硅晶片

本报讯 记者从中国科学院上海微系统与信息技术研究所获悉，近日，该所研究员王曦领导的SOI研究小组，在上海新傲科技有限公司研发平台上，通过技术创新，制备出我国第一片8英寸键合SOI晶片，实现了SOI晶片制备技术的重要突破。 过去，该研究小组因建立了我国第一条高端硅基集成电路材料SOI晶圆片生产线，实现了4～6英寸SOI材料产业化，解决了我国SOI材料的有无问题，而获得国家科技进步奖一等奖。 该研究小组的人员并没有满足所取得的成绩，面对国内外集成电路技术向大直径晶圆片升级换代的大趋势，又设立了攻关8英寸大直径SOI晶圆片的课题。在开发过程中，研究人员克服了硬件条件不足的困难，突破了清洗、键合、加固、研磨和抛光等一系列关键技术。通过改造现有设备，实现了8英寸硅片的旋转式单片清洗工艺；自主设计开发了大尺寸晶片键合平台，在此基础上实现了8英寸晶片键合，并达到了对键合过程和键合质量的实时监控；通过对现有设备的升级改造，实现了键合晶片的加固；经过大量的研磨工艺实验，反复比较研磨过程粗磨、精磨工艺中砂轮转速等工艺参数对晶片的影响，确定出较优研磨工艺；随后，在现有抛光工艺基础上，优化抛光浆料配比，实现了8英寸SOI晶片的精细抛光。 有关专家认为，8英寸SOI晶圆片的成功开发，标志着王曦领导的研究开发小组已经掌握了大尺寸键合SOI晶片制备的关键技术，为大尺寸键合SOI晶片的产业化打下了坚实基础。 据介绍，在极大规模集成电路国家重大科技专项中，宏力半导体公司和华润微电子等8英寸集成电路制造代工企业安排了8英寸SOI先进电路的研发和产业化项目，急需本土化的8英寸SOI衬底材料配套。上海微系统所和上海新傲公司联合开发的8英寸键合SOI晶圆片正是适应了这些需求，具有广阔的市场前景。

科学家研发出砷化镓晶片批量生产技术 使这种感光性能更优良的材料有望大规模用于半导体和太阳能产业 　　新一期英国《自然》杂志报告说，美国研究人员研发出一种可批量生产砷化镓晶片的技术，克服了成本上的瓶颈，从而使砷化镓这种感光性能比硅更优良的材料有望大规模用于半导体和太阳能相关产业。 　　据介绍，砷化镓是一种感光性能比当前广泛使用的硅更优良的材料，理论上它可将接收到的阳光的40%转化为电能，转化率约是硅的两倍，因此卫星和太空飞船等多采用砷化镓作为太阳能电池板的材料。然而，传统的砷化镓晶片制造技术每次只能生成一层晶片，成本居高不下，限制了砷化镓的广泛应用。 　　美国伊利诺伊大学等机构研究人员报告说，他们开发出的新技术可以生成由砷化镓和砷化铝交叠的多层晶体，然后利用化学物质使砷化镓层分离出来，可同时生成多层砷化镓晶片，大大降低了成本。这些砷化镓晶片可以像“盖章”那样安装到玻璃或塑料等材料表面，然后可使用已有技术进行蚀刻，根据需要制造半导体电路或太阳能电池板。 　　不过，该技术目前还只能用于批量生产较小的砷化镓晶片，如边长500微米的太阳能电池单元，这与现在广泛使用的硅晶片相比还是太小。下一步研究将致力于利用新技术批量生产更大的砷化镓晶片。

―为功率器件的低成本化和新一代EV的节能化做出贡献― 　　在NEDO的“战略性节能技术革新计划”中，Novel Crystal Technology,Inc.(以下略称Novel)与大阳日酸(株)及(大)东京农工大学共同开发了作为新一代半导体材料而备受瞩目的氧化镓(β-Ga2O3)的卤化物气相外延（HVPE）。 　　该成果使能够制造大口径且多片外延晶片的β-Ga2O3批量生产成膜装置的开发取得了很大进展，有助于实现成膜成本成为课题的β-Ga2O3外延晶片的大口径低成本化。如果β-Ga2O3功率器件广泛普及，则有望实现产机用电机控制的逆变器、住宅用太阳能发电系统的逆变器、新一代EV等的节能化。图1在6英寸测试晶片上成膜的β-Ga2O3薄膜 　　1 .概述 　　氧化镓(β-Ga2O3)※1与碳化硅(SiC)※2和氮化镓(GaN)※3相比具有更大的带隙※4，因此基于β-Ga2O3的晶体管和二极管具有高耐压、高输出、高效率的特性，β-Ga2O3功率器件※5的开发，日本处于世界领先地位，2021年本公司成功开发了使用卤化物气相外延(HVPE)法※6的小口径4英寸β-Ga2O3外延晶片※7，并进行了制造销售※8。作为该外延成膜的基础的β-Ga2O3晶片与SiC和GaN不同，Bulk结晶的育成迅速的熔体生长来制造，因此容易得到大口径、低价格的β-Ga2O3晶片，有利于功率器件的低价格化。 　　但是，β-Ga2O3的成膜所采用的HVPE法能够实现低廉的原料成本和高纯度成膜，另一方面存在基于HVPE法的成膜装置只有小口径(2英寸或4英寸)且单片式的装置被实用化的课题。因此，为了降低成膜成本，通过HVPE法实现大口径(6英寸或8英寸)的批量式批量生产装置是不可缺少的。 　　在这样的背景下，Novel公司在NEDO (国立研究开发法人新能源产业技术综合开发机构)的“战略性节能技术革新计划※9/面向新一代功率器件的氧化镓用的大口径批量生产型外延成膜装置的研究开发”项目中，制作了β-Ga2O3在本程序的培育研究开发阶段(2019年度)进行了作为HVPE法原料的金属氯化物※10的外部供给技术※11开发，在实用化开发阶段(2020年度~2021年度)为了确立批量生产装置的基础技术，进行了6英寸叶片式HVPE法的外部供给技术※11开发，而且，这是世界上首次成功地在6英寸晶片上成膜了β-Ga2O3。 　　2 .本次成果 　　Novel公司、大阳日酸及东京农工大学开发了6英寸叶片式HVPE装置(图2)，在世界上首次成功地在6英寸测试晶片(使用蓝宝石基板)上进行了β-Ga2O3成膜(图1)。 　　另外，通过成膜条件的优化和采用独自的原料喷嘴结构，证实了在6英寸测试晶片上的β-Ga2O3成膜，以及确认了能够实现β-Ga2O3膜厚分布±10%以下等在面内均匀的成膜(图3)。通过本成果确立的大口径基板上的成膜技术和硬件设计技术，可以构筑β-Ga2O3成膜装置的平台，因此大口径批量生产装置的开发可以取得很大进展。这样，通过β-Ga2O3成膜工艺和应用设备带来的功耗降低，预计在2030年将达到21万kL/年左右的节能量。图2用于β-Ga2O3成膜的6英寸单片式HVPE装置的外观照片图3 β-Ga2O3在6英寸测试晶片上膜厚分布 　　3 .今后的安排 　　Novel公司、大阳日酸及东京农工大学在NEDO事业中继续开发用于β-Ga2O3成膜批量生产装置，今后使用6英寸β-Ga2O3晶片的外延成膜，通过β-Ga2O3薄膜的电特性评价和膜中存在的缺陷评价，得到高品质的β-Ga2O3薄膜，另外，确立β-Ga2O3外延晶片的量产技术后，目标是2024年度量产装置的产品化。用HVPE法制造的β-Ga2O3外延晶片主要用于SBD※12和FET※13，因此预计2030年度将成长为约590亿日元规模的市场(根据株式会社富士经济“2020年版新一代功率器件&功率电瓷相关设备市场的现状和未来展望”) 今后将实现批量生产装置，通过进入β-Ga2O3成膜装置市场和普及Ga2O3功率器件，为促进新一代EV等的节能化做出贡献。 　　【注释】 　　※1氧化镓(β-Ga2O3) 　　氧化镓是继碳化硅和氮化镓之后的“第三功率器件用宽带隙半导体”，是受到广泛关注的化合物半导体，是作为功率器件的理论性能压倒性地高于硅，也超过碳化硅和氮化镓的优异材料。 　　※2碳化硅(SiC) 　　SiC是碳和硅的化合物，是主要用于高耐压大电流用途的宽带隙半导体材料。 　　※3氮化镓(GaN) 　　GaN是镓和氮的化合物，具有比SiC更稳定的结合结构，是绝缘破坏强度更高的宽带隙半导体。主要用于开关电源等小型高频用途。 　　※4带隙 　　电子和空穴从价带迁移到导带所需的能量。将该值大的半导体定位为宽带隙半导体，带隙越大，绝缘破坏强度越高。β-Ga2O3的带隙约为4.5 eV，比Si(1.1 eV)，4H-SiC(3.3 eV)及GaN(3.4 eV)的值大。 　　※5功率器件 　　用于电力转换的半导体元件，用于逆变器和转换器等电力转换器。 　　※6卤化物气相沉积(HVPE)法 　　指以金属氯化物气体为原料的结晶生长方法。其优点是可以高速生长和高纯度成膜。 　　※7β-Ga2O3外延晶片 　　是指在晶片上形成β-Ga2O3的薄膜形成晶片。在成为晶片的晶体上进行晶体生长，在基底晶片的晶面上对齐原子排列的生长称为外延生长(外延生长)。 　　※8成功开发4英寸β-Ga2O3外延晶片，制造销售 　　(参考) 2021年6月16日新闻发布 　　" https://www.novel crystal.co.jp/2021/2595/" 　　※9战略性节能技术创新计划 　　摘要:“https://www.nedo.go.jp/activities/zzjp _ 100039.html” 　　※10金属氯化物 　　是作为HVPE法金属原料的化合物，代表性的金属氯化物有GaCl，GaCl3，AlCl，AlCl3，InCl，InCl3等。 　　※11外部供应技术 　　在HVPE法中，将金属氯化物生成部和成膜部独立分离，从反应炉外部使用配管等供给金属氯化物的技术。 　　※12SBD 　　肖特基势垒二极管(SBD:Schottky Barrier Diode)。不是PN结，而是使用某种金属和n型半导体的结的二极管。其优点是与其他二极管相比效率高、开关速度快。 　　※13FET 　　场效应晶体管( FET:Field Effect Transistor )。闸门电极二电压通过添加通道在区域产生电界根据电子或正孔的密度，控制源漏电极之间的电流晶体管是指。

浩腾与晶兆科技全面技术合作，共同开发出全世界光学机构最小台的“微晶片光谱仪”。这是浩腾继氢氧焰能源机之后，再度跨入绿能产业。 　　由于医疗保健费用节节升高，预防保健观念有渐趋积极自我健康管理之势，其中美国消费者已转向基因筛检方式等积极自我健康管理，预估未来将有30%的人口使用基因筛检产品，庞大商机吸引各厂积极投入。 　　浩腾与晶兆科技昨天正式合作，结合台湾科技大学柯正浩教授核心技术，以“微型晶片光学结构”取代一般光谱仪的“准直面镜-平面光学结构-聚焦面镜”架构，以单一元件与最小体积完成分光和聚焦功能，并达成2奈米之内光谱解析率，其关键核心元件为微型晶片光学结构，以自行开发的光学演算法，高精密的半导体製程及光机电整合能力，简化光学结构、缩小光机体积，并达到与大型光谱仪相同的精密解析度，整合三大产业包含半导体、电机电子、光电之研发能量，生产能力与检测需要，并带动光谱分析元件市场与光电产业之发展，让检测机器价格大幅下滑，且携带方便，可说是革命性产品。 　　依浩腾的技术，未来每支单价可望下降到1万元，他预估未来每个家庭都会购买一支，商机相当可观。

