芯片实验室及其发展趋势

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单片机芯片国内外研究现状和发展趋势(二)2024

单片机芯片国内外研究现状和发展趋势(二)2024

单片机芯片国内外研究现状和发展趋势(二)引言概述:单片机芯片作为嵌入式系统中的核心部件,在现代科技发展中起着至关重要的作用。

本文旨在探讨国内外单片机芯片的研究现状和发展趋势,以帮助读者了解该领域的最新进展。

正文:一、研究现状1. 传统单片机芯片的发展历程a. 单片机的起源和发展b. 第一代到第四代单片机芯片的技术特点c. 目前主要应用领域及市场规模2. 单片机芯片的国内研究现状a. 国内单片机芯片厂商的发展情况b. 国内在单片机芯片领域的研发和创新成果c. 国内与国际间的技术差距及挑战3. 单片机芯片的国外研究现状a. 国外单片机芯片技术的领先地位b. 国外厂商的主导地位和市场份额c. 国外在单片机芯片领域的主要研究方向和成果4. 单片机芯片研究的热点领域a. 高性能单片机芯片的研究与开发b. 低功耗与节能技术的应用c. 高可靠性和抗干扰能力的改进d. 多核心单片机芯片的研究与应用e. 具有新型功能特性的单片机芯片研究二、发展趋势1. 单片机芯片技术的进一步发展a. 集成度的不断提高b. 多功能和多用途的单片机芯片的发展c. 高性能与低功耗的平衡2. 单片机芯片应用领域的拓展a. 人工智能和机器学习领域的单片机芯片应用b. 智能家居和物联网领域的应用c. 医疗和健康监测领域的单片机芯片应用d. 工业自动化和智能制造领域的应用3. 国内外合作与竞争格局的变化a. 国内厂商与国外厂商的合作与竞争情况b. 技术交流和合作的加强c. 国内单片机芯片产业的发展优势与劣势4. 单片机芯片发展的挑战与机遇a. 技术突破的风险与机遇b. 市场需求和竞争的压力c. 法规政策对单片机芯片发展的影响5. 单片机芯片研究的前景与展望a. 面向未来的技术发展方向b. 单片机芯片市场的发展前景c. 国内外研究合作与创新的推动总结:本文通过探讨单片机芯片的研究现状和发展趋势,揭示了国内外在该领域的优势与劣势,展望了单片机芯片的发展前景。

