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  • 国家纳米科学中心韩宝航与孙连峰课题组合作在多孔有机聚合物膜应用于忆阻器方面取得进展
  • 国家纳米科学中心戴庆课题组在悬空石墨烯的中红外等离激元研究取得新进展
  • Nature：3D打印高熵合金，强度高且韧性好
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台积电 2025技术路线图， FinFlex 和 3DFabric 介绍

半导体世界消息，11月10日，台积电院士兼副总裁LC.Lu做了一个演讲，他在短短26分钟内用数十张幻灯片谈到了实现系统创新。台积电是全球排名第一的半导体代工企业，他们的开放式创新平台(OIP)活动很受欢迎，参加人数也很多，因为所提供的工艺技术和IP对许多半导体设计领域都非常有吸引力。台积电技术路线图显示了到2025年的FinFET和Nanosheet计划的时间表。 台积电2025技术路线图，FinFlex和3DFabric介绍 从N3开始，出现了一种名为FinFlex的新产品，它使用设计技术协同优化(DTCO)，有望为节能和高性能等细分市场改进功率、性能和面积(PPA)。借助FinFlex方法，设计人员可以根据其设计目标从三种晶体管配置中进行选择： 3-2 fin blocks，用于高性能 2-2 fin blocks，高效性能 2-2 fin blocks，功率最低，密度最佳 工艺节点N16到N3中使用的Fin块选择的历史如下所示： 台积电2025技术路线图，FinFlex和3DFabric介绍 EDA供应商Synopsys、Cadence、Siemens EDA和ANSYS已经更新了他们的工具以支持FinFlex，并且在单个SoC中，您甚至可以混合使用Fin块选项。沿着时序关键路径，您可以使用高Fin单元，而非关键路径单元可以是低Fin。作为进程缩放优势的示例，Lu展示了一个ARM Cortex-A72 CPU，在N7中实现，具有2个Fin，N5具有2个Fin，最后是N3E具有2-1个Fin： 台积电2025技术路线图，FinFlex和3DFabric介绍 N3E的IP单元来自多家供应商：TSMC、Synopsys、Silicon Creations、Analog Bits、eMemory、Cadence、Alphawave、GUC、Credo。IP准备状态分为三种状态：硅报告准备就绪、硅前设计套件准备就绪和开发中。 台积电2025技术路线图，FinFlex和3DFabric介绍 模拟IP 在台积电，他们的模拟IP使用结构化程度更高的常规布局，这会产生更高的产量，并让EDA工具自动化模拟流程以提高生产率。TSMC模拟单元具有均匀的多晶硅和氧化物密度，有助于提高良率。他们的模拟迁移流程、自动晶体管大小调整和匹配驱动的布局布线支持使用Cadence和Synopsys工具实现设计流程自动化。 台积电2025技术路线图，FinFlex和3DFabric介绍 模拟单元可以通过以下步骤进行移植：原理图移植、电路优化、自动布局和自动布线。例如，使用模拟迁移流程将VCO单元从N4迁移到N3E需要20天，而手动方法需要50天，速度快了2.5倍。 3D布料 台积电需要考虑三种类型的封装： 二维包装 InFO_oS InFO_PoP 2.5D包装 CoWoS 3D包装 芯片 InFO-3D 3DFabric中有八种包装选择： 台积电2025技术路线图，FinFlex和3DFabric介绍 最近使用SoIC封装的一个例子是AMD EPYC处理器，这是一种数据中心CPU，它的互连密度比2D封装提高了200倍，比传统3D堆叠提高了15倍，CPU性能提高了50-80%。 3D IC设计复杂性通过3Dblox解决，这是一种使用通用语言实现EDA工具互操作性的方法，涵盖物理架构和逻辑连接。四大EDA供应商（Synopsys、Cadence、Siemens、Ansys）通过完成一系列五个测试用例，为3Dblox方法准备了工具：CoWoS-S、InFO-3D、SoIC、CoWoS-L 1、CoWoS-L 2. 台积电通过与以下领域的供应商合作创建了3DFabric联盟：IP、EDA、设计中心联盟(DCA)、云、价值链联盟(VCA)、内存、OSAT、基板、测试。对于内存集成，台积电与美光、三星内存和SK海力士合作，以实现CoWoS和HBM集成。EDA测试厂商包括：Cadence、西门子EDA和Synopsys。IC测试供应商包括：Advantest和Teradyne。 概括 AMD、AWS和NVIDIA等半导体设计公司正在使用3DFabric联盟，随着2D、2.5D和3D封装的使用吸引了更多的产品创意，这个数字只会随着时间的推移而增加。台积电拥有世界一流的DTCO工程团队，国际竞争足以让他们不断创新新业务。数字、模拟和汽车细分市场将受益于台积电在FinFlex上宣布的技术路线图选择。3D芯片设计得到3DFabric联盟中聚集的团队合作的支持。