近日，中国科学院深圳先进技术研究院材料所喻学锋、刘延亮团队与医工所葛永帅团队合作，在权威刊物Advanced Science在线发表研究论文“PbI2-DMSO Assisted In-situ Growth of Perovskite Wafer for Sensitive Direct X-ray Detector”。 该成果聚焦钙钛矿直接型X射线探测器中钙钛矿晶片材料缺陷密度高、载流子传输效率低的科学问题，原创性地开发了一种钙钛矿晶体的原位生长技术，极大提高了钙钛矿晶片的光电性能，实现了高效直接X射线探测及扫描成像。本工作为制备高灵敏、高分辨直接X射线探测器提供了新的技术路线，有望应用于未来高端医疗影像诊断和芯片无损检测等领域。喻学锋研究员、葛永帅研究员和刘延亮副研究员为本文共同通讯作者，刘文俊硕士生和史桐雨博士生为本文的共同第一作者。 论文线上截图论文链接：http://doi.org/10.1002/advs.202204512X射线探测在医学诊疗、安防检查、工业无损检测等领域应用广泛。然而，目前商用的闪烁体间接X射线探测器存在二次光电转化效率低、可见光色散等难以克服的问题，导致探测灵敏度低、辐射剂量高、空间分辨率差，无法满足高端医学影像、芯片检测等领域的需求。相比之下，基于半导体材料的直接X射线探测器可通过一次光电转换，直接将X射线转换成电信号，因此可具有更高的光电转换效率、探测灵敏度和空间分辨率。然而，目前常用的直接X射线探测半导体材料面临对X射线吸收弱（硅、非晶硒）、热稳定性差（非晶硒）、造价高昂（碲化镉、碲锌镉）等问题，极大地限制了其推广应用。因此，发展新型高效半导体光电转换材料是直接X射线成像探测器走向应用的关键。 　 近年来，金属卤化物钙钛矿半导体凭借优异的本征性能，如重原子X光吸收、载流子迁移率高和寿命长等，在直接X射线探测领域备受关注。钙钛矿材料对X射线的探测灵敏度可达100000 μC Gyair-1cm-2，远优于商用的硅、非晶硒、碲锌镉。通过简单等静压方法制备的钙钛矿晶片尺寸和厚度可控，非常适用于直接X射线检测。然而，钙钛矿晶片常常面临晶体生长不完全、电荷缺陷密度高的问题，严重影响了X射线探测器的效率及工作稳定性。 针对上述问题，结合之前的研究基础，从提升钙钛矿结晶度、降低钙钛矿晶片缺陷密度出发，本研究工作创新性地开发了一种PbI2-DMSO固体添加剂，促进了厚钙钛矿晶片的原位再生长，提高了材料的结晶度、降低缺陷密度、提高载流子迁移率和寿命。并且通过减缓钙钛矿的结晶过程，降低成核密度形成连续的大晶粒钙钛矿晶片，进一步促进器件表面晶界融合、提高电荷传输性能，从而获得高效钙钛矿直接X射线探测器。探测器灵敏度可达1.58×104μC Gyair-1cm-2,最低可探测剂量可达410 nGyair s-1，并且用平面扫描的方式，实现了高清X射线探测成像。这项工作为钙钛矿材料开拓了新的应用方向，同时也为高质量钙钛矿晶片的制备提供了一种有效策略，具有很大科学和应用价值。 该研究工作获得了国家自然科学基金重点项目、国家自然科学基金青年项目、中科院青年创新促进会、深圳市杰青及中科院特别研究助理等项目的资助。 原位生长钙钛矿晶片用于高灵敏直接X射线探测X射线探测扫描成像

本文将为您介绍何谓量子效率光谱，以及CIS影像晶片常见的4种制程缺陷。SG-A_CMOS 商用级图像传感器测试仪相较于传统光学检测设备可以提供更精细的缺陷检测资讯，有助于使用者全面了解CIS影像晶片的性能表现。量子效率光谱是CIS影像晶片的关键参数之一，可以反映CIS影像晶片对不同波长下的感光能力，进而影响影像的成像质量。1. 什么是CIS影像晶片的量子效率光谱？CIS影像晶片的量子效率光谱是指在不同波长下，CIS晶片对光的响应效率。物理上，光子的能量与其波长成反比，因此，不同波长的光子对CIS影像晶片产生的响应效率也不同。量子效率光谱可以反映传感器在不同波长下的响应能力，帮助人们理解传感器的灵敏度和色彩还原能力等特性。通常，传感器的量子效率光谱会在可见光波段范围内呈现出不同的特征，如波峰和波谷，这些特征也直接影响着传感器的成像质量。2. Quantum Efficiency Spectrum 量子效率光谱可以解析CIS影像晶片内部的缺陷，常见的有下四种：BSI processing designOptical Crosstalk inspectionColor filter quality and performanceSi wafer THK condition in BSI processing3. 透过量子效率光谱解析常见的4种制程缺陷A. 什么是BSI制程？(1) BSI的运作方式BSI全名是Back-Side Illumination．是指"背照式"影像传感器的制造工艺，它相对于传统的"正面照射"(FSI, Front-Side Illumination)影像传感器，能够提高影像传感器的光学性能，特别是在各波长的感光效率的大幅提升。在BSI制程中，像素置于矽基板的背面，光通过矽基板进入感光像素，减少了前面的传输层和金属线路的干扰，提高了光的利用率和绕射效应，进而提高了影像传感器的解析度和灵敏度。(2) 传统的"正面照射"(FSI, Front-Side Illumination)图像传感器的工作方式FSI 是一种传统的图像传感器制程技术,光线透过透镜后,从图像传感器的正面照射到图像传感器的感光面,因此需要在感光面(黄色方框, Silicon)的上方放置一些电路和金属线,这些元件会遮挡一部分光线,降低图像传感器的光量利用率,影响图像的品质。相对地,BSI 技术是在感光面的背面,也就是基板反面制作出感光元件,让光线可以直接进入到感光面,这样就可以最大限度地提高光量利用率,提高图像的品质,并且不需要额外的电路和金属线的遮挡,因此也可以实现更高的像素密度和更快的图像读取速度。(3) 为什么BSI工艺重要?BSI工艺是重要的制造技术之一,可以大幅提升CIS图像传感器的感光度和量子效率,因此对于低光照环境下的图像采集有很大的帮助。BSI工艺还可以提高图像传感器的分辨率、动态范围和信噪比等性能,使得图像质量更加优良。由于现今图像应用日益广泛,对图像质量和性能要求也越来越高,因此BSI工艺在现代图像传感器的制造中扮演着重要的角色。目前,BSI 技术已成为图像传感器的主流工艺技术之一,被广泛应用于各种高阶图像产品中。(4) 量子效率光谱如何评估BSI工艺的好坏如前述,在CIS图像芯片的制造过程中,不同波长的光子对于图像芯片的感光能力有所不同。因此,量子效率光谱是一种可以检测图像芯片感光能力的方法。利用量子效率光谱,可以评估BSI工艺的好坏。Example-1如图,TSMC使用量子效率光谱分析了前照式FSI和背照式BSI两种工艺对RGB三原色的像素感光表现的差异。结果表明,BSI工艺可以大幅提高像素的感光度,将原本FSI的40%左右提高到将近60%的量子效率。上图 TSMC利用Wafer Level Quantum Efficiency Spectrum(量子效率光谱)分析1.75μm的前照式FSI与背照式BSI两种工艺对RGB三原色的像素在不同波长下的感光表现差异。由量子效率光谱的结果显示,BSI工艺可以大幅提升像素的感光度,将原本FSI的40%左右提高到将近60%的量子效率。(Reference: tsmc CIS)。量子效率光谱的分析可以帮助工程师判断不同工艺对感光能力的影响,并且确定BSI工艺的优势。(5) 利用量子效率光谱分析不同BSI工艺工艺对CIS图像芯片感光能力的影响Example-2 如上图。Omnivision 采用Wafer Level Quantum Efficiency Spectrum量子效率光谱分析采用TSMC 65nm工艺进行量产时,不同工艺工艺,对CIS图像芯片感光能力的影响。在1.4um像素尺寸使用BSI-1工艺与BSI-2的量子效率光谱比较下,可以显著的判断,BSI-2的量子效率较BSI-1有着将近10%的量子效率提升。代表着BSI-2的工艺可以让CIS图像芯片内部绝对感光能力可以提升10%((a)表)。此外,量子效率光谱是优化CIS图像芯片制造的重要工具。例如,在将BSI-2用于1.1um像素的工艺中,与1.4um像素的比较表明,在蓝光像素方面,BSI-2可以提供更高的感光效率,而在绿光和红光像素的感光能力方面,BSI-2的效果与1.4um像素相似。另外,Omnivision也利用量子效率光谱分析了TSMC 65nm工艺中不同BSI工艺工艺对CIS图像芯片感光能力的影响,发现BSI-2可以提高近10%的量子效率,从而使CIS图像芯片的感光能力提高10%。将BSI-2工艺用于1.1um像素的制造,并以量子效率光谱比较1.4um和1.1um像素。结果显示,使用BSI-2工艺的1.1um像素,在蓝色像素方面具有更高的感光效率,而在绿色和红色像素的感光能力方面与1.4um像素相近。这个结果显示,BSI-2工艺可以在保持像素尺寸的前提下提高CIS图像芯片的感光能力,进而提高图像质量。因此,利用量子效率光谱比较不同工艺工艺对CIS图像芯片的影响,可以为CIS制造优化提供重要参考。上图 Omnivision采用了Wafer Level Quantum Efficiency Spectrum量子效率光谱,以分析TSMC 65nm工艺在量产时,不同工艺工艺对CIS图像芯片感光能力的影响。通过这种光谱分析技术,Omnivision能够精确地判断不同工艺工艺所产生的量子效率差异,并进一步分析出如何优化CIS图像芯片的感光能力。因此,Wafer Level Quantum Efficiency Spectrum量子效率光谱分析是CIS工艺中一项重要的技术,可用于协助提高CIS图像芯片的质量和性能。(Reference: Omnivision BSI Technology.)B. Optical Crosstalk Inspection(1) 什么是Optical Crosstalk?CIS的optical cross-talk是指光线在图像芯片中行进时,由于折射、反射等原因,导致相邻像素之间的光相互干扰而产生的一种影响。(2) 为什么Optical Crosstalk的检测重要?在CIS图像芯片中,optical crosstalk是一个重要的问题,因为它会影响图像的品质和精度。optical crosstalk是由于像素之间的光学相互作用而产生的,导致相邻像素的光信号互相干扰,进而影响到像素之间的区别度和对比度。因此,降低optical cross-talk是提高CIS图像芯片品质的重要目标之一。(3) 如何利用QE光谱来检测CIS 的Crosstalk?量子效率(QE)光谱可用于检测CMOS图像传感器(CIS)的串音问题。通过测量CIS在不同波长下的QE,可以检测CIS中是否存在串音问题。当CIS中存在串音问题时,在某些波长下可能会观察到QE异常。在这种情况下,可以采取相应的措施来降低串音,例如优化CIS设计或改进工艺。缩小像素尺寸对于高分辨率成像和量子图像传感器是绝对必要的。如上图,TSMC利用45nm 先进CMOS工艺,来制作0.9um 像素用于堆叠式CIS。而optical crosstalk光学串扰对于SNR与成像品质有着显著的影响。因此,TSMC采用了一种像素工艺,来改善这种optical crosstalk光学串扰。结构如下图。结构(a)是控制像素。光的路径线为ML(Microlens)、CF (Color Filter)、PD(Photodiode, 感光层)。而在optical crosstalk影响的示意图,如绿色线的轨迹。光子由相邻的像素单元进入后,因为多层结构的折射,入射到中间的PD感光区,造成串扰讯号。TSMC设计结构(b) “深沟槽隔离(DTI)" 技术是为了在不牺牲并行暗性能的情况下抑制光学串扰。由(b)可以发现,DTI所形成的沟槽可以隔离原本会产生光学串扰的光子入射到中间的感光Photodiode区,抑制了串扰并提高了SNR。像素的横截面示意图 (a) 控制像素 (b)串扰改善像素。Wafer Level Quantum Efficiency Spectrum of two different structure CISs. 在该图中,展示了0.9um像素的量子效率光谱,其中虚线代表控制的0.9um像素(a),实线代表改进的0.9um像素(b)。由于栅格结构的光学孔径面积略微变小,因此光学串扰得到了极大的抑制。光学串扰抑制的直接证据,在量子效率光谱上得到体现。图中三个黄色箭头指出了R、G、B通道的串扰抑制证据。蓝光通道和红光通道反应略微下降,但是通过新开发的颜色滤光片材料,绿光通道的量子效率得到了提升。利用Wafer Level Quantum Efficiency Spectrum技术可以直接证明光学串扰的抑制现象。对于不同的CIS图像芯片,可以通过量子效率光谱测试来比较它们在不同波长下的量子效率响应,进而分辨optical crosstalk是否得到抑制。上图展示了0.9um像素的量子效率光谱,其中虚线代表控制的0.9um像素(a),实线代表改进的0.9um像素(b)。由于栅格结构的光学孔径面积略微变小,因此光学串扰得到了极大的抑制。光学串扰抑制的直接证据,在量子效率光谱上得到体现。图中三个黄色箭头指出了R、G、B通道的串扰抑制证据。C. Color filter quality inspection(1) 什么是CIS 的Color filter？CIS的Color filter是一种用于CIS图像芯片的光学滤光片。它被用于调整图像传感器中各个像素的光谱响应,以便使得CIS图像芯片可以感测和分离不同颜色的光,并将其转换为数字信号。Color filter通常包括红、绿、蓝三种基本的色彩滤光片。而对于各种不同filter排列而成的color filter array (CFA),可以参考下面的资料。最常见的CFA就是Bayer filter的排列,也就是每个单元会有一个B、一个R、与两个G的filter排列。Color filter在CIS图像芯片中扮演着非常重要的角色,其质量直接影响着图像的色彩再现效果。为了确保Color filter的性能符合设计要求,需要进行精确的光谱分析和质量检测。透过率光谱可以评估不同Color filter的光学性能 量子效率光谱可以检测Color filter与光电二极管的匹配程度。只有通过严格的质量检测,才能保证CIS芯片输出优质的图像。图 Color filter 如何组合在“Pixel"传感器中。一个像素单位会是由Micro Lens + CFA + Photodiode等三个主要部件构成。Color filter的主要作用是将入射的白光分解成不同的色光,并且选择性地遮挡某些色光,从而实现对不同波长光的选择性感光。(2) 为什么Color filter的检测重要?在CIS图像芯片中,每个像素上都会有一个color filter,用来选择性地感光RGB三种颜色的光线,从而实现对彩色图像的捕捉和处理。如果color filter的性能不好,会影响像素的感光度和光谱响应,进而影响图像的品质和精度。因此,优化color filter的性能对于提高CIS图像芯片的品质至关重要。Color filter 的检测是十分重要的,因为color filter 的品质和稳定性会直接影响到CIS 图像芯片的色彩精确度和对比度,进而影响整个图像的品质和清晰度。如果color filter 存在缺陷或不均匀的情况,就会导致图像中某些颜色的偏移、失真、色彩不均等问题。因此,对color filter 进行严格的检测,可以帮助制造商确保其性能和品质符合设计要求,从而提高CIS 图像芯片的生产效率和产品的可靠性。(3) 如何利用QE光谱来检测CIS 的Color filter quality?CIS的Color filter通常是由一种称为“有机色料"(organic dyes or pigments)的物质制成,这些有机色料能够选择性地吸收特定波长的光,以产生所需的颜色滤波效果。这些有机色料通常是透过涂布技术将它们沉积在玻璃或硅基板上形成彩色滤光片。量子效率(QE)光谱可以测量CIS在不同波长下的感光度,从而确定Color filter的品质和性能。正常情况下,Color filter应该能够适当地分离不同波长的光,并且在光学过程中产生较小的串扰。因此,如果在特定波长下的量子效率比预期值低,可能是由于Color filter的品质或性能问题引起的。通过对量子效率 (QE)光谱的分析,可以确定Color filter的性能是否符合设计要求,并提前进行相应的调整和优化。TSMC利用Wafer Level Quantum Efficiency Spectrum晶片级量子效率光谱技术,对不同的绿色滤光片材料进行检测,以评估其对CIS图像芯片的感光能力和光学串扰的影响。如上图,TSMC的CIS工艺流程利用Wafer Level Quantum Efficiency Spectrum的光谱技术,针对不同的绿色滤光片材料进行检测,以评估其对CIS图像芯片的感光能力和光学串扰的影响。晶圆级量子效率光谱显示了三种不同Color filter材料(Green_1, Green_2和Green_3)的特性。透过比较这三种材料,可以发现:(1) 主要绿色峰值位置偏移至550nm(2) 绿光和蓝光通道的optical crosstalk现象显著降低(3) 绿光和红光通道的optical crosstalk现象显著增加。通过对量子效率(QE)光谱的分析,可以确定Color filter的性能是否符合设计要求,并提前进行相应的调整和优化。以确保滤光片材料的特性符合设计要求,并且保证图像的品质和精度,提高CIS图像芯片的可靠性和稳定性。D. Si 晶圆厚度控制(1) 什么是Si 晶圆厚度控制?当我们在制造BSI CIS图像芯片时,需要使用一种称为"减薄(thin down)"的工艺来将晶圆变得更薄。这减薄后的晶圆厚度会直接影响CIS芯片的感光度,因此晶圆的厚度对图像芯片的感光性能和质量都有很大的影响。为了确保图像芯片能够正常工作,我们需要使用"Si 晶圆厚度控制"工艺来精确地控制晶圆的厚度。这样可以确保我们减薄出来的晶圆厚度能够符合设计要求,同时也可以提高图像芯片的产品良率。BSI的流程图。采用BSI工艺的CIS图像芯片,会有一道重要的工艺“减薄"(Thin down), 也就是将晶圆的厚度减少到一定的程度。(2) Si 晶圆厚度控制工艺监控中的量子效率检测非常重要在制造CIS芯片时,Si 晶圆厚度控制工艺的控制对于芯片的感光度有着直接的影响。这种影响可以透过量子效率光谱来观察,确保减薄后的CIS芯片拥有相当的光电转换量子效率。减薄后的晶圆会有一个最佳的厚度值,可以确保CIS芯片拥有最佳的光电转换量子效率。使用450nm、530nm和600nm三种波长,可以测试红色、绿色和蓝色通道的量子效率。实验结果显示了不同减薄厚度的CIS在蓝光、绿光、红光通道的量子效率值的变化。减薄厚度的偏差会对CIS的感光度产生直接的影响,进而影响量子效率的值。因此,量子效率的检测对于Si 晶圆厚度控制工艺的监控至关重要,以确保制造的CIS芯片具有稳定和一致的质量。下图显示了在不同减薄厚度下CIS图像芯片在蓝、绿、红三个光通道的量子效率值变化。蓝光通道的量子效率值是利用450nm波长测量的,当减薄后的厚度比标准厚度多0.3um时,其量子效率值会由52%下降至49% 当减薄后的厚度比标准厚度少0.3um时,蓝光通道的量子效率只略微低于52%。红光通道的量子效率值是利用600nm波长测量的,发现红光通道的表现在不同厚度下与蓝光通道相反,当减薄后的厚度比标准厚度少0.3um时,红光通道的量子效率显著地由44%下降至41%。在较厚的条件(+0.3um)下,红光通道的量子效率并没有显著的变化。绿光通道的量子效率值是以530nm波长测量的,在三种厚度条件下(STD THK ± 0.3um),绿光通道的量子效率没有显著的变化。利用不同的Si晶圆厚度(THK)对CIS图像芯片的量子效率进行测试,测试波长分别为600nm、530nm和450nm,并且针对红色、绿色和蓝色通道的量子效率进行评估。结果显示,在绿光通道方面,Si晶圆厚度的变化在±0.3um范围内,530nm波段的量子效率并未有明显变化。但是,在红光通道方面,随着Si晶圆厚度的下降,量子效率会有显著的下降。而在蓝光通道450nm的情况下,量子效率会随着Si晶圆厚度的下降而有显著的下降。这些结果表明,Si晶圆厚度对于CIS图像芯片的量子效率有重要的影响,且不同通道的影响程度不同。因此,在制造CIS图像芯片时需要精确地控制Si晶圆厚度,以确保产品的质量和性能。

p & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 5月26日，中国科学院条件保障与财务局组织专家对中国科学院新疆理化技术研究所承担的中科院科研装备研制项目“晶片级器件辐照及辐射效应参数提取设备”进行了验收。 /p p 　　验收专家组现场考核了仪器设备的技术指标，认真听取了项目工作报告，经质询和讨论，专家组一致认为该设备同时实现了晶片级器件辐照试验、器件特性参数在线提取功能，在国内率先突破了晶片级器件加电偏置辐照技术，为器件辐射效应精确建模、商用代工线的抗辐射性能评估提供了有效的测试手段 研制的设备可适用不同种类器件的辐照，具有结构一体化、操作自动化的特点，全部技术指标均达到或优于预期目标。之前国内由于不具备适用于器件辐射效应提参建模的试验平台，无法在器件设计、流片阶段给出加固建议，评估抗辐射性能，一定程度上增加了研发成本，延长了生产周期。该设备突破了这一技术瓶颈，填补了该领域的国内空白，为晶片级器件辐照、提参提供试验条件，形成面向抗辐射器件研制全过程的辐射效应试验评估、提参建模共性技术服务平台，为元器件设计加固工艺的发展提供试验技术支撑。 /p p 　　该设备已成功应用于中科院微电子研究所、中电集团44所、杭州电子科技大学、长光辰芯光电公司等单位的微纳MOS器件、CCD器件、CMOS图像传感器、半导体射频电路的辐射效应评估验证，获得了用户的高度认可，为国产抗辐射器件的研制与试验评估提供了有效的试验手段。 /p p br/ /p

p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 2019年12月30日，中关村天合宽禁带半导体技术创新联盟发布《SiC晶片的残余应力检测方法》等六项团体标准的公告。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" text-indent: 2em " 根据《中关村天合宽禁带半导体技术创新联盟团体标准管理办法》的相关规定，批准发布《 /span span style=" text-indent: 2em text-decoration: underline " a href=" https://www.instrument.com.cn/download/shtml/929877.shtml" target=" _self" style=" color: rgb(0, 176, 240) " span style=" text-decoration: underline text-indent: 2em color: rgb(0, 176, 240) " SiC 晶片的残余应力检测方法 /span /a /span span style=" text-indent: 2em " 》、《 /span span style=" text-indent: 2em text-decoration: underline " a href=" https://www.instrument.com.cn/download/shtml/929876.shtml" target=" _self" style=" color: rgb(0, 176, 240) " span style=" text-decoration: underline text-indent: 2em color: rgb(0, 176, 240) " 功率半导体器件稳态湿热高压偏置试验 /span /a /span span style=" text-indent: 2em " 》、《 /span span style=" text-indent: 2em text-decoration: underline " a href=" https://www.instrument.com.cn/download/shtml/929874.shtml" target=" _self" style=" color: rgb(0, 176, 240) " span style=" text-decoration: underline text-indent: 2em color: rgb(0, 176, 240) " 碳化硅单晶抛光片表面质量和微管密度检测方法-激光散射检测法 /span /a /span span style=" text-indent: 2em " 》、《 /span span style=" text-indent: 2em text-decoration: underline " a href=" https://www.instrument.com.cn/download/shtml/929879.shtml" target=" _self" style=" color: rgb(0, 176, 240) " span style=" text-decoration: underline text-indent: 2em color: rgb(0, 176, 240) " 导电碳化硅单晶片电阻率测量方法—非接触涡流法 /span /a /span span style=" text-indent: 2em " 》、《 /span span style=" text-indent: 2em text-decoration: underline " a href=" https://www.instrument.com.cn/download/shtml/929875.shtml" target=" _self" style=" color: rgb(0, 176, 240) " span style=" text-decoration: underline text-indent: 2em color: rgb(0, 176, 240) " 碳化硅单晶抛光片表面质量和微管密度测试方法——共焦点微分干涉光学法 /span /a /span span style=" text-indent: 2em " 》、《 /span span style=" text-indent: 2em text-decoration: underline " a href=" https://www.instrument.com.cn/download/shtml/929872.shtml" target=" _self" style=" color: rgb(0, 176, 240) " span style=" text-decoration: underline text-indent: 2em color: rgb(0, 176, 240) " 半绝缘碳化硅单晶片电阻率非接触测量方法 /span /a /span span style=" text-indent: 2em " 》六项团体标准。上述六项标准自 2019年12月27日发布，自2019年12月31日起实施。 /span /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " span style=" text-indent: 2em " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202001/uepic/ea557aa9-6015-4978-9a32-2ea73126dd75.jpg" title=" 1.PNG" alt=" 1.PNG" / /span img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202001/uepic/8fb0d7e2-57e9-402b-b22e-ec8bc3d929f0.jpg" title=" 1.PNG" alt=" 1.PNG" width=" 500" height=" 701" border=" 0" vspace=" 0" style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 500px height: 701px " / /p p style=" line-height: 16px " 附件： img style=" vertical-align: middle margin-right: 2px " src=" /admincms/ueditor1/dialogs/attachment/fileTypeImages/icon_pdf.gif" / a style=" font-size:12px color:#0066cc " href=" https://img1.17img.cn/17img/files/202001/attachment/8fd0a790-9ffe-4be1-bb90-ecd89694d798.pdf" title=" 关于批准发布SiC晶片的残余应力检测方法等六项团体标准的公告1227.pdf" 关于批准发布SiC晶片的残余应力检测方法等六项团体标准的公告1227.pdf /a /p

2015年12月10日，英国豪迈的眼科玻璃透镜品牌沃爱康光学公司发布了Volk?1一次性直接成像囊膜和虹膜切开镜片，能在激光手术中实现高分辨率成像。在Volk1镜片中，沃爱康生产的光学器件减少疾病传播，无需再次处理，兼具品质及一次性无菌镜片的安全与便捷。沃爱康最新研发的Volk1一次性直接成像囊膜和虹膜切开镜片。为了减少疾病传播，监管机构和医院组织正越来越多地要求使用一次性医疗设备（如果可用），而不是回收可重复使用的医疗设备。Volk1镜片消除了传染病交叉感染的可能性以及繁琐昂贵的再次处理程序。设备、劳动力以及妥善处置与处理可重复使用的医疗设备有关的有机溶剂消毒剂的费用超出了一次性医疗设备的费用。Volk1囊膜切开镜片的放大倍率为1.57x，激光光斑为0.63x，因此激光束可以精确地分布在囊袋中。对于激光虹膜切开手术，Volk1虹膜切开镜片可以在1.70x的放大倍率下通过周边虹膜激光光斑为0.58x的高放大倍率成像。Volk1囊膜和虹膜切开镜片以十对为一组，在盒子中进行预先消毒，然后单独密封在特维强袋中。沃爱康公司在有限时间内免费提供镜片样品包。Volk1一次性直接成像囊膜和虹膜切开镜片最先在美国的俄亥俄州曼托市投产，更多关于此镜片的信息，请索取免费样品包，或直接向沃爱康公司致电010-51261868，或发邮件至maggie.bai@halma.cn。关于沃爱康和英国豪迈：沃爱康光学公司（Volk Optical）是眼科诊断和治疗用非球面眼科镜片以及便携式诊断成像设备领域的业界领军企业。公司凭借玻璃镜头结构以及双面非球面的专利技术实现了最高分辨率成像，并为精确诊断、治疗和外科手术提供最佳立体影像。沃爱康公司的便携式电子数码显像设备为眼科、验光以及一般医学的未来奠定了基础。公司总部位于美国俄亥俄州曼托市，其代表办事处和经销商遍布全球。沃爱康是英国豪迈（Halma）的子公司，隶属于豪迈的医疗设备事业部。1894年创立的英国豪迈如今是安全、医疗、环保产业的投资集团，伦敦证交所中唯一在过去30多年股息年增长5%的上市公司。集团在全球拥有5000多名员工，近50家子公司，在中国的上海、北京、广州、成都和沈阳设有区域代表处，且在上海、北京、保定、深圳等地建立了多家工厂。