国产芯片的发展现状与前景

国产芯片的发展现状与前景

国产芯片的发展现状与前景自2020年开始,国内外发生了许多大事,其中最为显著的就是疫情的影响。

整个全球的产业链运作都受到了很大的冲击,其中就包括了半导体产业。

在这样的情况下,中国取得了不小的进展,在国产芯片领域更是展现出了不小的实力。

本文将深入探讨国产芯片的发展现状和前景。

一、国产芯片的发展现状国家整体发展水平的提高,加上政府的政策支持和提高对科技的投入,中国的半导体产业近年来取得了长足的进步。

在这方面,国产芯片的发展表现尤为明显。

1. 芯片行业的快速发展从2014年开始,国家就提出了发展集成电路的规划。

截至到2020年,国家的集成电路年产值已经达到了一千多亿元。

同时,中国的芯片进口量也在不断增加。

2019年,中国的芯片进口额甚至超过了石油的进口额。

因此,本土芯片的研发和生产成为了国家的首要任务。

近几年,我国的芯片行业有了快速的发展。

其中,华为公司的麒麟系列芯片、展讯科技的华星平台芯片等均得到了国内外的认可和好评。

2. 政策的支持政策对于国产芯片的发展具有不可估量的作用。

在芯片行业,政策的支持也是相当明显的。

国家出台了一系列的政策扶持,并对于前沿技术和高端芯片的研究和创新加大了支持力度。

例如,从2020年开始,国家的“芯片国家重大专项”计划将对芯片制造产业进行大力投资,以加速提升芯片制造的研发能力和生产水平。

政策的支持,使得国产芯片得到了更好的发展环境。

3. 产业整合的加速芯片行业的整合一直是一个重要的话题。

在这方面,我国的芯片产业整合比较慢。

近几年,随着政府的增大支持和市场的变化,国内的芯片行业整合速度开始加大。

例如,国家新型智能电网的建设中,国内芯片企业进行了行业整合,打造出具有行业竞争力的芯片品牌。

二、国产芯片的前景展望对于国产芯片的前景展望,可以从多个方面分析:1. 国内外形势的巨大转变近年来,国际贸易局势在不断变化,其中美国对于中国科技的打压始终在持续。