2023-02-09  (点击量：948)

190.6亿元！日本政府再花重金补贴半导体厂商

日本经济产业省公开表示，为扶持日本半导体产业，保障日本国内的纯电动汽车（EV）等半导体产业链的稳定供应，增添了在经济安全保障推进法中列为“特定重要物资”的通用半导体的支援内容。据悉，本次补贴将动用2022年度第2次补充预算的1.3万亿日元（约合672.1亿元人民币）中的3686亿日元（约合190.6亿元人民币）。至此，日本政府将总共投资约2万亿日元（约合1034亿元人民币）用于发展半导体产业。 据了解，日本经济产业省此次颁布的补贴以在日本投资建厂的企业为对象，无论是否为日本企业。主要针对制造纯电动汽车搭载的控制电压和电流的功率半导体、控制汽车行驶的MCU、将热和声音转化为数字信号的模拟半导体等电动车用半导体厂商，补贴率最多为1/3。半导体制造设备的补贴率同样定为最多1/3，稀有气体等半导体原料则定为最多1/2。但要求受到援助的企业必须持续生产10年以上，并且在各类产品供不应求时，优先向日本境内企业供货。 此前，日本政府还宣布向日本半导体厂商Rapidus提供700亿日元（约合36.2亿元人民币）的初始资金，助其建厂和购买生产设备。近日，Rapidus总裁小池敦义表示，Rapidus将在2025年上半年之前建造一条2纳米半导体原型产线。但还需要大约7万亿日元（约合3610亿元人民币）的资金，才能在2027年左右开始大规模生产先进的逻辑芯片，希望日本政府的持续投资。

2023-02-09  (点击量：901)
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美NSF与企业合作推进半导体计划

1月26日，美国国家科学基金会（NSF）宣布与爱立信、IBM、英特尔和三星联合投资5000万美元建立合作伙伴关系，作为“未来半导体计划”（Future of Semiconductors，FuSe）的一部分，支持下一代半导体设计与制造。 NSF主任在讲话中指出，未来半导体和微电子将需要跨材料、设备和系统的跨学科研究，以及学术和行业领域全方位人才的参与。这样的伙伴关系对于满足研究需求、激励创新、加速将成果转化为市场产品，以及为未来的劳动力做好准备至关重要。 此次合作，将资助培养科学和工程研究人员广泛联盟的项目，以追求整体的“协同设计”方法。通过支持材料、器件、架构、系统和应用的复合型研究人员，以集成的方式设计和开发新的半导体技术。协同设计方法同时考虑了设备/系统的性能、可制造性、可回收性，以及对环境的影响。 美国国内的半导体短缺，加上全球疫情的复杂情况，使得芯片行业难以满足对芯片基产品日益增长的需求。虽然美国的需求量很大，但全球芯片供应中，只有约10%是在美国国内生产。通过此次这种公私合作伙伴关系进行的投资，将激励研究和创新来解决这个问题，进而在半导体和微电子技术方面取得突破，帮助依靠这些设备的众多应用。

2023-02-09  (点击量：914)

美印关键和新兴技术倡议正式启动

1月31日，美国与印度国家安全顾问在华盛顿特区主持了美印关键和新兴技术倡议（iCET）开幕会议，双方讨论了在关键和新兴技术方面加强合作的机会，共同开发和共同生产，以及深化整个创新生态系统的连接方式，确定将生物技术、先进材料和稀土加工技术等领域为未来合作的领域。随后美国白宫公开发布了倡议的具体内容，包括在国防方面的合作、建立具有韧性的半导体供应链、在太空领域的合作等6大项目。 合作打造韧性半导体供应链，加强在韧性半导体供应链方面的双边合作，支持在印度发展半导体设计、制造和加工生态系统。重点举措包括：在美国半导体行业协会（Semiconductor Industry Association，SIA）与印度电子半导体协会（India Electronics Semiconductor Association，IESA）之间建立特别工作组，以确定近期的产业机会，并促进互补的半导体生态系统的长期战略发展；工作组还将向商务部和印度半导体代表团提出建议，说明需要克服的机遇和挑战，以进一步加强印度在全球半导体价值链中的地位。