2021年6月3日下午，《碳化硅晶片位错密度检测方法 KOH腐蚀结合图像识别法》、《碳化硅衬底基平面弯曲的测定 高分辨X射线衍射法》两项标准工作会成功召开。与会人员围绕标准草案的范围、术语与定义、试验方法等内容进行充分讨论，并提出了诸多修改意见。来自广州南砂晶圆半导体技术有限公司、山东大学、深圳第三代半导体研究院、芜湖启迪半导体有限公司、浙江博蓝特半导体科技股份有限公司、国宏中宇科技发展有限公司等单位的多位专家参加了会议。对位错缺陷进行有效的表征与分析对单晶工艺及外延工艺改进优化进而提高器件性能至关重要。位错具有随机分布且密度量级大的特征，随着单晶尺寸的增大，人工统计位错密度的困难增加，过少的统计区域则又无法代表整个晶片的位错密度，《碳化硅晶片位错密度检测方法 KOH腐蚀结合图像识别法》规定了用化学择优腐蚀结合图像识别法检测碳化硅晶片中位错密度，适用于4H及6H-SiC晶片材料中位错检测及其密度统计。对于碳化硅材料只有掌握了基平面弯曲的特性，才能够深入了解基平面弯曲产生的原因，提供单晶生长条件优化的方向，进而提升单晶质量。《碳化硅衬底基平面弯曲的测定 高分辨X射线衍射法》适用于正向及偏向的6H和4H-SiC单晶衬底中基平面弯曲的检测，填补我国以高分辨X射线衍射法表征SiC单晶片的晶面弯曲特性领域的空白。

2022年1月13日，根据中关村天合宽禁带半导体技术创新联盟（以下简称“宽禁带联盟”）团体标准制定工作程序要求，联盟秘书处组织召开了宽禁带联盟2022年度第一次团体标准评审会。本次评审会采取线上评审的形式，分别对《碳化硅单晶片X射线双晶摇摆曲线半高宽测试方法》等五项团体标准进行了研讨及审定。线上评审评审会由宽禁带联盟秘书长刘祎晨主持，厦门大学张峰教授、中国科学院物理研究所王文军研究员、中国科学院半导体研究所金鹏研究员、孙国胜研究员、刘兴昉副研究员、国网智能电网研究院有限公司杨霏教授级高工、中科院电工所张瑾高工、工业和信息化部电子第四研究院闫美存高工、北京聚睿众邦科技有限公司总经理闫方亮博士、北京天科合达半导体股份有限公司副总经理刘春俊研究员、国宏中宇科技发展有限公司副总经理赵子强、北京世纪金光半导体有限公司技术主任何丽娟、北京三平泰克科技有限责任公司郑红军高工等宽禁带联盟标准化委员会委员参加了本次会议。会上，各牵头起草单位代表就标准送审稿或草案的编制情况进行了详细汇报，与会专家针对标准技术内容、专业术语、技术细节、标准格式、标准规范等内容等方面进行了深入的讨论，并提出了很多宝贵意见，最后经联盟标准化委员会与会委员表决，形成如下决议：1. 通过《碳化硅单晶片X射线双晶摇摆曲线半高宽测试方法》（牵头单位：国宏中宇科技发展有限公司）一项送审稿审定；2. 通过《碳化硅外延层载流子浓度测试方法-非接触电容-电压法》、《碳化硅栅氧的界面态测试方法—电容-电压测试法》（牵头单位：芜湖启迪半导体有限公司），《金刚石单晶片X射线双晶摇摆曲线半高宽测试方法》、《金刚石单晶位错密度的测试方法》（牵头单位：中国科学院半导体研究所）四项草案初审。同时标准化专家组建议各标准工作组要根据专家审查意见对各项标准进一步修改完善，尽快形成报批稿或征求意见稿，报送至联盟秘书处。联盟将按照标准制定工作计划进度要求，有条不紊地推动标准工作。宽禁带联盟一直以来都高度重视团体标准工作的发展，有责任和义务不断提升标准化水平，为引领行业技术发展提供重要支撑。同时，联盟也将积极探索推进与国标委的互动，协同推动优秀的团体标准上升为行业标准、国家标准，不断提升国家标准的水平。

近日，由北京理工大学牵头提案的《电动汽车用碳化硅（SiC）电机控制器评测规范》以及由广州南砂晶圆半导体技术有限公司牵头提案的《导电型4H碳化硅衬底及外延晶片基平面位错密度的测定 化学腐蚀法》两项团体标准提案，经CASA标准化委员会（CASAS）管理委员会投票，根据《CASAS管理和标准制修订细则》，两项联盟团体标准投票通过立项，分配编号分别为：CASA 012、CASA 013。据了解，第三代半导体产业技术创新战略联盟（CASA）是2015年9月9日，在国家科技部、工信部、北京市科委的支持下，由第三代半导体相关的科研机构、大专院校、龙头企业自愿发起筹建的“第三代半导体产业技术创新战略联盟”（以下简称“联盟”）在北京国际会议中心举行了成立大会。 科技部曹健林副部长、高新司赵玉海司长、科技部高技术研究发展中心秦勇主任，北京市科学技术委员会闫傲霜主任，中国科学与科技政策研究会李新男副理事长等领导出席了成立大会。南京大学郑有炓院士代表45家发起机构单位正式宣布第三代半导体产业技术创新战略联盟成立。科技部曹健林副部长、南京大学郑有炓院士、北京市科学技术委员会闫傲霜主任、北京半导体照明科技促进中心吴玲主任共同为联盟揭牌。以下为通知原文：联盟两项团体标准提案获管理委员会投票通过各有关单位：由北京理工大学牵头提案的《电动汽车用碳化硅（SiC）电机控制器评测规范》以及由广州南砂晶圆半导体技术有限公司牵头提案的《导电型4H碳化硅衬底及外延晶片基平面位错密度的测定 化学腐蚀法》两项团体标准提案，经CASA标准化委员会（CASAS）管理委员会投票，根据《CASAS管理和标准制修订细则》，两项联盟团体标准投票通过立项，分配编号分别为：CASA 012、CASA 013。 标准提案投票具体情况为： 1、电动汽车用碳化硅（SiC）电机控制器评测规范：应投25票，实投21票，赞成19票，反对1票，弃权1票。 2、导电型4H碳化硅衬底及外延晶片基平面位错密度的测定 化学腐蚀法：应投25票，实投21票，赞成19票，反对0票，弃权2票。立项通知请查看附件：附件1.关于《导电型4H碳化硅衬底及外延晶片基平面位错密度的测定 化学腐蚀法》联盟团体标准立项的通知附件2.关于《电动汽车用碳化硅（SiC）电机控制器评测规范》联盟团体标准立项的通知

我们知道，采用手机便携式的拍照方式，已成为人们大众很重要的生活方式。然而，采用手机拍照方便的同时，人们对照片质量的苛求并没有降低。所以，如何提高手机的拍照质量是各大手机厂商关注的重点问题。为此，对于此类相关的检测技术也孕育而生，而汉谱公司手机闪光灯镜片二次光学色温照度分析，就是该检测技术的成功典范。 　　2012年6月29日，汉谱公司为旭瑞光电科技有限公司量身定做的项目：&ldquo 手机闪光灯镜片二次光学色温照度分析&rdquo 顺利经过客户的验收，并交付使用。 　　旭瑞光电科技有限公司主营光学塑胶模具制作、光学塑胶镜片生产、光学镜头开发制造。产品主要应用于手机、数码相机、汽车、医疗、电脑、监控、扫描灯各种光学镜头及LED应用照明等电子产品。 　　汉谱自主研发的HP-L100色彩照度计是一款应用于照明光源测试的便携式仪器，主要用于测量光源的三刺激值、照度、色差、相关色温及色度。操作简单，携带方便，具有很大的测量范围：0.1~99990lx，且能够最多同时支持30个测量探头工作，可对光源进行单点测试评估 可用多个探头组合布满需要测试的平面进行整个面的光源评估 可建立有线无线网络进行测量。 　　汉谱的HP-L100色彩照度计完全满足了旭瑞光电科技有限公司对于产品提出的实际应用要求：一、13个探头能同时测量手机闪光灯照度及色温的最大值 二、主机显示13个探头测量的照度和色温值 三、 PC软件测试13个探头的照度和色温值，对测量数据保存为EXCEL格式数据 四、探头以有线的方式连接主机 五、Ev的重复性为1%，台间差：Ev：2%。 　　此项目为有线多点的应用，针对客户的要求，在闪光灯闪灯的过程中，通过HP-L100色温照度计抓取闪光灯通过透镜模组发出光的Ev的最大值和相应的色温值。在测试的过程中， HP-L100色温照度计设置一段时间间隔，采集到测得该段时间内Ev的最大值和色温值 在此项目中，添加了单次测量和多次测量。 　　汉谱的研发团队仅用一个多月的时间就完成了整个项目的开发。这不仅基于汉谱拥有一支强大研发团队，更是汉谱服务精神全体贯彻的体现：想客户之所想，急客户之所急!优质、完善的项目服务，是我们获得客户信赖的基础。 下图为：一个主机，13个探头，测量各设置点的色温及照度值

由于眼视光镜片需要在人眼中使用，质量控制尤为重要，高精度加工和检测是高质量的保证。 阿美特克旗下多品牌仪器皆可助力眼视光镜片的加工和品控。此次讲座将涵盖STERLING超精密车床在眼视光镜片制造与加工中的应用，TAYLOR HOBSON三维非接触测量技术助力眼视光镜片面形控制的提升，以及MOCON对隐形眼镜透氧性能的解析。 6月16日14:00-16:00，STERLING & TAYLOR HOBSON & MOCON的专家将为大家带来精彩的线上直播，期待您扫码报名参与~

降雨传感如遇降雨天气，系统收集的数据为无效数据。HT8700增设降雨识别芯片，通过传感装置实时反馈至系统，并将降雨期间收集的数据特殊标注，便于使用者筛选有效数据。镜片加热在野外工作过程中会遇到低温条件，普通镜片易积水雾，影响镜片反射效率。开发加热系统，增设加热组件，可将镜片温度提至高于环境温度10℃。确保红外线反射能力不受低温影响，使仪器分析结果更精准、更可靠。点击查看新功能说明【点击查看】中国农业大学：华北农区开展秋冬季地气氨交换通量高频观测【点击查看】中科院大气所：亚热带稻田施肥期间氨排放通量【点击查看】湖北农科院：国家农业环境潜江观测实验站建设

美国麻省理工学院一个跨学科团队开发出一种低温生长工艺，可直接在硅芯片上有效且高效地“生长”二维（2D）过渡金属二硫化物（TMD）材料层，以实现更密集的集成。这项技术可能会让芯片密度更高、功能更强大。相关论文发表在最新一期《自然纳米技术》杂志上。这项技术绕过了之前与高温和材料传输缺陷相关的问题，缩短了生长时间，并允许在较大的8英寸晶圆上形成均匀的层，这使其成为商业应用的理想选择。新兴的人工智能应用，如产生人类语言的聊天机器人，需要更密集、更强大的计算机芯片。但半导体芯片传统上是用块状材料制造的，这种材料是方形的三维（3D）结构，因此堆叠多层晶体管以实现更密集的集成非常困难。然而，由超薄2D材料制成的晶体管，每个只有大约三个原子的厚度，堆叠起来可制造更强大的芯片。让2D材料直接在硅片上生长是一个重大挑战，因为这一过程通常需要大约600℃的高温，而硅晶体管和电路在加热到400℃以上时可能会损坏。新开发的低温生长过程则不会损坏芯片。过去，研究人员在其他地方培育2D材料后，再将它们转移到芯片或晶片上。这往往会导致缺陷，影响最终器件和电路的性能。此外，在晶片规模上顺利转移材料也极其困难。相比之下，这种新工艺可在8英寸晶片上生长出一层光滑、高度均匀的层。这项新技术还能显著减少“种植”这些材料所需的时间。以前的方法需要一天多的时间才能生长出一层2D材料，而新方法可在不到一小时内在8英寸晶片上生长出均匀的TMD材料层。研究人员表示，他们所做的就像建造一座多层建筑。传统情况下，只有一层楼无法容纳很多人。但有了更多楼层，这座建筑将容纳更多的人。得益于他们正在研究的异质集成，有了硅作为第一层，他们就可在顶部直接集成许多层的2D材料。

