率单发光条半导体激光器，输出功率大于12W，寿命1万小时。
大功率半导体激光器芯片
CS封装
主要优势
（1）填补国内空白；
（2）易于光纤耦合；
（3）多种波长可选。
所处阶段中试阶段
适用领域直接光加工、固体激光器泵浦源、光纤激光器泵浦
应用情况北京大族天成半导体技术有限公司/重庆航伟光电科技有限公司等。
投资规模
资金规模5000万元，用于购买一套完备的生产设备，600平方米超净间建设，部分用于流动资金。
财务分析
设计年产能26万只，价格（含税）150元，年销售收入3900万元，毛利率55%，年净利润率33%，按价格年递减5%、工资成本年递增5%、材料价格不变的假设测算，静态投资回收期为4.7年。
锑化物半导体开拓先锋——记中国科学院半导体研究所研究员牛智川
锑化物半导体开拓先锋——记中国科学院半导体研究所研究员牛智川 李 莉 王 辉 半导体，与计算机、原子能、激光科技并称为当代科技文明标志性四大领域。
半导体科技经过约70年的发展，科学理论不断完善，材料器件应用日益广泛，已经成为世界各大国强盛的战略根基。
我国科技界将半导体材料体系的拓展称为三代半导体，也就是硅或锗基、砷化镓或磷化铟基、氮化镓或碳化硅基材料三大体系。
基于这三代（类）半导体形成的大规模集成电路与计算机技术、高速光纤通信与互联网技术、高功率电力电子与能源技术等诸多重大战略应用价值方向，不断推动现代信息技术、能源技术以及人工智能技术的进步和发展。
囿于时代背景和工业基础，我国的第一代、第二代半导体科技水平长期落后于人。
进入21世纪后，半导体科技发展规划全面步入国家战略层面。
2020年9月4日，一则“我国将把大力发展第三代半导体产业写入‘十四五’规划”的消息，更是引发市场对功率半导体的瞩目，以氮化镓、碳化硅为首的第三代半导体材料一时间风光无限。
当前，伴随量子信息、可再生能源、人工智能等高新技术的迅速涌现和发展，持续催生和驱动半导体新体系微电子、光电子、磁电子、热电子等多功能器件技术的涌现。
特别是信息技术向智能化、量子化迈进的重要时期，基于经典的前三代半导体深入挖掘其潜力的同时，也需要开拓新体系、新结构、新功能半导体材料，以满足不断增长的高性能、低成本芯片的需求。
在牛智川看来，以G a2O3超宽带隙半导体、锑化物窄带隙半导体、二维原子晶体低维半导体等为核心体系的多种新材料技术中，新型锑化物半导体材料在开拓量子拓扑新效应、推动红外器件制备技术变革两方面占有战略先机地位，是近20年来，国内外半导体材料研究领域呈现出绝无仅有的兼具基础研究科学意义和确定性重大应用前景的新材料体系，作为在相关研究方向走在全球前列的团体之一，中国科学院半导体研究所牛智川研究员团队领衔了我国锑化物半导体的开拓与发展。
走近锑化物半导体什么是锑化物半导体？在回答这个问题之前，先来认识一下半导体。
我国光催化还原水制氢研究取得新进展
子传 递 剂 、Ｐ作 为 析氢 催化 剂 ，构 建 了具 有可 ｔ 见 光 高效 还 原 水 制 氢 性 能 的Ｅ ｓ Ｙ Ｐ／ Ｇ 催 ｏｉ ／ｔ Ｏ ｎ Ｒ 化 体 系 ；用５ ０ａ ２ ｍ的光照 射 该反 应 体系 ，实现 了 还 原 水 制 氢 气 且 析 氢 的 表 观 量 子 效 率 （ Ｑ 达９３ Ａ Ｙ） －％，并 详 细 考 察 了ｐ Ｈ值 、 曙 红Ｙ浓 度 及Ｐ纳米 颗 粒 的 固载 量等 因素对 制 氢 性 能 的 ｔ
各 类 智 能 化 玩 具 等 领 域 具 有 广 泛 的 应 用 前
景。
２ ０ 年 ， 中科 院半 导体研 究所超 晶格 国家 ０８
重 点 实验 室 开 发 成 功 了像 素 和 处 理 单 元 一 体 化 的可 编 程 视 觉 芯 片 ，芯 片 具 备 全 像 素 并 行 视 觉 信 息 处 理 功 能 ， 能够 完 成 基 于 数 学 形 态 学 方 法 的低 级 和 中级 视 觉 图像 处 理 ，可 实 现 高 速 目标跟 踪和 图像 特征 提取 。 近 两年 ，半导 体所 吴 南健研 究 员 、博 士生 张 万 成 和 付 秋 喻 继 续 深 入 开 展 研 究 ，研 制 成 功 了 新 型 视 觉 芯 片 。该 芯 片 具 有 图像 传 感 器 像 素 阵 列 和 处 理 单 元 阵 列 电 路 分 离 的 架 构 特 点 ，集 成 了三 种 并行 度 不 同 的处 理 器 ： 维 处 两
米 电子 学 、传感 器 、 电池 及催 化剂 等 方面 。 中 国科 学 院兰州 化 学物 理研 究所羰 基 合成 与 选 择 氧 化 国家 重 点 实 验 室 的研 究 人 员 利 用
机器视觉在半导体生产中的应用研究
机器视觉在半导体生产中的应用研究一、引言在现代科技的快速发展中，半导体产业作为电子信息产业的重要组成部分，日益受到关注。
而机器视觉作为一种新兴的技术手段，正逐渐应用于半导体生产领域，为该行业带来了许多创新。
本文将重点研究机器视觉在半导体生产中的应用，并对其发展前景进行探讨。
二、机器视觉简介机器视觉是一种通过计算机和图像处理技术模拟人眼视觉的技术。