2023-02-09  (点击量：910)
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国家纳米科学中心周惠琼课题组在锍阳离子辅助中间相工程调控准二维钙钛矿太阳能电池性能方面取得新进展

国家纳米科学中心周惠琼课题组在锍阳离子辅助中间相工程调控准二维钙钛矿性能方面取得新进展。相关研究成果以Sulfonium Cations Assisted Intermediate Engineering for Quasi-2D Perovskite Solar Cells为题在线发布于Advanced Materials(Adv.Mater.2022,DOI:10.1002/adma.202207345)。 近年来，Ruddlesden-Popper（RP）型准二维钙钛矿因其独特的光电性质以及优异的稳定性受到了广泛的关注。由于其无序结晶的影响，RP型钙钛矿的薄膜质量仍然不能令人满意。多种结晶调控策略已被成功应用于实现更优的光电性能，但目前相关研究多聚焦于结晶调控后薄膜的光电性能，而缺少对结晶过程的理解。 在本项工作中，该研究团队引入锍阳离子调控了准二维RP型钙钛矿结晶过程中中间相的转化并改善了其薄膜质量。通过X射线衍射（XRD）及扫描电子显微镜（SEM）研究了相关的中间相结构及其转化过程。锍阳离子的引入抑制了不利的碘化铅溶剂化相的生成，同时促进了规整的纤维状中间体的生成，这有利于获得高质量的钙钛矿多晶薄膜。该调控方法均有效地实施于不同n值的准二维钙钛矿以及三维钙钛矿体系中。利用原位荧光光谱（in-situ PL）研究了成膜过程中钙钛矿的结晶，发现锍阳离子的引入加速并优化了薄膜的结晶过程，证明了调控中间相转变是获得高质量钙钛矿薄膜的有效途经。得益于改善的结晶质量，相应的钙钛矿薄膜器件在室温下获得了19.08%的光电转化效率，并在低温条件下（180 K）进一步提升至20.52%。此外，相应的器件也表现出优异的稳定性，在40℃下最大功率点追踪1000小时仍能保持初始效率的84%。本工作研究了准二维RP型钙钛矿成膜过程中的中间相性质及相应的转变过程，丰富了对RP型钙钛矿结晶过程的理解，并提供了一种简单有效的方法改善准二维RP型钙钛矿薄膜的结晶质量及相应的器件性能。 国家纳米科学中心博士研究生王博欣和程倩为文章共同第一作者，周惠琼研究员为本文的通讯作者。该成果得到了国家自然科学基金委、中国科学院设备研制项目以及中国科学院战略性先导专项的支持。 论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202207345 图.锍阳离子对准二维RP型钙钛矿的中间相性质及器件性能的影响

2022-11-14  (点击量：976)