半导体硅晶圆大厂合晶7月3日宣布，响应地缘政治布局在两岸扩建的12英寸硅晶圆厂，可望在2025年底完成、2026年量产，迎接下波半导体荣景。合晶董事长焦平海受访时表示，合晶已走过半导体景气谷底，第二季度运营明显回升，虽然未呈现V型反转，却已重回上升轨道。耕耘中国大陆市场20多年的合晶，应地缘政治变化，去年同步在中国台湾彰化二林及河南郑州兴建12英寸晶圆厂，随着全球半导体区域布局陆续底定及进入量产阶段，硅晶圆下单量回升，去年下半年半导体修正期宣告结束。合晶总经理张宪元说，彰化二林厂将于2025年底完工，月产能20万片，主要供应包括台积电、联电、力积电和英飞凌、安森美、意法半导体等国际客户；郑州厂也预计2025年底至2026年完工，月产能20万片，主要供应大陆地区客户。焦平海表示，合晶为加强集团整体运作，配合今年2月上海合晶在中国大陆上市，公司将执行内部竞合分工策略，达成公司加速成长目标。 因应地缘政治，为接轨全球供应链，将朝市场差异化规划 产品技术差异化部分，会在既有8英寸及12英寸优势产品进行技术优化，提升产品质量和良率，降低成本，拉大与竞争者差距。合晶新产品技术资深处长徐文浩表示，合晶在化合物半导体也获得技术重大突破，将主攻应用最广的氮化镓磊晶领域，包括硅基氮化镓、碳化硅基氮化镓等，并与策略伙伴共同开发氮化镓应用方案及特殊碳化硅基板技术，抢占新一代半导体新材料商机。此外，合晶转投资硅基氮化镓磊芯片和模组厂鸿镓科技，及瑞典碳化硅基氮化镓磊晶片厂SweGaN，卡位高频、高压电动车逆变器及电源管理芯片。焦平海强调表示，今年运营谷底已过，第二季度运营已明显季增，预期下半年可望稳定成长。

哈佛大学的科学家们，更准确的说是物理学家们，已经成功研发出一种超薄镜头，厚度仅60纳米，比一张纸更薄，与人类的发丝差不多，更令人震惊的是，这将是完全没有畸变的镜头。 　　几个世纪以来，成像技术受制于玻璃镜片的发展已是不争的事实，甚至是最新的光纤技术也逃脱不了材料的限制。不过近日，哈佛大学工程与应用物理学的几名高级研究员组成的联合小组试图打破这个传统，他们打算制造一组完全没有畸变的镜头。 　　这种镜头的原理是在表面覆盖一层液体硅的“黄金天线”——成V型结构，这些天线能够收集光线，短时间存储光线，然后把光线向新的方向发射出去。其优势除了几乎没有体积外，还有一个更重要的特性—没有畸变： 　　“平面镜头消除了传统广角镜头的光学畸变，例如鱼眼效果。像散和慧差同样也不存在，所以其成像或信号非常准确，也不需要复杂的校正技术。” 　　首席科学家Francesco Aieta表示，这项技术也许有一天“会用一个平面代替所有光学系统中的镜片”。 　　如果未来这种技术可以实现量产的话，将大大改善相机在设计过程中的体积和画质均衡的难题。 　　研究组制造了一个全新的60纳米厚的硅透镜，然后将微小的镀金天线蚀刻在硅的表面。由于整体的结构和尺度都是纳米级别，因此该镜片的结构在规模上要比光线的波长还要薄。而每个镀金天线都是一个微型谐振器，而硅透镜表面的镀金天线又具有不同类型的梯度，因此，当光线进入之后可以有效弯曲。从传统的光学设计而言，便是硅透镜与空气之间发生了相移。在这样的情况下，通过接口结合相位不连续的渐变，理论上可以控制光的反射和折射。光线的反射和折射定律受到了巨大挑战。 　　如果最终的研究转化为生产力，那么未来也许有一天，它可能替代目前的各种光学产品，从显微镜到望远镜。

“2024中国检测技术与半导体应用大会暨半导体分析检测仪器与设备发展论坛”于2024年7月11-13日在上海虹桥新华联索菲特大酒店隆重举行。大会以“大会报告+分会报告+产品展览+高校科技成果展示+学术墙报+晚宴交流”的形式召开，91个口头报告专家及15个提供墙报的学生，分别来自于半导体检测领域知名科研院校、半导体制造企业、半导体检测企业等。大会设立了包括集成电路晶圆级缺陷检测技术、半导体器件可靠性及失效分析、集成电路先进制造及封装技术、半导体检测设备及核心零部件等在内的15个分会场报告，多样的报告主题讨论极大促进了与会者之间的互动交流和融合创新。会场外也精心布置了国内多家知名企业展位，如安捷伦、珀金埃尔默、北方华创等，他们纷纷展示了各自在半导体量检测领域的新技术、新设备。会议期间，仪器信息网特别采访了光库智能科技（南阳）有限公司总经理何贵明。在采访中，何老师就光库智能在半导体量检测设备领域提供的产品和解决方案，其主要技术、创新点和应用场景，如何实现国产替代以及公司最近一年取得的成就和未来发展规划等话题进行了深入的交流和分享。以下是现场采访视频：丰富的镜头产品系列仪器信息网：近年来，贵公司在半导体量检测方面提供了哪些新的解决方案或产品？何贵明老师：大家好，我们光库智能主要是针对超高精密的检测领域提供精密零部件，主要是指光学系统，特别具有代表性的就是照明和成像。具体的产品系列我们是这样，第一个是大表面的高分辨率的镜头系列。我们针对日本的厂商做了一系列的替代性的产品，其中最具代表性的就是目前我们推出的配6500万像素，光学分辨率达到1.3微米，还有就是配1亿像素，光学分辨率达到1.5微米的这么一个系列产品。第二个系列是针对半导体晶圆检测里面的高反光的特点，这个部分我们也设计了一系列的产品，最具代表性的镜它的光学分辨率可以达到5微米以下，视野范围达到几十个毫米。它对半导体表面反射这种高反特点，可以很好的把缺陷及特征给提取出来。第三个系列是我们的投影光机系列，因为在半导体检测里面，除了2D检测以外，还有3D测量，3D测量里面有一个很重要的是结构光，而产生结构光的模式可能主要来自于投影光机，针对这种偏轴投影光机我们有一个行业突破，这个部分产品里面最代表性的是我们的4710系列，它可以实现高分辨率的投影测量。还有我们的这种高度定制化的产品。因为目前在半导体检测领域里面，多数的产品它是定制化的，而定制化有一个最重要的特点，就是它不仅仅是单倍率了，针对多倍率的这种成像镜头，它要一个镜头适配不同的相机，而且是同时的，这种情况下就需要有大量的镜片需要兼容不同的倍率，不同的视野范围，不同的分辨率，不同的相机，这一种产品是我们的特色，目前也得到客户的广泛好评。理论创新和精密镜片制造是独到之处仪器信息网：其产品运用的主要原理与技术有哪些？有哪些创新点？何贵明老师：我们用的核心技术原理有这么几点，第一个就是我们的照明光学，照明光学其实包含这几大部分，成像光学里面的几何光学和相差理论，光度学、色度学。照明光学是一个极其复杂的光学学科，它不但要涉及到对光的能量的整合，还需要对光的方向，光的能量均匀性，以及人的密度、角度、均匀性等一系列的进行综合的整合起来。还有就是要考虑它的衍射，照明光学是一个复杂的学科，目前能够在照明光学做的比较好的，国内是比较少的。第二个部分就是我们的成像光学，成像光学它又夹杂着几何光学相差理论和物理光学的部分，我们目前能够做高分辨率的这种镜头一直以来是被国外所垄断，它有一个很重要的原因是因为我们的这个行业的理论创新程度不够，这个是我们长年累月积攒下来的行业经验以及理论基础所能够达到的一个结果。还有一个部分是精密镜片的加工，我们光库智能在精密镜片加工方面有很深厚的技术积累，我们的创始人大股东他是在镜片加工这个领域里面有着20多年的从业经历，以及在一些国内著名的这种公司都有过这种总监级的这种工作经历，所以说我们在镜片加工方面有了独到之处。目前国内精密镜片部分我们的市场份额也是非常大，所以综合起来，我们的镜头的结果创新是来自于理论创新，以及我们对镜片本身上制造的一个理解，这是我们的独到之处。为半导体量检测设备提供“眼睛”仪器信息网：贵公司产品在半导体检测方面有哪些应用场景？何贵明老师：半导体晶圆加工的生产制程非常长，每一个生产制程它都可能会产生一些缺陷，对这些缺陷都需要进行检测测量，在每一个测量环节它都必不可少的，需要半导体的检测设备，在整个所有的半导体检测设备中，光学检测设备占了整个半导体检测设备的75%以上。而在半导体光学检测设备中，光学系统本身它占据了整个半导体设备部门成本的25%以上，它又占据了我们半导体检测设备的核心卡脖子的一个位置。我们可以提供什么样的产品在这里面？第一个就是因为现在半导体检测它是一个综合性的，包括2D检测、3D检测以及AI算法在这里面综合起作用。在每一个环节我们都需要精密的光学系统，比如用于2D测量的我们的高分辨率的检查镜头，因为在我们所有的检测测量里面有两个永恒的主题，第一个是更高精度，第二个是更快速度，那更高精度更快速度，第一个来源于就是我们的大靶面的高分辨率的这种镜头。第二个部分如果对于3D测量，我们可以提供两类产品，第一个3D测量里面的投影光机，它是结构光的主要来源者，第二个部分就是成像镜头。在3D测量系统里面结构光机和成像镜头是最主要的两个零部件。第三个部分是什么？在很多半导体设备里面它需要测一些膜厚，膜厚的测量目前主要来自于椭偏仪，而精密椭偏仪上面也需要精密的镜头，我们也会提供椭偏仪上面的精密镜头。总之就是在半导体检测领域里面，2D、3D以及AI它都需要精密的成像拍照，而我们提供就是成像拍照用到的光学镜头以及照明系统。四大核心技术助力实现国产化替代仪器信息网：看到您展位上有提到国产替代，请问贵公司是如何实现的？ 何贵明老师：在自动化的高精密半导体检测设备中，我们有很多镜头可以使用，但是在超精密这里面其实只有一类镜头是最适合的，就是双远心镜头。双远心镜头从它自身的原理来讲，它对震动不敏感。因为非远心的镜头它会存在一个精度高测不准的问题，在不同的高度它的测量值不一样，它在每一个高度测量精度很高，但是它值不一样，双远心镜头可以很好的规避这个问题。在这个领域里面，国内的镜头做的确实是有所欠缺。在我们这个领域有几个重要指标，第一个一定要大范围，我们一次性拍照拍很大范围；第二个一定要高分辨率，光学分辨率高，我们最终设备的测量精度就会很高。第三个方面是我们的镜头系列一定要多，一定要提供高度定制化的一个产品给客户。基于这些国内也做了很多工作，但是迟迟进展不是很好，为什么我们可以做到全系列国产替代呢？其实是基于这几个原因，第一个就是我们的理论积累，我们公司主要的技术人员，一个是我，另外一个是我搭档赵博士。我先介绍一下我自己的经历，就是我本科是长春理工大学光学工程毕业的，长春理工大学是一个由中国光学之父王大珩先生所创立的一个以光学教学为主的学校。然后硕士是在哈尔滨工业大学，我们是做航天光学，做的也是超分辨率的一些大口径的航天镜头。工作之后我是在半导体封测方面工作了很多年，所以说在理论积累方面我们是比较深厚的。我另外一个搭档他本科也是长春理工，硕士和博士是在中科院西安光机所，他在光学理论积累方面也非常深厚，这是第一个部分。第二个部分就是精密的镜片制造。我们的另外一个创始人也是我们大股东，他是在国内镜片制造加工这个领域里面工作了20多年的，在镜片制造方面我们经验非常丰富，而且我们配备了很多先进的国外镜片制造设备，以及镜片本身的量测设备，在这个部分是保证了我们在镜片制造方面能够达到一个比较先进水平。第三个部分是精密装调技术，镜片在镜头本身生产制造过程中非常重要，而精密装调又搭配着精密评测，精密评测和精密装调是一个相互迭代的过程。我们知道全世界做镜头质量评测最厉害的公司就是德国的全欧光学，我是全欧光学中国区的研发总监，到目前为止我也是创新中国区的唯一一个研发总监，在整个中国光学界我是独一份。因为我们了解镜头的精密评测，所以说我们对精密镜头的精密装调，我们就非常了解。加上我们的精密评测技术，所以说我们最终集合这四大技术，第一个就是我们的理论积累理论创新，第二个部分就是我们的镜片的精密制造，第三个部分是镜头的精密装调，第四个部分是镜头的精密评测，这4大技术方面我们有非常深厚的积累，所以说从结果上看，我们确实是做到了可以全系列替代国外产品的程度。深耕半导体量检测设备光学原理，实现更大突破仪器信息网：贵公司近一年取得了哪些成就？未来有哪些规划？何贵明老师：我们光库智能产品规划最开始我们是做一些精密的零配件，特别是精密晶片的制造这方面，我们做了很多工作，目前市场占有率已经非常高了。今年我们开始陆续的推出这种超高精密的镜头，我们目前瞄准的主要是半导体检测量测这个领域，国内一个半导体量测检测设备的头部企业，他们的一个资深副总裁在去年他们的年会上讲了一句话，就是说我国目前半导体检测量测领域里面最重要的问题是我们的一些精密零部件还需要国产突破，他特别提到两点，第一个就是镜头，第二个是光源。他觉得这个部分现在国内无法突破，需要国家大力投入来突破整个半导体检测领域里面的卡脖子的一个问题，这个部分我们也迅速捕捉到信息，迅速组织人力物力来做这方面的研发，加上我个人本身一直在做半导体检测，所以说我们很快就推出了新产品，超高精密的这种半导体检测镜头。我们未来规划是这样子的，就是瞄准半导体检测设备的光学原理，第一个部分是2D测量，对于2D测量，我们会推出全系列的大面阵的线扫描的这种高分辨率高倍率的镜头。第二个部分我们会配合客户推出这种大跨度的双倍率三倍率以及多倍率的这种高分辨率的镜头。第三个部分是因为现在半导体检测，还有一个就是3D测量广泛应用，而我们在3D测量技术沉淀方面我们有独到的优势，其中第一个部分是结构光的3D测量，这个部分我们也推出了精密的偏轴投影光机，这个部分高亮度、高分辨率大靶面的偏轴投影光机，我们在整个行业里面是国内唯二可以提供的，另外一家也是一个很厉害的公司，但是我们的精度会超出远远超过另外一家。还有针对目前比较火爆的线扫描的彩色工具胶，这个部分的高精密成像系统，我们的研发是很早的，技术积累已经有十几年了，这个部分我们会领先于整个行业。第四个部分就是针对刚刚讲的另外一个系列，高反光的系列，因为我们的晶圆都是高反光面的，对于高反光面的检测，这个是整个行业里面是一个老大难的问题，它有传统的就只有三种方法，对于高反光面的缺陷检测，我们第一种是2D视觉、3D视觉、AI算法，这是三种传统的方法，没有哪一种方法可以彻底解决问题，都是一起来使用，我们研发出了第四种方法是利用光的波动性来实现高反光面的全检测。这个部分的系列产品我们已经推出两款，第一款是配2/3寸的镜头，第二个部分是配1.1寸的镜头，这一类我们就不需要特别的照明就可以实现，这个也是一个很大的突破，大概就这些。