在这种情况下,国产芯片的研究和生产变得尤为重要。

芯片技术的全球发展现状与未来趋势

芯片技术的全球发展现状与未来趋势

芯片技术的全球发展现状与未来趋势随着科技的飞速发展,芯片技术成为推动各行业进步的重要驱动力之一。

从早期的集成电路到如今的芯片工艺制造和设计,芯片技术已经影响了我们生活的方方面面。

本文将探讨芯片技术的全球发展现状与未来趋势。

一、全球芯片技术发展现状目前,全球芯片技术发展呈现出多个趋势。

首先是技术集成度的提高。

由于芯片领域高度竞争,厂商们致力于提高芯片功能和性能,同时不断降低成本。

这使得芯片在尺寸缩小、功耗降低以及性能提升方面取得了巨大突破。

其次是多核技术的兴起。

随着人工智能、大数据和云计算等技术的快速发展,对计算能力的需求越来越高。

多核技术可以实现多个处理器核在同一芯片上并行工作,提高计算效率,满足这一需求。

此外,异构集成技术也在全球范围内得到广泛应用。

异构集成技术能够将不同功能的芯片集成到同一片芯片上,将传感器、处理器和通信模块等功能融合在一起,以实现高度集成和优化的系统设计。

二、全球芯片技术未来趋势展望未来,芯片技术将呈现出更多创新并影响更多领域。

首先是人工智能芯片的发展。

人工智能已经成为当今科技领域的热点,而人工智能芯片是支撑人工智能技术发展的关键。

未来,人工智能芯片将更加注重专业化设计和计算能力的提升,在机器学习、图像识别、语音处理等领域取得更大突破。

其次是物联网芯片的进一步应用。

随着物联网的普及,对于具有低功耗、高可靠性和安全性的芯片需求日益增长。

未来的物联网芯片将更加注重低功耗设计和增强安全性能,以满足物联网大规模应用的需求。

另外,区块链技术的崛起也将推动芯片技术的发展。

区块链是一种去中心化的分布式账本技术,具有高度的安全性和可靠性。

芯片技术在保证区块链系统稳定性和安全性方面发挥着重要作用,未来将有更多的芯片技术应用于区块链系统中,加速其发展。

最后,生物芯片技术也是未来的发展方向。

生物芯片结合了生物学与芯片技术,可以实现对生命体的监测、分析和诊断。

在医疗、环境监测和食品安全等方面,生物芯片将发挥更大作用,推动相关领域的快速发展。

量子芯片的研究现状与前景展望

量子芯片的研究现状与前景展望

量子芯片的研究现状与前景展望随着科学技术的不断发展,量子计算作为一种颠覆性的计算方式,吸引了世界范围内的科学家们的研究兴趣。

量子芯片作为量子计算的重要组成部分,具有巨大的潜力和前景。

本文将从研究现状和展望两个方面对量子芯片进行探讨。

一、量子芯片的研究现状目前,量子芯片的研究已经取得了一定的进展。

许多科学家和研究机构致力于开发和实现可控的量子比特,以及稳定和可扩展的量子态。

1. 可控的量子比特量子比特是量子芯片中的基本单元,类似于传统计算机中的二进制比特。

目前,科学家们已经通过不同的方法实现了对量子比特的控制。

其中,超导量子系统和离子阱是最为成功的实验平台。

超导量子系统通过超导电路来实现量子比特的控制。

利用超导电路中的超导量子干涉和量子隧穿效应,科学家们可以实现高可控性和低失真度的量子比特。

此外,超导量子系统还具备较长的量子纠缠时间,为实现更复杂的量子计算提供了可能。

离子阱则利用离子之间的库伦作用来实现量子比特的控制。

通过精确调控离子的激发态和振动态,科学家们可以实现高精度的量子操作和量子门操作。

离子阱量子计算机的研究已经取得了一系列的重要成果,为量子芯片的进一步发展提供了有力支持。

2. 稳定和可扩展的量子态量子计算中的量子态的稳定性和可扩展性是一个关键的问题。

目前,科学家们正在寻找解决方案来克服这些问题。

量子误差修正是一种常用的方法,通过引入纠错码等技术来减少量子计算中的误差。

科学家们已经利用量子错误纠正的方法,在实验中实现了小规模的量子纠错。

另一种方法是利用拓扑量子计算的理论。

拓扑量子计算是一种基于拓扑态的量子计算方式,具有较高的容错性和稳定性。

通过利用拓扑量子态的非局域性质,科学家们可以在原则上实现完全无误差的量子计算。

二、量子芯片的前景展望量子芯片作为量子计算的核心组成部分,具有广阔的应用前景。

以下是量子芯片的几个重要应用领域展望:1. 量子模拟量子模拟是量子计算的一个重要应用领域,通过利用量子比特的并行计算和量子态的特性,可以模拟复杂的量子系统。

芯片行业在未来的技术发展趋势和变革方向

芯片行业在未来的技术发展趋势和变革方向

随着科技的飞速发展,芯片行业正经历着前所未有的变革。

未来几年,芯片行业的技术发展趋势和变革方向将深刻影响整个科技领域的发展。

本文将探讨芯片行业在未来的技术发展趋势和变革方向。

一、技术发展趋势1.先进制程工艺:随着摩尔定律的延续,芯片制造的制程工艺不断突破物理极限。

未来,更先进的制程工艺将进一步提高芯片的性能、降低功耗,同时带来更小的尺寸和更低的成本。

2.异构集成:异构集成技术将不同工艺、不同材料的芯片集成在一个封装内,实现性能优化和功耗降低。

这种技术将为各种应用场景提供灵活、高效的解决方案。

3.3D集成:3D集成技术通过将多个芯片堆叠在一起,实现更快的传输速度和更低的功耗。

这种技术将为高性能计算、人工智能等领域提供强大的支持。

4.柔性电子:柔性电子技术使得芯片可以弯曲、折叠,适应各种不规则表面。

这种技术将广泛应用于可穿戴设备、智能家居等领域,为人们的生活带来更多便利。

5.人工智能芯片:人工智能技术的快速发展对芯片提出了更高的要求。

未来,更高效、更智能的AI芯片将成为行业发展的热点。

二、变革方向1.封装革命:随着制程工艺的进步,芯片封装的重要性日益凸显。

未来,封装技术将发生深刻变革,从传统的芯片级封装向系统级封装、晶圆级封装发展。

这种变革将进一步提高芯片的性能、降低成本,并适应各种新兴应用的需求。

2.智能制造:智能制造是未来芯片制造的重要方向。

通过引入自动化、智能化技术,提高生产效率、降低能耗和减少人力成本。

智能制造将为芯片行业带来巨大的变革,推动整个产业链的升级。

3.开放创新:未来,芯片行业将更加注重开放创新,打破传统封闭式创新的局限。

通过与学术界、产业界的合作,共享技术资源、加速技术研发和应用。

这种开放创新的模式将促进整个行业的创新力和竞争力提升。

4.可持续发展:随着全球对环保问题的日益重视,可持续发展成为芯片行业的必然趋势。

厂商将更加注重环保材料的使用、能效比的优化以及废弃物的回收利用,推动整个行业的绿色发展。

芯片现状及发展趋势

芯片现状及发展趋势

芯片现状及发展趋势引言概述:随着信息技术的飞速发展,芯片作为电子设备的核心部件,扮演着至关重要的角色。

芯片的发展不仅影响着电子产品的性能和功能,也直接影响着整个信息产业的发展。

本文将探讨当前芯片的现状以及未来的发展趋势。

一、芯片现状1.1 芯片种类繁多:目前市场上存在着各种类型的芯片,如中央处理器(CPU)、图形处理器(GPU)、存储芯片、传感器芯片等,每种芯片都有其特定的功能和应用场景。

