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褚君浩院士:智能時(shí)代背景下,儀器設(shè)備技術(shù)至關(guān)重要


  來源: 半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)縱橫 時(shí)間:2022-11-01 編輯:清風(fēng)
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近日,中國(guó)科學(xué)院褚君浩院士在第十屆中國(guó)半導(dǎo)體設(shè)備年會(huì)上發(fā)表了主題為《智能時(shí)代背景下儀器設(shè)備技術(shù)》的演講。



褚君浩院士說道,智能時(shí)代背景下儀器設(shè)備技術(shù)主要有以下幾個(gè)方面的問題,智能時(shí)代背景下的科學(xué)儀器的科技創(chuàng)新、促進(jìn)儀器設(shè)備核心技術(shù)的發(fā)展。從第一次工業(yè)革命機(jī)械化時(shí)代,第二次工業(yè)革命電氣化時(shí)代,第三次工業(yè)革命信息化時(shí)代,到現(xiàn)在處在信息化時(shí)代的后期高端發(fā)展時(shí)期,思想理念技術(shù)都會(huì)有巨大變化。


智能時(shí)代的核心是智能化的系統(tǒng),包括三個(gè)方面。第一是動(dòng)態(tài)感知,靠傳感器;第二是智慧識(shí)別,靠大數(shù)據(jù)靠物理模型;第三個(gè)是自動(dòng)反應(yīng),靠控制技術(shù)。


智能時(shí)代的技術(shù)趨勢(shì)


智能化時(shí)代的技術(shù)趨勢(shì)是智能化,包括智能化分布式新能源系統(tǒng),能源互聯(lián)網(wǎng);智能化復(fù)雜體系、人工智能、智慧城市;智能化的制造技術(shù)、先進(jìn)材料、極端制造;智能化的診斷、修復(fù)技術(shù)、智慧醫(yī)療;傳統(tǒng)工業(yè)的智能化升級(jí)。智能化的核心是芯片技術(shù),產(chǎn)業(yè)形態(tài)是儀器設(shè)備化。



儀器設(shè)備


智能時(shí)代背景下儀器設(shè)備至關(guān)重要。半導(dǎo)體的芯片、核心元部件都要依賴于儀器設(shè)備制作,所以儀器設(shè)備的水平?jīng)Q定了半導(dǎo)體芯片和核心元部件的水平。同時(shí),做出來的半導(dǎo)體的芯片和核心部件,又用于儀器設(shè)備里,反向決定了儀器設(shè)備的水平。因此儀器設(shè)備是核心。


現(xiàn)在國(guó)產(chǎn)在很多設(shè)備領(lǐng)域有著喜人的進(jìn)展。不少本土企業(yè)產(chǎn)品已經(jīng)能夠用于28nm產(chǎn)線,部分產(chǎn)品如中微公司的CCP刻蝕機(jī)甚至已經(jīng)進(jìn)入了臺(tái)積電最先進(jìn)的5nm邏輯芯片產(chǎn)線。其他領(lǐng)域也取得了可觀的成績(jī),如下圖所示。2016年國(guó)產(chǎn)化率普遍較低,但是2020年又了明顯的提升。


所有的儀器設(shè)備的制造原理都包含了運(yùn)動(dòng)形態(tài)的轉(zhuǎn)化。光學(xué)助力光學(xué)儀器,還有聲、熱、電、磁等等,把所有這些部件組合到一個(gè)系統(tǒng)里,就會(huì)使得這個(gè)系統(tǒng)具有強(qiáng)大的功能?,F(xiàn)在國(guó)內(nèi)光譜分析儀已經(jīng)占領(lǐng)很大的市場(chǎng),這些儀器里面的核心就是芯片。


這些芯片和基本的元部件就要依賴于集成電路芯片企業(yè)來做,也就是跟設(shè)備密切相關(guān)。


智慧城市


如今人工智能可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)分揀、無人駕駛,各種智能機(jī)器人發(fā)展非??欤腔鄣厍虻慕ㄔO(shè)得益于這些技術(shù)的發(fā)展。


具體來說,傳感器、感知互聯(lián)分析反應(yīng)等所有智慧城市的建設(shè),也要通過儀器設(shè)備來實(shí)現(xiàn)。智慧地球有三大信息化技術(shù)基礎(chǔ),即互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和云計(jì)算;還有四個(gè)層面,全面透徹的實(shí)時(shí)感知:傳感器;寬帶泛在的互通互聯(lián):數(shù)據(jù)傳輸;智慧融合的判斷分析:處理模型;及時(shí)快捷的行動(dòng)反應(yīng):動(dòng)作執(zhí)行。智慧地球的五大應(yīng)用是城市綜合管理、交通物流貿(mào)易、能源環(huán)境安全、醫(yī)療文化教育、城市社區(qū)安居。


科技創(chuàng)新促進(jìn)儀器設(shè)備核心技術(shù)發(fā)展


儀器設(shè)備里有很多核心技術(shù),包括材料技術(shù)、自動(dòng)返回自動(dòng)控制技術(shù)、信息傳感技術(shù)、智慧分析,掌握了這些核心技術(shù),儀器設(shè)備的水平才能提高。這些技術(shù)中最重要的兩個(gè)其中一個(gè)是實(shí)時(shí)感知,也就是傳感器。另一個(gè)是智慧分析。從模型分析到數(shù)據(jù)分析,各類傳感器在儀器里面起到了決定性的作用。國(guó)產(chǎn)設(shè)備和國(guó)外的差距很大方面也取決于儀器設(shè)備里的傳感器水平。


日常生活當(dāng)中傳感器無所不在,汽車?yán)锩娴膫鞲衅鲏毫?、溫度、位置等等,這些傳感器的水平都決定了汽車的功能?,F(xiàn)在還在發(fā)展高性能傳感器,它比人的感官功能更強(qiáng)大,千里眼、順風(fēng)耳、慧眼金睛。


這都說明傳感器的發(fā)展趨勢(shì)是:高精度、高靈敏、高速響應(yīng)高穩(wěn)定性、高可靠性微型化、柔性化、多功能集成化數(shù)字化、智能化、無線通信化增強(qiáng)環(huán)境適應(yīng)能力、綠色、環(huán)保、節(jié)能。


所有這些傳感器的發(fā)展首先跟它本身的芯片技術(shù)相關(guān),另外是這些傳感器的發(fā)展水平高低也決定了要研制的設(shè)備的水平高低。有了傳感器,得到的數(shù)據(jù)就會(huì)增加,有了數(shù)據(jù)以后,傳感器可以再次分析,從而助力下一步的應(yīng)用。


關(guān)鍵詞:褚君浩 智能 儀器設(shè)備    瀏覽量:1526

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