p style=" padding: 0px color: rgb(51, 51, 51) text-align: justify font-family: arial white-space: normal background-color: rgb(255, 255, 255) text-indent: 2em margin-top: 5px line-height: 1.5em margin-bottom: 5px " span class=" bjh-p" 在本次服贸会的国别和省区市展区，北京、天津、河北设立了京津冀联合展区，展览面积300平方米，16家参展企业以各自的案例展示出一个共同的主题：京津冀协同发展。 /span /p div class=" img-container" style=" margin-top: 30px font-family: arial font-size: 12px white-space: normal background-color: rgb(255, 255, 255) " img class=" large" data-loadfunc=" 0" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202009/uepic/76b32d3f-1aa2-444e-aa43-8ee14cc1b6f5.jpg" data-loaded=" 0" style=" border: 0px display: block width: 600px height: 801px " width=" 600" height=" 801" border=" 0" vspace=" 0" title=" 1.png" alt=" 1.png" / /div p style=" padding: 0px color: rgb(51, 51, 51) text-align: justify font-family: arial white-space: normal background-color: rgb(255, 255, 255) text-indent: 2em margin-top: 5px line-height: 1.5em margin-bottom: 5px " span class=" bjh-p" 比如，北京数字光芯科技有限公司的展台就带来了由京津冀三地多家单位共同完成的多款数字光场芯片产品。其中，完成于今年8月的4800万像素硅基液晶数字光场芯片，是目前世界分辨率最高的硅基液晶芯片。 /span /p div class=" img-container" style=" margin-top: 30px font-family: arial font-size: 12px white-space: normal background-color: rgb(255, 255, 255) " img class=" large" data-loadfunc=" 0" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202009/uepic/522bfdc5-c3be-4298-967f-9d9aa540ac95.jpg" data-loaded=" 0" style=" border: 0px width: 600px display: block " title=" 2.png" alt=" 2.png" / /div p style=" padding: 0px color: rgb(51, 51, 51) text-align: justify font-family: arial white-space: normal background-color: rgb(255, 255, 255) text-indent: 2em margin-top: 5px line-height: 1.5em margin-bottom: 5px " span class=" bjh-p" 北京数字光芯科技有限公司首席执行官孙雷介绍，数字光场芯片是可通过计算机数字信号控制形成任意光场图形的芯片的统称，可以帮助人类通过信息技术实现任意所需的光场。 /span /p div class=" img-container" style=" margin-top: 30px font-family: arial font-size: 12px white-space: normal background-color: rgb(255, 255, 255) " img class=" large" data-loadfunc=" 0" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202009/uepic/a6761571-3c16-49f7-b3d1-f1edd219a357.jpg" data-loaded=" 0" style=" border: 0px width: 600px display: block " title=" 3.jpeg" alt=" 3.jpeg" / /div p style=" padding: 0px color: rgb(51, 51, 51) text-align: justify font-family: arial white-space: normal background-color: rgb(255, 255, 255) text-indent: 2em margin-top: 5px line-height: 1.5em margin-bottom: 5px " span class=" bjh-p" 数字光场芯片广泛应用于工业和民用领域的各个方面，在电影、投影仪、激光电视、智能车灯、虚拟现实、印刷打印、光固化3D打印、PCB电路板曝光、芯片光刻等领域起着重要的作用。孙雷解释，“比如手机里面所有的芯片、所有的电路板都是靠光场来形成线条。包括屏幕的显示，指纹的识别，摄像头的应用，事实上都是图案化的晶体管和图案化的光场。手机的上千个零部件里，可能只有电池和机壳不需要光场。” /span /p div class=" img-container" style=" margin-top: 30px font-family: arial font-size: 12px white-space: normal background-color: rgb(255, 255, 255) " img class=" large" data-loadfunc=" 0" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202009/uepic/6df5694e-34e6-462c-b2fc-25e8357d17eb.jpg" data-loaded=" 0" style=" border: 0px width: 600px display: block " title=" 4.jpeg" alt=" 4.jpeg" / /div p style=" padding: 0px color: rgb(51, 51, 51) text-align: justify font-family: arial white-space: normal background-color: rgb(255, 255, 255) text-indent: 2em margin-top: 5px line-height: 1.5em margin-bottom: 5px " span class=" bjh-p" 刚刚完成的4800万像素硅基液晶数字光场芯片，可对4800万个像素进行独立控制。将原硅基液晶芯片单芯片分辨率世界纪录由983万像素提高了4.8倍，达到4800万像素。同时也是我国首款工业数字光场芯片，在研发过程中各研发机构协同创新，实现了自主设计、自主流片、自主测试、自主封装、自主集成并掌握了100%的知识产权。 /span /p p style=" padding: 0px color: rgb(51, 51, 51) text-align: justify font-family: arial white-space: normal background-color: rgb(255, 255, 255) text-indent: 2em margin-top: 5px line-height: 1.5em margin-bottom: 5px " span class=" bjh-p" 数字光芯片技术升级的意义在哪儿呢？孙雷说，数字光芯片的进步或将带来新的“数字革命”，实现电子和芯片领域的完全数字化制造。“在民用显示领域，可以为大家提供更高分辨率的电影投影画面、虚拟现实效果。现在的虚拟现实技术在应用时，经常会出现模糊、卡顿、‘纱窗’现象、‘马赛克’现象等，而当我们有了更高的分辨率，这些问题都会得到改善。”而该芯片量产后，还将广泛应用于工业数字曝光领域，如光固化3D打印、PCB数字曝光、数字光刻等领域。 /span /p p style=" padding: 0px color: rgb(51, 51, 51) text-align: justify font-family: arial white-space: normal background-color: rgb(255, 255, 255) text-indent: 2em margin-top: 5px line-height: 1.5em margin-bottom: 5px " span class=" bjh-p" 孙雷谈到，我国每年进口数字光场芯片总额超过100亿人民币。目前我国数字光场芯片在民用市场和工业领域都主要来自进口，“工业数字光场芯片将成为我国智能制造行业核心技术攻关的核心战场之一。” /span /p

由IBM的奥尔巴尼工厂制造的2nm晶圆IBM Research表示，公司已制造出了首个2nm工艺的测试半导体芯片，此举将有助于减少能源排放。据IBM称，2nm处理器相比7nm制程芯片，在相同功率下将提高45%的性能，或减少75%的能耗。这款测试芯片在指甲盖大小的面积上集成了500亿个晶体管。IBM Research 在其位于纽约奥尔巴尼的实验室中开发了 2 nm测试芯片。IBM混合云副总裁Mukesh Khare表示，IBM在奥尔巴尼工厂在300 mm硅晶片上创造了2nm工艺的里程碑。IBM 与纽约州、三星电子和英特尔合作推进半导体设计。IBM 分别于 2015 年和 2017 年创建了首个 7 纳米和 5nm 测试芯片。随着知识产权竞争与中国的升温，半导体创新成为美国的热门话题。此外，半导体短缺正在阻碍主要市场的供应链和制造。据IBM称，2nm处理器将能够加速人工智能、边缘计算、自主系统等领域的应用。IBM表示，将在其IBM电力系统和IBM Z以及其他系统中使用这项技术。IBM研究部主任Dario Gil说，新的处理器可以解决可持续性和气候变化问题。数据中心占全球能源使用量的 1%。Khare说，这项2纳米技术将于2024年底投产。

完美光学成像是人类感知世界的终极目标之一，却从根本上受制于镜面加工误差与复杂环境扰动所引起的光学像差。《科学》杂志也将“能否制造完美的光学透镜”列为21世纪125个科学前沿问题之一。近日，清华大学成像与智能技术实验室，提出了一种集成化的元成像芯片架构(Meta-imaging sensor)，为解决这一百年难题开辟了一条新路径。区别于构建完美透镜，研究团队另辟蹊径，研制了一种超级传感器，记录成像过程而非图像本身，通过实现对非相干复杂光场的超精细感知与融合，即使经过不完美的光学透镜与复杂的成像环境，依然能够实现完美的三维光学成像。团队攻克了超精细光场感知与超精细光场融合两大核心技术，以分布式感知突破空间带宽积瓶颈，以自组织融合实现多维多尺度高分辨重建，借此能够用对光线的数字调制来替代传统光学系统中的物理模拟调制，并将其精度提升至光学衍射极限。这一技术解决了长期以来的光学像差瓶颈，有望成为下一代通用像感器架构，而无需改变现有的光学成像系统，带来颠覆性的变化，将应用于天文观测，生物成像，医疗诊断，移动终端，工业检测，安防监控等领域。图1 元成像芯片成像原理与大范围像差矫正效果（来源：Nature）传统光学系统主要为人眼所设计，保持着“所见即所得”的设计理念，聚焦于在光学端实现完美成像。近百年来，光学科学家与工程师不断提出新的光学设计方法，为不同成像系统定制复杂的多级镜面、非球面与自由曲面镜头，来减小像差提升成像性能。但由于加工工艺的限制与复杂环境的扰动，难以制造出完美的成像系统。例如由于大范围面形平整度的加工误差，难以制造超大口径的镜片实现超远距离高分辨率成像；地基天文望远镜，受到动态变化的大气湍流扰动，实际成像分辨率远低于光学衍射极限，限制了人类探索宇宙的能力，往往需要花费昂贵的代价发射太空望远镜绕过大气层。为了解决这一难题，自适应光学技术应运而生，人们通过波前传感器实时感知环境像差扰动，并反馈给一面可变形的反射镜阵列，动态矫正对应的光学像差，以此保持完美的成像过程，基于此人们发现了星系中心的巨大黑洞并获得了诺奖，广泛应用于天文学与生命科学领域。然而由于像差在空间分布非均一的特性，该技术仅能实现极小视场的高分辨成像，而难以实现大视场多区域的同时矫正，并且由于需要非常精细的复杂系统往往成本十分高昂。早在2021年，自动化系戴琼海院士领导的成像与智能实验技术实验室研究团队发表于《细胞》杂志上的工作，首次提出了数字自适应光学的概念，为解决空间非一致的光学像差提供了新思路。在最新的研究成果中，研究团队将所有技术集成在单个成像芯片上，使之能广泛应用于几乎所有的成像场景，而不需要对现有成像系统做额外的改造，并建立了波动光学范畴下的数字自适应光学架构。通过对复杂光场的高维超精细感知与融合，在具备极大的灵活性的同时，又能保持前所未有的成像精度。这一优势使得在数字端对复杂光场的操控能够完全媲美物理世界的模拟调制，就好像人们真正能够在数字世界搬移每一条光线一样，将感知与矫正的过程完全解耦开来，从而能够同时实现不同区域的高性能像差矫正。图2 元成像芯片——单透镜高性能成像（来源：Nature）传统相机镜头的成本和尺寸都会随着有效像素数的增加而迅速增长，这也是为什么高分辨率手机成像镜头即使使用了非常复杂的工艺也很难变薄，高端单反镜头特别昂贵的原因。因为它们通常需要多个精密设计与加工的多级镜片来校正空间不一致的光学像差，而如果想进一步推进到有效的十亿像素成像对传统光学设计来说几乎是一场灾难。元成像芯片从底层传感器端为这些问题提供了可扩展的分布式解决方案，使得我们能够使用非常简易的光学系统实现高性能成像。在普通的单透镜系统上即可通过数字自适应光学实现了十亿像素高分辨率成像，将光学系统的成本与尺寸降低了三个数量级以上。除了成像系统存在的系统像差以外，成像环境中的扰动也会导致空间折射率的非均匀分布，从而引起复杂多变的环境像差。其中最为典型的是大气湍流对地基天文望远镜的影响，从根本上限制了人类地基的光学观测分辨率，迫使人们不得不花费高昂的代价发射太空望远镜，比如价值百亿美元的韦伯望远镜。硬件自适应光学技术虽然可以缓解这一问题并已经被广泛使用，但它设计复杂，成本高昂，并且有效视野直径通常都小于40角秒。数字自适应光学技术仅仅需要将传统成像传感器替换为元成像芯片，就能为大口径地基天文望远镜提供了全视场动态像差矫正的能力。研究团队在中国国家天文台兴隆观测站上的清华-NAOC 80厘米口径望远镜上进行了测试，元成像芯片显著提升了天文成像的分辨率与信噪比，将自适应光学矫正视场直径从40角秒提升至了1000角秒。图3 清华-NAOC 80cm口径望远镜40万公里地月观测实验（来源：Nature）元成像芯片还可以同时获取深度信息，比传统光场成像方法在横向和轴向都具有更高的定位精度，为自动驾驶与工业检测提供了一种低成本的解决方案。而在未来，课题组将进一步深入研究元成像架构，充分发挥元成像在不同领域的优越性，建立新一代通用像感器架构，从而带来三维感知性能的颠覆性提升，或可广泛用于天文观测、工业检测、移动终端、安防监控、医疗诊断等领域。上述成果于2022年10月19日以“集成化成像芯片实现像差矫正的三维摄影”（An integrated imaging sensor for aberration-corrected 3D photography）为题以长文（Article）的形式发表在《自然》（Nature）杂志上。清华大学自动化系戴琼海院士、电子系方璐副教授为该论文共同通讯作者；自动化系吴嘉敏助理教授、清华-伯克利博士研究生郭钰铎、自动化系博士后邓超担任共同一作；自动化系乔晖助理教授、以及清华-伯克利生张安科、清华大学自动化系卢志、清华大学自动化系谢佳辰三位博士研究生共同参与了该工作。该工作受到了国家自然科学基金委与国家科技部的资助。论文链接：https://www.nature.com/articles/s41586-022-05306-8