它利用光学、机械、电子等多学科的知识，将图像信号转化为数字信号，再通过计算机进行处理，从而实现对图像的检测、识别和判断等功能。
机器视觉具有高速度、高鲁棒性和高精度的特点，广泛应用于工业生产、安全监控、自动化检测等领域。
三、机器视觉在半导体生产中的应用1. 芯片检测在半导体生产过程中，芯片的质量是关键因素之一。
而传统的芯片检测方法需要大量人力，且效率低下。
机器视觉技术能够通过高分辨率相机对芯片表面进行快速扫描，从而实现芯片的质量检测。
通过智能算法对图像进行分析和处理，识别出芯片表面的缺陷，并进行标记和分类。
这种方式不仅提高了检测的速度和准确性，还降低了人力成本和生产成本。
2. 自动化贴片半导体生产中，贴片是一项重要的工艺环节。
传统的贴片过程需要大量的人力参与，且容易受到环境因素的影响，导致贴片的精度和一致性难以保证。
机器视觉技术结合自动化设备，能够实现贴片工艺的自动化控制。
高精度的相机能够对贴片过程进行实时监控和图像识别，确保贴片的准确性和稳定性。
同时，通过智能算法对图像数据进行分析和评估，实现对贴片质量的自动检测和统计，提高了贴片的一致性和可靠性。
3. 智能分选在半导体生产过程中，往往需要对不同规格的芯片进行分类和分选。
传统的分选方式需要大量的人力和时间，且易受人为因素影响。
机器视觉技术能够对芯片进行实时的图像采集和处理，通过智能算法对芯片规格进行识别和分类，实现自动化的分选工作。
这种方式不仅提高了分类的准确性和效率，还降低了分选过程中的人力成本和错误率。
863高技术研究发展计划
863-高技术研究发展计划——中国版的“星球大战”计划工程总投资：2000亿元以上工程期限：1986年——2020年1991年，邓小平为“863”计划实施5周年挥毫题词：“发展高科技，实现产业化”。
——863计划即中国国家高技术研究发展计划。
1980年代以来，科学技术迅速发展，对人类产生了巨大的影响，引起了经济、社会、文化、政治、军事等各方面深刻的变革。
1983年3月美国提出“星球大战”计划，欧洲的尤里卡计划、日本的“今后10年科学技术振兴政策”等着眼于21世纪的战略计划也先后应运而生。
什么是“863”计划？1986年3月，王大珩、王淦昌、杨嘉墀、陈芳允四位老科学家联合向**写了一封信，题为《关于跟踪世界战略性高科技发展的建议》，信中恳切地指出，面对着世界新技术革命的挑战，中国应该不甘落后，要从现在就抓起，用力所能及的资金和人力跟踪新技术的发展进程，而不能等到十年、十五年经济实力相当好时再说，否则就会贻误时机，以后永远翻不了身。
这封信得到了邓小平同志的高度重视，小平同志亲自批示：“这个建议十分重要”，“找些专家和有关负责同志讨论，提出意见，以凭决策，此事宜速作决断，不可拖延。
”在随后的半年中，经过广泛、全面和极为严格的科学和技术论证后，**、国务院批准了《高技术研究发展计划（863计划）纲要》。
从此，中国的高技术研究发展进入了一个新阶段。
15年来，在党中央和国务院的领导下，在有关部门的大力支持下，经过广大科技人员的奋力攻关，863计划取得了重大进展，为我国高技术发展、经济建设和国家安全做出了重要贡献。
由于计划的提出与邓小平同志的批示都是在1986年3月进行的，因此此计划被称为“863计划”。
863计划是在世界高技术蓬勃发展、国际竞争日趋激烈的关键时期，我国政府组织实施的一项对国家的长远发展具有重要战略意义的国家高技术研究发展计划，根据**《高技术研究发展计划（863计划）纲要》精神，863计划从世界高技术发展的趋势和中国的需要与实际可能出发，坚持“有限目标，突出中点”的方针，选择了生物技术、航天技术、信息技术、激光技术、自动化技术、能源技术和新材料7个高技术领域作为我国高技术研究发展的重点（1996年增加了海洋技术领域）。
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中科院半导体所科技成果——可编程高速机器视觉芯片
项目成熟阶段孵化期
项目来源973项目
成果简介
可编程高速机器视觉芯片是高速图像传感器与数字图像并行处理器集成单片集成片上系统芯片。
芯片可实现高速图像获取、低级、中级和高级图像处理，图像获取和处理最高速度为1000fps。
技术特点
该芯片集成了模拟图像传感器、ADC、RP阵列、PE阵列和基于邮箱通信的双RISC数字图像处理器。
其主要技术参数如下：像素分辨率：256*256；动态范围：＞50dB；ADC分辨率：8bits；芯片面积：＜50mm2；芯片功耗：＜500mW；实时处理速度：≥1000fps。
专利情况
目前该项目已申请相关发明专利9项，已授权专利1项。
市场分析可编程高速机器视觉芯片可应用于工业生产、农业生产、智能交通、虚拟现实、科学研究、国防军事及其他民用领域。
最新市场调查表明，到2015年全球机器视觉系统及部件市场预计将超过153亿美元，复合年均增长率将达到11%。
合作方式技术开发、技术转让、技术入股
产业化所需条件该项目尚处于孵化期，因此希望有意向合作的企业提供较为典型的产品应用环境，并可以在产品开发的周期内持续提供一定强度的资金支持。