1.2 制程技术不断进步:随着半导体创造技术的不断进步,芯片制程逐渐从传统的28纳米、14纳米发展到7纳米、5纳米甚至更小的制程,实现了芯片尺寸的不断缩小和性能的不断提升。

1.3 人工智能芯片兴起:随着人工智能技术的快速发展,人工智能芯片也逐渐成为热门话题。

各大芯片厂商纷纷推出适合于人工智能应用的芯片,如谷歌的TPU、英特尔的Nervana芯片等。

二、芯片发展趋势2.1 物联网芯片需求增加:随着物联网技术的普及,物联网芯片的需求也在不断增加。

未来,随着智能家居、智能城市等领域的发展,物联网芯片将成为芯片市场的主要增长点。

2.2 自主可控芯片发展:在国家安全和信息安全意识日益增强的背景下,自主可控芯片的发展备受关注。

各国政府纷纷出台政策支持本国芯片产业,推动自主可控芯片的研发和生产。

2.3 生物芯片应用拓展:生物芯片作为新兴的研究领域,其应用前景广阔。

生物芯片可以用于生物医学、环境监测、食品安全等领域,未来有望成为芯片技术的重要发展方向。

三、芯片产业挑战3.1 制程成本持续增加:随着芯片制程的不断进步,制程成本也在持续增加。

特别是新一代制程技术的研发和生产需要巨额投入,对芯片企业提出了更高的要求。

3.2 技术竞争激烈:全球芯片市场竞争激烈,各大芯片厂商为了争夺市场份额不断推出新产品、新技术,技术更新换代速度加快,企业需要不断提升自身研发实力以保持竞争优势。

3.3 安全和隐私问题突出:随着信息安全和隐私保护意识的增强,芯片安全问题备受关注。

芯片实验室介绍及其发展趋势

芯片实验室介绍及其发展趋势芯片实验室(lab-on-a-chip)或称微全分析系统(micro total analysis system,μ-TAS)是指把生物和化学等领域中所涉及的样品制备、反应、分离、检测等基本操作单位,集成或基本集成到一块几平方厘米的芯片上,用以完成不同的生物或化学反应过程,并对其产物进行分析的一种技术。

它是通过分析化学、微机电加工(MEMS)、计算机、电子学、材料科学与生物医学和工程学等多学科交叉来实现从样品处理到检测的整体微型化、自动化、集成化与便携化这一目标。

芯片实验室将在未来的发展中对分析科学乃至整个科学技术以及相关的产业界产生巨大的影响。

2004年9月的美国Business杂志封面文章将芯片实验室称之为“改变人类未来的七种技术”之一。

一、芯片实验室的要素与基本特点(一)芯片实验室的要素按照目前的理解,功能化芯片实验室大体包括三个部分:芯片、含驱动源和信号检测处理装置的分析仪、包含有实现芯片功能化方法和材料的试剂盒。

芯片本身涉及两个方面:一是尺寸,二是材料。

现有典型的芯片约为几平方厘米,可用于芯片的材料最常见的为玻璃,石英和各种高分子聚合物。

样品和试剂的充分接触、反应或分离,必须有外力,这种外力一般为电场力、正压力、负压力或微管虹吸原理产生的力。

常采用高压电源产生电场力或泵产生正、负压力作为驱动源。

芯片内产生的信号需要被检测,目前最常用的检测手段是激光诱导荧光,此外,还有电化学、质谱、紫外、化学发光和传感器等。

功能化试剂盒是各种专一性芯片实验室的特征性组成部分。

针对不同的应用对象,需要有不同的试剂盒。

如果说仪器和芯片是芯片实验室硬件的话,那么对于不同的应用对象而言,则需要有千变万化的包含在试剂盒里由方法和材料组成的“软件”,三者共同构成了一个完整的芯片实验室。