p 　　甲烷的升温“潜能”是二氧化碳的25倍，而石油和天然气钻井泄漏成为甲烷排放的主要来源。据《科学美国人》杂志官网6日报道，IBM与哈佛大学、普林斯顿大学研究人员合作，设计了一个5毫米见方的微型传感器芯片，可持续实时检测甲烷排放。 /p p 　　目前，油气行业通过人工手持红外摄像机来检测甲烷泄漏，这一方法昂贵且低效。美国西南能源公司企业环境项目主管东· 约旦说，如果对整个工厂进行气体泄漏检测，需要专门派人用一整天的时间操作这种手动扫描设备。一般而言，公司每季度进行一次整体检测，因此，有些泄漏可能要几个月后才被发现。另外，这种红外摄像机虽对大的泄漏源足够敏感，但对小的泄漏点很容易“视而不见”。 /p p 　　而IBM研发的微型芯片，其安装在小硅晶片上的传感器包含激光和玻璃缆线通道。激光从光缆向空气中发射，当甲烷分子飘过传感器上方时，会吸收特定波长的光线，产生一种独特的特征 芯片将其转化成电信号，再通过绘制光吸收图谱来测算甲烷泄漏量。 /p p 　　石油和天然气公司将这些传感器嵌入井壁或压缩机站周围，光吸收中非常微小的变化数据可自动发送到IBM的云计算机，结合风力、湍流、适度、温度等复杂动力模型，就能判断甲烷泄漏源。一旦确定，公司可立即派人前去修复。 /p p 　　IBM认知物联网系统和技术经理诺玛· 索萨说，这款芯片的优点是可以提供实时警报，并标记时间和位置等信息，“最关键的是，所有芯片都是无线连接”。市场上甲烷检测传感器非常昂贵，规模巨大且需要电力，而IBM这款不需太阳能供电的芯片设计成本较低，每个芯片只要200美元。 /p p & nbsp /p

据美国物理学家组织网8月10日(北京时间)报道，新加坡数据存储研究所的魏永强(音译)和同事首次构建出一种由一个激光器和一个光栅集成的新型硅芯片，其中的光栅能让光变得更强并确保激光器输出1500纳米左右波长的光，而通讯设备标准的操作波长正是1500纳米。 　　光纤在传输数据时需要让不同波长的激光束同时通过，但这些不同波长的光波容易相互串扰，因此需要对激光器进行精确谐调，让其发出特定波长的光以避免这种串扰。使用光栅可以解决这个问题。 　　科学家们之前使用传统方法试图将一个激光器和一个光栅集成于一块硅芯片中，但都没有获得成功。激光器一般由几层半导体薄层构成，而光栅则由硅蚀刻而成，所有的材料都必须精确地对齐。传统的方法是，将激光器和光栅种植于一块独立的半导体芯片上，整个过程大约需要50多步，而且要求硅晶表面的粗糙度非常低，小于0.3纳米。 　　在新硅芯片中，激光器置于一面镜子和一个弯曲的光栅之间。光栅就像一块具有选择能力的镜子，仅仅将某一特定波长的光反射回激光器中，这样就制造出了一个光共振腔，使激光活动只针对特定波长，因此提供了通讯领域要求的精确性。 　　魏永强对这款新芯片进行测试后发现，其性能优异，发出光的功率为2.3毫瓦，而且只发出特定波长的光。 　　魏永强表示：“从实际应用角度来考虑，我们需要将多光源激光器集成在一块芯片上，因此将多个激光器和光栅整合在一块硅芯片上将是我们下一步面临的挑战。我们计划通过利用能处理更广谱波长的同样的光栅结构来按比例扩展最新的单波长激光器。新设备标志着我们很快就能对集成在单硅芯片上的通讯设备进行商业化生产。”

天眼查显示，上海天数智芯半导体有限公司“硅中介层及调整方法、芯片及封装方法”专利公布，申请公布日为2024年7月23日，申请公布号为CN118378588A。背景技术2.5D(2.5-Dimension，2.5维)封装技术会使用硅中介层，将晶粒设置在硅中介层上，硅中介层设置于基底上，晶粒通过硅中介层中互连线、金属层、硅通孔等与基底连接。然而，硅中介层为一种类三维结构，其内部的不同结构之间会形成等效电路，等效电路可能会影响信号的传输，使得信号的损耗增大。目前，硅中介层所导致的信号损耗通常被忽略，而随着硅中介层尺寸的缩小和性能的提升，硅中介层已经严重影响芯片中信号的正常传输，因此，亟需降低硅中介层所产生的信号损耗。发明内容本申请实施例提供一种硅中介层及调整方法、芯片及封装方法，涉及芯片封装领域。硅中介层调整方法包括：获取包括硅中介层设计文件；所述硅中介层设计文件中包括预设第一金属层、预设第二金属层和预设电介质及各自的配置参数，所述预设第一金属层用于信号传输，所述预设第二金属层与所述预设第一金属层相对设置；所述预设第一金属层与预设第二金属层的相对的表面通过所述预设电介质隔开；调整目标参数以降低所述预设第一金属层、所述预设第二金属层之间形成的寄生电容的容值，得到目标硅中介层设计文件。通过降低寄生电容容值，降低信号通过金属层时的损耗。

沙特阿卜杜拉国王科技大学科学家在27日出版的《自然》杂志上发表论文指出，他们成功将二维材料集成在硅微芯片上，并实现了优异的集成密度、电子性能和良品率。研究成果将帮助半导体公司降低制造成本，及人工智能公司减少数据处理时间和能耗。微芯片内的设备和电路的光学显微镜图像。图片来源：《自然》杂志网站二维材料有望彻底改变半导体行业，但尽管科学家们研制出了多款类似设备，但技术制备水平较低，因为大部分技术使用与目前的半导体工业不兼容的合成和加工方法，在无功能的基板上制造出大型器件，且成品率较差。例如，IBM曾试图将石墨烯集成到用于射频应用的晶体管中，但这些器件无法存储或处理信息。最新研究将名为多层六方氮化硼的二维绝缘材料（约6纳米厚），集成到包含由互补金属—氧化物半导体技术制成的硅晶体管的微芯片内，实现了优异的集成密度、电子性能和良品率。研究人员表示，研制出的器件宽度仅260纳米，能用于高级数据存储和计算。未来大多数微芯片将会利用这些二维材料优异的电子和热属性。最新制造出的微芯片显示出了高耐久性和特殊的电子性能，使制备出功耗极低的人工神经网络成为可能。人工神经网络是人工智能系统的关键组成部分，但现有大多数设备都不适合实现这种类型的神经网络，最新研究为此开辟了一条新途径。此外，最新研究有望帮助微芯片制造商和人工智能公司开发新硬件，以减少数据处理时间并降低能耗。研究人员强调，最新研究对纳米电子和半导体领域来说具有重要意义，因为所生产的器件和电路性能优异，且具有深远的工业应用潜力。

国家标准计划《硅单晶中氮含量的测定 二次离子质谱法》（Test method for nitrogen content in monocrystalline silicon —Secondary ion mass spectrometry method）正在征求意见，截止日期为2021年10月12日。该国家标准计划由TC203（全国半导体设备和材料标准化技术委员会）归口上报，TC203SC2（全国半导体设备和材料标准化技术委员会材料分会）执行，主管部门为国家标准化管理委员会；该文件的起草单位为中国电子科技集团公司第四十六研究所，主要起草人为马农农、何友琴、陈潇、刘立娜、何烜坤。氮对于硅单晶的性能有着重要影响。在硅单晶生长过程中故意引入氮可以增加单晶生长过程中无缺陷区域的V/G允许值，增加在氢气和氩气中退火后有效区域的深度和体微缺陷的浓度，减小退火后晶体形成的颗粒(COP)的尺，以及增加在温度降低工艺下氧在衬底外延层的沉积量。传统的硅单晶的氮浓度测定方法包括的红外光谱法、电子核磁共振法、深能级透射光谱法和带电粒子活性分析法等。该文件规定了用二次离子质谱法（SIMS）对硅衬底单晶体材料中氮总浓度的测试方法，即用铯（Cs）一次离子束溅射参考样品，根据参考样品中氮的同位素种类，选择分析负二次离子14N28Si或者15N28Si，以确定氮在硅中的相对灵敏度因子（RSF）。 对测试样品的分析，用一次铯离子束以两种不同的速率对每个测试样品溅射，第二次溅射时通过减少束的扫描面积来改变溅射速率，因为测试面积固定不变，所以这种改变束的扫描面积的技术能够将氮的体浓度同仪器的背景氮浓度区分开来，即使测试硅片氮的体浓度比仪器的背景氮浓度低。 该方法适用于锑、砷、磷的掺杂浓度＜0.2%（1×1020 cm-3）的单晶样品的测量，其中氮的浓度大于等于1×1014 cm-3。在测定硅衬底单晶体材料中氮总浓度的测定受到以下因素的干扰： 1.表面硅氧化物中的氮干扰氮体浓度的测试，可以通过预溅射予以消除。 2.从SIMS仪器样品室和固定装置上吸附到样品表面的氮干扰氮的测试。 3.当测试氮的时候采用质量数为42的14N28Si离子时，碳会以12C30Si形式引入干扰。 4.在样品架窗口范围内的样品表面必须平整，以保证每个样品移动到分析位置时，其表面与离子收集光学系统的倾斜度不变，否则测试的准确度和精度都有所降低。 5.测试准确度和精度随着样品表面粗糙度的增大而显著降低，可以通过对样品表面腐蚀抛光予以消除。 6.参考样品中氮的不均匀性会限制测试准确度。 7.参考样品中氮的标称浓度的偏差会导致SIMS测试结果的偏差。 8.硅衬底中800℃以上的热处理会导致氮的扩散，以至于氮的浓度在一定深度不是固定的，而这种测试方法的一个关键的假设就是到一定深度氮的浓度是固定不变的。9.硅衬底的热处理如果是在含氮的环境中进行，会从环境中引入大量的氮深入到硅晶体中。 10.仪器如果状态不够好（例如真空度不够），仪器背景会升高，可以通过烘烤仪器来改善真空度。 因此，对于二次离子质谱法测定硅衬底单晶体材料中氮总浓度对于仪器设备提出了如下要求：1.二次离子质谱仪应配备铯一次离子源、能检测负二次离子的电子倍增器、法拉第杯检测器。仪器分析室的真空度优于5×10-7Pa，质量分辨率优于300； 2.用于装载样品的样品架应使样品的分析面处于同一平面并垂直于引出电场（一般5000 V ±500 V）；3.配备用于烘烤装载了样品的样品架的烘箱；4.使用触针式的表面轮廓仪校正参考样品浓度曲线的深度坐标。或者用其它类似设备来测试SIMS测试坑的深度。新的国家标准计划《硅单晶中氮含量的测定 二次离子质谱法》的制定，既是填补了国内硅单晶氮含量测定相关国家标准的空白，也将有助于提高我国硅单晶的生产质量。现行国家标准中，硅单晶的相关国家标准共13个，相关标准的发布日期在2009-2018年间，实施日期在2010-2019年间。其中，标准名称提及仪器及测试方法的有3个，分析方法分别是低温傅立叶变换红外光谱法和光致发光测试方法。我国现行硅单晶国家标准一览序号标准号标准名称类别状态发布日期实施日期1GB/T 12964-2018硅单晶抛光片推标现行2018/9/172019/6/12GB/T 12965-2018硅单晶切割片和研磨片推标现行2018/9/172019/6/13GB/T 25076-2018太阳能电池用硅单晶推标现行2018/9/172019/6/14GB/T 26071-2018太阳能电池用硅单晶片推标现行2018/9/172019/6/15GB/T 35306-2017硅单晶中碳、氧含量的测定 低温傅立叶变换红外光谱法推标现行2017/12/292018/7/16GB/T 12962-2015硅单晶推标现行2015/12/102017/1/17GB/T 13389-2014掺硼掺磷掺砷硅单晶电阻率与掺杂剂浓度换算规程推标现行2014/12/312015/9/18GB/T 29504-2013300mm 硅单晶推标现行2013/5/92014/2/19GB/T 29506-2013300mm 硅单晶抛光片推标现行2013/5/92014/2/110GB/T 29508-2013300mm 硅单晶切割片和磨削片推标现行2013/5/92014/2/111GB/T 26065-2010硅单晶抛光试验片规范推标现行2011/1/102011/10/112GB/T 24574-2009硅单晶中Ⅲ-Ⅴ族杂质的光致发光测试方法推标现行2009/10/302010/6/113GB/T 24581-2009低温傅立叶变换红外光谱法测量硅单晶中III、V族杂质含量的测试方法推标现行2009/10/302010/6/1相信在未来几年，将会有越来越多的与仪器及分析测试紧密相关的半导体测定国家标准出台，这既能促进我国半导体产业的高质量发展，也将加速带动国内半导体相关仪器市场的蓬勃发展。硅单晶中氮含量的测定 二次离子质谱法.pdf