国家纳米科学中心单个细胞外囊泡蛋白红外光谱研究方面取得新进展

国家纳米科学中心朱凌项目研究员、杨延莲研究员与中科院物理所陈佳宁研究员合作，在利用纳米红外光谱技术研究小细胞外囊泡（sEV）的蛋白质二级结构并用于乳腺癌恶性程度和转移性评估方面取得新进展。相关研究成果以Single-vesicle Infrared Nanoscopy for Noninvasive Tumor Malignancy Diagnosis为题发表于《美国化学会志》（J.AM.Chem.Soc.2022,DOI:10.1021/jacs.2c07393）。 作为动态生物分子，蛋白质的丰度和结构对于肿瘤的发生和发展至关重要。肿瘤相关蛋白质组成和结构的差异为阐明癌症发病机制提供重要信息，是肿瘤诊断和药物设计的重要生物标志物。sEV是由细胞分泌的纳米尺度（直径30–200 nm）的膜囊泡，携带和传递来源细胞的蛋白质、核酸等分子信息，影响生理病理过程。对肿瘤来源sEV蛋白质组分和二级结构的分析，有助于阐明sEV在肿瘤进展和转移中的作用，并促进肿瘤相关标志物的开发和液体活检技术的发展。然而sEV极具异质性，其蛋白组成和结构存在个体差异，单个sEV的分子分析和异质性评估在技术上仍具有挑战性。光学表征提供了无损、快速、非侵入性的便捷探测手段研究蛋白质的组分和结构信息，然而由于远场光谱学的微米级光斑与百纳米级sEV直径之间的尺寸差异，使得远场光谱技术仅限于开展对sEV族群的大样本统计分析，无法实现单个sEV层次表征和检测其物理化学性质。 研究团队利用自搭建的基于近场光学显微镜的纳米红外光谱系统（nano-FTIR）的10 nm尺度红外光场局域增强，在蛋白质酰胺I带（1600–1700 cm-1）和酰胺II带（1510–1580 cm-1）的指纹光谱频段内，对单个sEV开展原位红外指纹光谱研究。利用酰胺I带吸收频率对蛋白质骨架结构的高度敏感性，通过对正常细胞和不同恶性程度肿瘤细胞来源的sEV的红外光谱进行统计分析，发现酰胺I/II吸收比值随着sEV来源细胞系的恶性程度增加而增加，高恶性肿瘤细胞来源sEV蛋白质α-螺旋和无归卷曲的含量发生显著下降，反平行β-折叠和β-转角显著增加。并通过比较无转移和淋巴结转移乳腺癌患者原发灶肿瘤组织来源sEV，证明这种sEV蛋白质二级结构的改变可高灵敏评估肿瘤转移性。研究结果显示了nano-FTIR在单个sEV水平进行分子鉴定和分析的优势，证明了sEV蛋白质二级结构变化在癌症检测中的意义和临床价值，为基于sEV的nano-FTIR分子指纹谱识别的癌症诊断提供了新的解决方案。 杨延莲课题组长期致力于开发肿瘤检测及治疗的新方法。前期提出了微球辅助流式细胞术的方法检测血液来源的sEV，并将该方法拓展应用于乳腺癌（Small methods.2018;2(11):1800122），脑胶质瘤（Theranostics,2019;9(18):5347-58），垂体瘤（Analytical Chemistry,2019;91(15):9580-89）等多种肿瘤的液体活检分析当中，并在100余例癌症患者血液样本中取得很好的检测效果，实现了多种癌症上的临床诊断和分子分型，具有高灵敏度和特异性。同时，针对sEV异质性问题，构建基于原子力显微镜的单个sEV力学性质分析模型，实现了对不同恶性程度以及同一来源不同大小sEV的纳米力学性质差异分析（Advanced Science,2021;8(18):2100825）。这些结果为发展基于sEV的液体活检技术提供了重要信息和方法。 中国科学院物理研究所薛孟飞博士（现为国科温州研究院博士后）和国家纳米科学中心叶思源博士为共同第一作者。国家纳米科学中心朱凌项目研究员、杨延莲研究员、中科院物理所陈佳宁研究员为共同通讯作者。上述研究工作得到了中国科技部重点研发计划、国家自然科学基金、中国科学院战略性先导科技专项、中国博士后科学基金和中国科学院青年创新促进会的支持。 原文链接：https://doi.org/10.1021/jacs.2c07393 图.基于nano-FTIR的单个sEV蛋白质二级结构分析用于评估肿瘤恶性程度和转移性。（a）单个sEV原位红外吸收光谱分析；（b）sEV红外吸收光谱特征和蛋白质二级结构组成与肿瘤恶性程度相关；（c）sEV红外吸收光谱特征和蛋白质二级结构组成可评估乳腺癌患者转移性。

2022-11-14  (点击量：1019)
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机构称中国半导体领域科研论文数量持续保持全球第一

据韩媒报道，韩国科学技术情报院（KISTI）日前发布《从学术论文数据看全球半导体技术霸权竞争》的报告。对2000-2021年全球发表的半导体相关论文1926890篇进行了主要国家研究能力分析。 从论文总数来看，2000-2010年美国发表论文最多。然而，自2011年以来，中国已经超越美国跃居榜首，其后中国科研论文在数量和质量上都持续增长，在过去五年（2016-2021年）中被引用前10%的论文数量比较中也已经排名第一。2010-2021年，中国发表半导体相关论文533811篇，占总数的30.2%。美国以351070排名第二，韩国以133880排名第五。 报告分析称，中国在纳米粒子、有机半导体、光触媒等方面的研究已经超越美国，在纳米机电系统、钙钛矿太阳能电池等有机半导体材料及应用领域紧追美国。 总体而言，韩国的研究规模和水平都在增长，但质的增长有些欠缺。特别是，显示特定研究领域的活跃度和影响力的“优势研究领域”的研究课题数量低于领先国家。从2016年到2021年，韩国在其优势研究领域的研究课题只有10个，落后于美国的51个、英国的43个和德国的41个。