(二)芯片实验室的基本特点芯片实验室有以下特点:①集成性:目前重要的趋势是集成的单元部件越来越多,且集成规模也越来越大,所涉及的部件包括:进样及样品处理有关的透析、膜、固相萃取、净化;用于流体控制的微阀(包括主动阀和被动阀),微泵(包括机械泵和非机械泵);微混合器,微反应器,当然还有微通道和微检测器等。

我国的芯片发展趋势

我国的芯片发展趋势
我国芯片发展趋势主要体现在以下方面:
1. 突破核心技术瓶颈:我国芯片发展重点放在解决核心技术瓶颈上,如超大规模集成电路(VLSI) 的研究与发展、高精度模拟电路研究等,致力于打破国外垄断,提高自主创新能力。

2. 加强自主创新:我国芯片企业不断加强自主创新能力,不断推出符合国际标准和适应市场需求的芯片产品,并加强国内市场的开拓,总体来看我国芯片产业的竞争力不断提升。

3. 加速技术转化:我国政府大力支持芯片领域的技术研发,加快技术转化和产业化进程,这有利于加速我国芯片产业的发展进程。

4. 建立产业集群:我国芯片产业在建立产业集群方面也取得了一定的成果,如成立了一些芯片科技园区,这有利于促进芯片产业的协同发展,形成良性的产业生态环境。

总的来说,我国芯片产业正处于高速发展期,未来将继续加强自主创新,突破核心技术瓶颈,加速产业化进程,推动产业升级和转型,提升我国芯片产业在全球市场的竞争力。

芯片技术的发展现状与未来趋势分析

芯片技术的发展现状与未来趋势分析引言:如今,芯片技术在科技发展中起到了至关重要的作用,它是现代电子设备和信息技术的基石。

从过去五十年的发展来看,芯片技术取得了巨大的进步,并在各个领域发挥着越来越重要的作用。

然而,随着人工智能、物联网、5G等新兴领域的崛起,芯片技术亟待进一步的发展与创新。

本文将分析当前芯片技术的发展现状,并展望未来的趋势。

一、芯片技术的发展现状1.1 现有芯片技术的应用领域目前,芯片技术已经广泛应用于各个领域,包括通讯、计算机、医疗、汽车等。

在通讯领域,芯片技术的应用使得网络通信更加高效和稳定;在计算机领域,芯片技术的进步使得计算速度更快,存储容量更大;在医疗领域,芯片技术的应用使得医疗设备更加智能和精确;在汽车领域,芯片技术的进步推动了自动驾驶技术的快速发展。