table border=" 1" cellspacing=" 0" cellpadding=" 0" width=" 600" tbody tr td width=" 123" p style=" line-height: 1.75em " 成果名称 /p /td td width=" 525" colspan=" 3" p style=" line-height: 1.75em " 高速外延片PL谱扫描成像仪 /p /td /tr tr td width=" 123" p style=" line-height: 1.75em " 单位名称 /p /td td width=" 525" colspan=" 3" p style=" line-height: 1.75em " 北京中拓机械集团有限责任公司 /p /td /tr tr td width=" 123" p style=" line-height: 1.75em " 联系人 /p /td td width=" 177" p style=" line-height: 1.75em " 徐杰 /p /td td width=" 161" p style=" line-height: 1.75em " 联系邮箱 /p /td td width=" 187" p style=" line-height: 1.75em " ct_kfjx@126.com /p /td /tr tr td width=" 123" p style=" line-height: 1.75em " 成果成熟度 /p /td td width=" 525" colspan=" 3" p style=" line-height: 1.75em " □正在研发 √已有样机 □通过小试 □通过中试 □可以量产 /p /td /tr tr td width=" 123" p style=" line-height: 1.75em " 合作方式 /p /td td width=" 525" colspan=" 3" p style=" line-height: 1.75em " □技术转让& nbsp & nbsp □技术入股& nbsp & nbsp □合作开发& nbsp & nbsp √其他 /p /td /tr tr td width=" 648" colspan=" 4" p style=" line-height: 1.75em " strong 成果简介： /strong & nbsp & nbsp & nbsp /p p style=" text-align:center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201603/insimg/599fc25d-25b2-407e-9598-71f126d093d8.jpg" title=" 高速外延片PL谱扫描成像仪- 北京中拓.jpg" width=" 350" height=" 280" border=" 0" hspace=" 0" vspace=" 0" style=" width: 350px height: 280px " / /p p style=" line-height: 1.75em " & nbsp & nbsp 高速外延片PL谱扫描成像仪利用线激光器激发荧光光谱，利用光谱仪及面阵EMCCD对线荧光采集和光谱分析。这种荧光光谱采集方式较传统点扫描方式，采集速度快，可在短时间内获得高密度点的光谱信息，即1分钟内实现4万点的扫描采集,采集速度提高20倍，波长测量重复精度优于± 0.5nm，光强度稳定性优于± 0.75%。 /p /td /tr tr td width=" 648" colspan=" 4" p style=" line-height: 1.75em " strong 应用前景： /strong br/ & nbsp & nbsp & nbsp 该设备主要用于LED半导体晶片的荧光光谱检测及太阳能晶片的检测，其中LED半导体晶片荧光光谱检测的市场年需求量约50台，市场销售额约为4000万元人民币，针对太阳能晶片荧光光谱测量领域，目前己有设备只能测得荧光光谱强度，并不能获得荧光光谱谱线形状，及光谱波长等细信息，该设备可快速获得太阳能晶片的荧光光强及光谱信息，具有独特的技术优势，预计太阳能晶片的市场年需求量约在20台左右，市场销售额约为2000万元人民币。 /p /td /tr tr td width=" 648" colspan=" 4" p style=" line-height: 1.75em " strong 知识产权及项目获奖情况： /strong br/ & nbsp & nbsp & nbsp 该产品获得3项发明专利：半导体晶片的高速荧光光谱检测装置、半导体晶片的托起装置、半导体晶片的检测装置。 br/ & nbsp & nbsp & nbsp 该项目获得北京市科委“2014年首都科技条件平台科学仪器开发培育项目”的专项资金资助。 /p /td /tr /tbody /table p br/ /p

10月25日晚间，晶盛机电发布定增预案，拟向不超过35名（含）特定对象发行募集资金总额不超过57亿元（含本数），在扣除发行费用后拟全部用于以下项目：31.34亿元用于碳化硅衬底晶片生产基地项目，5.64亿元用于12英寸集成电路大硅片设备测试实验线项目，4.32亿元用于年产80台套半导体材料抛光及减薄设备生产制造项目，15.7亿元用于补充流动资金。据悉，本次晶盛机电向特定对象发行股票的发行数量不超过2.57亿股（含本数）。发行价格不低于定价基准日前20个交易日公司A股股票交易均价的80%。受惠于光伏和半导体热潮的影响，今年以来，晶盛机电股价持续走高，在9月初总市值一度触及千亿大关。截止到10月25日收盘，该股报价74.96元，上涨1.99%，总市值为963.66亿。半年报显示，晶盛机电为硅、碳化硅、蓝宝石三大主要半导体材料设备生产商。在硅材料领域，公司开发出了应用于光伏和集成电路领域两大产业的系列关键设备，包括全自动晶体生长设备（直拉单晶生长炉、区熔单晶炉）、晶体加工设备（单晶硅滚磨机、截断机、开方机、金刚线切片机等）、晶片加工设备（晶片研磨机、减薄机、抛光机）、CVD设备（外延设备、LPCVD设备等）、叠瓦组件设备等；在碳化硅领域，公司的产品主要有碳化硅长晶设备及外延设备；在蓝宝石领域，公司可提供满足LED照明衬底材料和窗口材料所需的蓝宝石晶锭、晶棒和晶片。公司产品主要应用于集成电路、太阳能光伏、LED、工业4.0等具有广阔发展前景的新兴产业。从近期公开的生产信息看，公司半导体等领域订单均处于产销两旺的状态，本次定增募资扩大产能也属于有的放矢。

材料是社会进步的重要物质条件，半导体产业近年来已成为材料产业中备受瞩目的焦点。从沙子到晶片直至元器件的制造和创新，都需要应用不同的表征与检测方法去了解其特殊的物理化学性能，从而为生产工艺的改进提供科学依据。仪器信息网策划了“半导体检测”专题，特别邀请到布鲁克光谱中国区总经理赵跃就此专题发表看法。布鲁克光谱中国区总经理 赵跃赵跃先生拥有超过20年科学分析仪器领域丰富的从业经历，先后服务于四家跨国企业，对于科学分析仪器以及材料研发行业具有深刻理解，促进了快速引进国外先进技术服务于中国的科研创新和产业升级。2020年9月，习近平主席在第75届联合国大会上，明确提出中国力争在2030年前实现“碳达峰”，2060年前实现“碳中和”的目标。“双碳”目标的直接指向是改变能源结构，即从主要依靠化石能源的能源体系，向零碳的风力、光伏和水电转换。加快能源结构调整，大力发展光伏等新能源是实现“碳达峰、碳中和”目标的必然选择。目前，光伏产业已成为我国少有的形成国际竞争优势、并有望率先成为高质量发展典范的战略性新兴产业，也是推动我国能源变革的重要引擎。太阳能光伏是通过光生伏特效应直接利用太阳能的绿色能源技术。2021年，全球晶硅光伏电池产能达到423.5GW，同比增长69.8%；总产量达到223.9GW，同比增长37%。中国大陆电池产能继续领跑全球，达到360.6GW，占全球产能的85.1%；总产量达到197.9GW，占全球总产量的88.4%。截止到2021年底，我国光伏装机量为3.1亿千瓦时。据全球能源互联网发展合作组织预测，到2030、2050、2060年我国光伏装机量将分别达到10、32.7、35.51亿千瓦时，到2060年光伏的装机量将是今天的10倍以上。从发电量来看，虽然其发电容量仍只占人类用电总量的很小一部分，不过，从2004年开始，接入电网的光伏发电量以年均60%的速度增长，是当前发展速度最快的能源。2021年我国光伏发电量3259亿千瓦时，同比增长25.1％，全年光伏发电量占总发电量比重达4％。预计到2030年，我国火力发电将从目前的49%下降至28%，光伏发电将上升至27%。预计2030年之后，光伏将超越火电成为所有能源发电中最重要的能源，光伏新能源作为一种可持续能源替代方式，经过几十年发展已经形成相对成熟且有竞争力的产业链。在整个光伏产业链中，上游以晶体硅原料的采集和硅棒、硅锭、硅片的加工制作为主；产业链中游是光伏电池和光伏组件的制作，包括电池片、封装EVA胶膜、玻璃、背板、接线盒、逆变器、太阳能边框及其组合而成的太阳能电池组件、安装系统支架；产业链下游则是光伏电站系统的集成和运营。硅料是光伏行业中最上游的产业，是光伏电池组件所使用硅片的原材料，其市场占有率在90%以上，而且在今后相当长一段时期也依然是光伏电池的主流材料。在2011年以前，多晶硅料制备技术一直掌握在美、德、日、韩等国外厂商手中，国内企业主要依赖进口。近几年随着国内多晶硅料厂商在技术及工艺上取得突破，国外厂商对多晶硅料的垄断局面被打破。我国多晶硅料生产能力不断提高，综合能耗不断下降，生产管理和成本控制已达全球领先水平。2021年，全球多晶硅总产量64.2万吨，其中中国多晶硅产量50.5万吨，约占全球总产品的79%。全球前十硅料生产企业中中国有7家，世界多晶硅料生产中心已移至中国，我国多晶硅料自给率大幅提升。与此同时，在多晶硅直接下游硅片生产中，因单晶硅片纯度更高，转化效率更高， 消费占比也不断走高，至 2020 年，单晶硅片占比已达 90%的水平。用于光伏生产的太阳能级多晶硅料一般纯度在6N～9N之间。无论对于上游的硅料生产，还是单晶硅片、多晶硅片生产，硅中氧含量、碳含量、III族、V族施主、受主元素含量、氮含量测量是硅材料界非常重要的课题，直接影响硅片电学性能。故准确测试上游硅料、单晶硅片中相应杂质元素含量显得尤为必要、重要。在过去的十几年中，ASTM International（前身为美国材料与试验协会）已经对上述杂质元素的定量分析方法提出了国际普遍通行的标准，其中，分子振动光谱学方法因其相对低廉的设备成本、快速、无损、高灵敏度的测试过程，以及较低的检测下限，倍受业内从事品质控制的机构和组织的青睐。值得一提的是，我国也在近几年陆续制定和出台了多个以分子振动光谱学为品控方法的相关行业标准 （见附录）。这标志着我国硅料生产与品控规范进入了更成熟、更完善、更科学、更自主的新阶段。德国布鲁克集团，作为分子振动光谱仪器领域的领军企业，几十年来坚持为工业生产和科学研究提供先进方法学的助力。由布鲁克光谱（Bruker Optics）研发制造的CryoSAS全自动、高灵敏度低温硅分析系统，基于傅立叶变换红外光谱技术，专为工业环境使用而设计。顺应ASTM及我国相关标准中的测试要求，此系统可以室温和低温下（＜15K）工作，通过测试中/远红外波段（1250-250cm-1）硅单晶红外吸收光谱（此波段红外吸光光谱涵盖了硅晶体中间隙氧，代位碳，III-V族施主、受主元素以及氮氧复合体吸收谱带。），可以直接或间接计算出相应杂质元素含量值。检测下限可低至ppta(施主，受主杂质)和ppba量级(代位碳，间隙氧)，很好地满足了上游硅料品控的要求，为中游光伏电池和光伏组件的制作打下了扎实的原料品质基础。随着硅晶原料产能的逐年提高，布鲁克公司的 CryoSAS仪器作为光伏产业链上游的重要品控工具之一，已在全球硅料制造业中达到了极高的保有量。随着需求的提升，电子级硅的生产需求也在持续增加。布鲁克公司红外光谱技术也有成熟的方案和设备，目前国内已有多个用户采用并取得了良好的效果。低温下(~12 K)，硅中碳测试结果（上图），硅中硼、磷测试结果（下图）附录：产品国家标准：《GB/T 25074 太阳能级多晶硅》《GB/T 25076 太阳能电池用硅单晶》测试方法国家标准：《GB/T 1557 硅晶体中间隙氧含量的红外吸收测量方法》《GB/T 1558 硅中代位碳原子含量红外吸收测量方法》《GB/T 35306 硅单晶中碳、氧含量的测定 低温傅立叶变换红外光谱法》《GB/T 24581 硅单晶中III、V族杂质含量的测定 低温傅立叶变换红外光谱法》（布鲁克光谱 供稿）