2023-02-09  (点击量：34)

打造石墨烯产业创新高地 这个中心非比寻常

工业和信息化部批复组建国家石墨烯创新中心、国家虚拟现实创新中心、国家超高清视频创新中心等3家国家制造业创新中心。其中，国家石墨烯创新中心依托宁波石墨烯创新中心有限公司组建，建设地位于浙江宁波。 　　那么，这个创新中心今后对科研成果转化，以及产业发展有何重大意义？ 　　布局：制定石墨烯产业技术路线图 　　“面向国家重大需求和行业发展现实需求，国家石墨烯创新中心将针对石墨烯产业发展的薄弱环节，结合石墨烯制造业高质量发展的必然要求，坚持有所为有所不为的原则，制定了石墨烯产业技术路线图。”11月10日，中科院宁波材料技术与工程研究所研究员、国家石墨烯创新中心主任刘兆平在接受科技日报记者采访时表示。 　　刘兆平介绍，这个技术路线图围绕制约石墨烯产业发展的石墨烯材料规模化制备、石墨烯材料产业化应用和石墨烯行业质量等三方面关键共性技术问题开展研发攻关，实施石墨烯规模化制备与产业化应用技术创新能力提升工程，并不断增强石墨烯产业技术基础公共服务能力。 　　为了助推我国石墨烯产业创新发展，“国家石墨烯创新中心将围绕事关我国产业、经济和国家安全的新能源、工业节能、航空航天、电子信息、海洋工程、新材料技术等若干重点领域，建设研发设计中心、行业服务中心、协同创新基地、国际合作基地等四大能力平台，开展关键共性技术攻关、测试验证、中试孵化及行业公共服务等创新能力建设，突破技术成熟度4-7级的石墨烯产业关键共性技术和基础前沿技术，通过融合各创新要素实现技术转移扩散和首次商业化，支撑打造贯穿石墨烯领域创新链、产业链、资金链、人才链、价值链的创新体系。”刘兆平说。 　　目标：为制造强国提供高质量原材料支撑 　　当前，世界各国纷纷加大对石墨烯产业布局力度。 　　“国家石墨烯创新中心的成立非比寻常，堪称中国石墨烯产业发展的里程碑！”国家新材料产业发展专家咨询委员会委员、石墨烯产业技术创新战略联盟理事长李义春感言。 　　李义春指出，新材料从研发到应用，周期往往长达十几年甚至几十年，对于“新材料之王”石墨烯，更是如此。国家石墨烯创新中心的获批，让有家国情怀的石墨烯企业家吃上“定心丸”，为石墨烯产业高质量发展注入“强心剂”，有利于加快构建推动石墨烯产业高质量发展的标准体系，加强石墨烯产业创新能力，促进石墨烯材料应用能力，提升高端产品有效供给能力，推进产业基础高级化、产业链现代化，强化对战略性新兴产业和国家重大工程的支撑能力，为制造强国建设提供高质量的原材料支撑。 　　据了解，国家石墨烯创新中心的股东单位充分汇聚浙江、江苏、广东等14个省份的行业创新力量。如何同地方一起推动创新中心加快建设？ 　　“要积极探索建立一体化高效运行的新机制，打造石墨烯产业创新联合体，开展跨区域、跨领域的协同创新与开放合作，推动创新要素在更大范围畅通流动，在石墨烯产业发展的聚集地布局协同创新基地，国际合作基地，着力构建开放合作、覆盖全国的‘强核多点’协同创新网络体系。”李义春答道。 　　最后，李义春表示，依托石墨烯联盟的全球石墨烯朋友圈，我们今后将加强同海外石墨烯创新资源方的交流合作，集聚全球创新要素，全力做强创新引擎，培育发展新动能，建设具有全球竞争力的开放创新生态，全力打造具有世界影响力的石墨烯产业创新高地。

2022-11-11  (点击量：896)

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