可以说,芯片技术已经深刻改变了人们的生活和工作方式。

1.2 现有芯片技术的局限性尽管芯片技术在各个领域取得了巨大的进展,但也存在一些局限性。

首先,传统硅基芯片面临着功耗过高、体积过大、散热困难等问题,无法满足新兴应用对于低功耗、小型化的要求。

其次,随着人工智能和大数据的兴起,对计算能力的需求越来越高,而传统芯片的计算能力面临瓶颈。

另外,传统芯片在面对复杂的环境和任务时,往往无法提供足够的处理能力和适应性。

二、芯片技术的未来趋势2.1 新一代芯片技术的发展为了克服传统芯片的局限性,新一代芯片技术正在迅速发展。

其中一个重要的趋势是采用新材料制造芯片,如石墨烯、二维材料等。

这些新材料具有优异的电学、热学性质,能够提供更好的性能和稳定性。

另外,新一代芯片技术也越来越注重集成度和功耗控制,致力于实现更小型化、低功耗的芯片设计。

同时,在新一代芯片技术中,量子计算、光子计算等新模式和新理念被广泛研究,有望突破传统计算的限制。

2.2 人工智能对芯片技术的推动人工智能的快速发展对于芯片技术提出了更高的要求,同时也为芯片技术的发展提供了巨大的机遇。

AI芯片的研究现状及未来发展趋势

AI芯片的研究现状及未来发展趋势近年来,人工智能(AI)的兴起引发了对于AI芯片技术的高度关注。

AI芯片作为实现AI技术的基础设施,正在不断创新和进化。

本文旨在探讨AI芯片的研究现状以及未来发展趋势。

一、AI芯片的背景及发展历程AI芯片是指专门用于处理机器学习、深度学习等AI任务的芯片。

这种芯片是普通CPU或GPU难以胜任的。

AI芯片的出现是AI技术快速发展的产物,其背景可以追溯到深度学习的崛起。

深度学习是一种模仿人脑神经系统的计算模式,因其强大的模式识别能力而备受瞩目。

需求推动着技术的发展,AI芯片自此应运而生。

目前,AI芯片的主流类型有ASIC、FPGA、CPU、GPU等。

二、AI芯片的现状当前,全球AI芯片的市场规模巨大,2018年AI芯片市场规模就达到了110亿美元,而据市场研究机构Global Market Insights预测,到2025年将达到910亿美元。

中国在AI芯片领域也取得了重要进展,比如华为推出了自主研发的千亿级芯片鲲鹏970,中科院在AI芯片国家工程实验室取得重要进展,阿里、腾讯等企业也纷纷布局自研芯片。

AI芯片的发展不仅是研究机构、企业和各国政府的关注重点,也是资本市场的热门话题。

国内外资本市场对于AI芯片投资的热度不减,各种AI芯片研究院所和企业拿到的融资金额也逐年攀升,市场环境向好,也催生了更多的资本、人才、技术的涌现,形成了井喷式的增长。

三、AI芯片的未来发展趋势未来,AI芯片在以下几个方面将会有更多发展突破:1. 智能化:随着人工智能的落地,更高水平的智能硬件需求将不断提高AI芯片的智能化水平。

AI芯片将会更加注重应用场景,实现横向和纵向的应用场景拓展。

2. 聚合化:AI芯片的聚合化势必是未来发展的方向之一。

与其他芯片的协同工作将能够产生更有力的AI支撑。

3. 可变化:转换、再制造和可重构能力将使AI芯片更具灵活性和广阔的应用前景,特别是在多领域的应用场景下。

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一、前言
芯片实验室(Lab-on-a-chip)或称微全分析系统(Miniaturized Total Analysis System, µ-TAS)是指把生物和化学等领域中所涉及的样品制备、生物与化学反应、分离检测等基本操作单位集成或基本集成一块几平方厘米的芯片上,用以完成不同的生物或化学反应过程,并对其产物进行分析的一种技术[1]。

它是通过分析化学、微机电加工(MEMS)、计算机、电子学、材料科学与生物学、医学和工程学等交叉来实现化学分析检测即实现从试样处理到检测的整体微型化、自动化、集成化与便携化这一目标。

最近的发展表明,90年代初由Manz[2]等人提出的以微电子加工技术为依托的芯片实验室的发展将会象四十年前微电子技术在信
息科学的发展中引发一场革命一样,预计芯片实验室将在未来的发展中对分析科学乃至整个科学技术以及相关的产业界产生相似的作用。

计算机芯片使计算微型化,而芯片实验室使实验室微型化,因此,在生物医学领域它可以使珍贵的生物样品和试剂消耗降低到微升甚至纳升级,而且分析速度成倍提高,成本成倍下降;在化学领域它可以使以前需要在一个大实验室花大量样品、试剂和很多时间才能完成的分析和合成,将在一块小的芯片上花很少量样品和试剂以很短的时间同时完成大量实验;在分析化学领域,它可以使以前大的分析仪器变成平方厘米尺寸规模的分析仪,将大大节约资源和能源。

芯片实验室由于排污很少,所以也是
一种“绿色”技术。

二、芯片实验室的发展历史与国内现状
芯片实验室或称微全分析系统是由瑞士Ciba-Geigy公司的Manz与Widmer[2]在1990
年提出。

他们最初的想法是发展一种可能作为一个化学分析所需的全部部件和操作集成在一起的微型器件,强调“微”与“全”。

所以把µ-TAS看作是化学分析仪器的微型化。

1993
年Harrison和Manz等人在平板微芯片上实现了毛细管电泳与流动注射分析,借电渗流实现了混合荧光染料样品注入和成功电泳分离。

但直到1997年这段时间里该领域的发展前景并不十分明朗。

1994年始,美国橡树岭国家实验室Ramsey[3]在Manz的工作基础上发表了一系列论文,改进了芯片毛细管电泳的进样方法,提高了其性能与实用性,引起了更广泛的关注。

在此形势之下,第一届Lab-on-a-chip or µTAS国际会议在荷兰Enchede举行,起到了推广微全分析系统的作用。

1995年美国加州大学的Mathies等[4]在微流控芯片上实现了DNA 等速测序,微流控芯片的商业开发价值开始显现,而此时微阵列型的生物芯片已进入实质性的商品开发阶段。

同年9月,首家微流控芯片企业Caliper Technologies公司在美国成立。

1996年Mathies[5]又将基因分析中有重要意义的聚合酶链反应(PCR)扩增与毛细管电泳集成在一起,展示了微全分析系统在生物医学研究方面的巨大潜力。

与此同时,有关企业中的微流控芯片研究开发工作也加紧进行。

1998年之后,专利之战日益激烈,一些微流控芯片
开发企业纷纷与世界著名分析仪生产厂家合作,Agilent与Caliper联合利用各自的技术优势推出首台这方面的分析仪器Bioanalyzer2100及相应的分析芯片,其它几家厂商也于近年开始将其产品推向市场。

据不完全统计,目前全世界已至少有30多个重要的实验室(包括MIT,Stanford大学、加州大学柏史莱分校、美国橡树岭国家实验室等)在从事这一领域的开发和研究。

然而,近年来,国内有多家大学和研究所的实验室已开始了这方面的研究。

整体而言,这些院所所开展的工作尚处在起步阶段,多数是从毛细管电泳或流动注射分析所得到的技术积累转移至芯片平台上进行研究,虽然起步较晚,但行动较快。

以中国科学院大连化物所林炳承课题组研制出了准商品化的激光诱导荧光芯片分析仪和电化学芯片分析仪
和相关的塑料分析芯片[6],浙江大学亦推出了玻璃分析芯片[7]等为代表的一些研究单位已进行了卓有成效的研究,但是企业尚未真正投入到此行业中来。

三、芯片实验室的要素与基本特点
1.芯片实验室的要素
按照目前的理解,芯片实验室是富有一定功能的,功能化芯片实验室大体包括三个部分:一是芯片;二是分析仪,包括驱动源和信号检测装置;三是包含有实现芯片功能化方法和试
剂盒。

芯片本身涉及到两个方面:一是尺寸;二是材料。

现有典型的芯片约为几个平方厘米,一般的通道尺寸为10~100mm宽,5~30mm深,长度约为3~10cm。

其通道总体积较一般电泳毛细管小一个数量级左右约纳升级(10-9L)。

可用于芯片的材料最常见的为玻璃,石英和各种塑料。

玻璃和石英有很好的电渗性质和优良的光学性质,可采用标准的刻蚀工艺加工,可用比较熟悉的化学方法进行表面改性,加工成本较高,封接难度较大。

常用的有机聚合物包括刚性的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA),弹性的聚二甲基硅氧烷(PDMS)和聚碳酯(PC)等,它们成本低,可用物理或化学方法进行表面改性,制作技术和玻璃芯片有较大的区别。

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