傳感新品
【湖南大學:研發剪紙結構水凝膠應變傳感器賦能人機交互應用和摩斯密碼識別】
導電水凝膠是開發柔性可拉伸傳感器件的理想材料,然而它們的關鍵特性,如高靈敏度、優異的拉伸性和環境穩定性,難以同時實現,限制了其廣泛應用。近日,湖南大學段輝高教授團隊提出了一種由Kirigami剪紙結構啟發的工程策略,顯著提高有機水凝膠應變傳感器的應變靈敏度,并實現了水下人機交互系統應用和可穿戴摩斯密碼的人工智能識別。
圖1 有機水凝膠的合成和Kirigami結構的制備示意圖,以及傳感器性能
圖2展示了水凝膠傳感器的Kirigami剪紙結構設計,包括8種剪紙結構的圖案及對應的結構仿真、基于不同結構的傳感器性能差異等。重點分析和闡述了剪紙結構對傳感器應變靈敏度的增強機制。
圖2 有機水凝膠傳感器的Kirigami剪紙結構設計
圖3展示了基于Kirigami剪紙結構的有機水凝膠傳感器的應變傳感性能,包括增強的應變靈敏度、快速的響應時間、良好的動態特性和循環耐久性等。與文獻中所報道的水凝膠傳感器相比,本研究的傳感器件能夠同時兼具高靈敏度、優異的拉伸性和環境穩定性。
圖3 基于Kirigami剪紙結構的有機水凝膠傳感器的關鍵傳感性能
圖4展示了基于該水凝膠傳感器的智能手套與工業機械臂組成的水下人機交互系統。實驗結果表明,志愿者通過佩戴該智能手套,可以遠程操控工業機械臂的機械爪來抓取水下物體。
圖4 水下人機交互應用
圖5為本研究所搭建的可穿戴的摩斯密碼識別與翻譯系統,具有高識別準確率和快速的識別時間,在輔助言語障礙的殘疾人進行正常交流領域具有應用潛力。
圖5 可穿戴的摩斯密碼智能識別系統
傳感動態
【復旦大學:新型功能介孔材料助力智能傳感器變革】
傳感器作為物聯網、大數據、人工智能、智能制造等新一代信息技術的感知層,既是海量數據的接收口,也是萬物互聯的重要基礎,全球智能傳感器孕育出了數千億元的市場規模。
復旦大學鄧勇輝團隊在新型介孔半導體氣敏材料研發過程中,提出了多種有機兩親性嵌段共聚物與無機前驅物的協同共組裝新概念、新方法和新策略,創制了一系列新型功能介孔半導體材料,深入開展了這類材料在智能氣敏傳感、綠色催化等領域中的應用研究。團隊開創性提出了交叉納米線介孔半導體氣敏材料、貴金屬敏化介孔半導體金屬氧化物材料、孔壁化學微環境可調的高性能傳感材料,創制了包括介孔WO3、SnO2、In2O3、ZnO、Co3O4/C等具有超高比表面積、可控界面特性、高活性半導體氣敏材料。基于這些先進氣敏材料制備的氣體傳感器能夠實現氫氣、硫化氫、氨水、乙醇、丙酮等有毒有害、易燃、易爆氣體的快速傳感檢測,且傳感器件具有高選擇性、高靈敏度(ppb 濃度級別)和高響應性,借助無線藍牙數據傳輸可實現智能手機實時信號收集。結合大數據、 神經網絡算法、5G通訊和藍牙通訊等方式,這些傳感器將在先進智能化終端建設方面發揮巨大作用,用于基于遠程氣體探測的工礦生產、氣味導航搜索、遠程醫療、爆炸物和武器追蹤、太空資源探索等。
項目團隊原創性提出的超靈敏、高活性介孔半導體氣敏材料合成技術已能夠滿足批量化傳感器器件的開發和制備,目前已經開發了14種新一代超靈敏智能氣體傳感器原型機,且擁有完全自主知識產權。目前,相關課題正在朝著微型化器件(MEMS氣體傳感器)、柔性智能氣體傳感器(柔性電子器件)不斷推廣推進,旨在實現氣體傳感器與各種電子終端互聯互通。此外,團隊已經初步實現氣體傳感器數個相關領域的開發,已經開展了智能傳感器在潛艇艙室氣體監測。同時團隊也正在與合肥先進產業研究院合作開展智慧城市地下管廊有毒有害氣體檢測;與復旦大學附屬中山醫院合作開展智慧醫療、呼氣分析研究,用于疾病預警等。
【激光雷達供應商拼上市,誰是賽道“一哥”】
國產巨頭緊跟下游節奏,紛紛量產上車,并“卷”到IPO。
熬死小的,拖死中的,剩下大的,是不少行業加速洗牌時的殘酷現實。在燒錢研發、以價換量、普遍虧損但有錢景的激光雷達市場,正陷入這樣一場“生死局”。
所謂激光雷達,其實是利用激光實現 3D 感知的現代光學遙感技術,也被喻為“機器人的眼睛”。在智能輔助駕駛領域,純視覺和激光雷達代表著兩種不同派系,其中特斯拉為純視覺擁躉者,小鵬、蔚來、理想等品牌的大多車型則采用配備激光雷達、4D毫米波雷達、攝像頭在內的多融合感知方案。據悉,2023年上海車展上,有至少38款車型配置了激光雷達。
但激光雷達畢竟價格不菲,降本大潮下不少中高端車型開始減配,部分中低端車型選擇不配激光雷達。成本、技術、量產商業化等壓力下,已有多個海外玩家破產、合并、退市。9月初,博世宣布放棄研發激光雷達。
與國外市場不同,禾賽科技、速騰聚創、圖達通等國產巨頭緊跟下游節奏,紛紛量產上車,并“卷”到IPO。2023年2月禾賽科技在納斯達克上市,成為“中國激光雷達第一股”;速騰聚創近期向港交所遞表;圖達通于8月獲納斯達克上市備案通知書。
駱駝股權投資總經理劉露認為,激光雷達供應商的競爭主要圍繞兩點。其一,市場對車的智能化趨勢已確定,用戶已經買單,企業需要面對自身融資、技術迭代及商業化發展的問題。其二,競爭格局會趨于集中,大家將展開規模化、成本和穩定性的比拼。激光雷達全球市場目前主要面對來自國內廠商的競爭,重點是禾賽科技、速騰聚創的頭部較量。
盡管市場大都還處于商業化第一步,但留給后來者追趕的時間已不多。劉露分析:“2022年算是激光雷達規模化量產元年,滲透率已在臨界值很邊緣,快的話今明兩年規模化差距就會放得比較大,最遲后年。”
上市窗口
建廠強化硬件制造、調整產品矩陣、以低價搶占市場......為了在車企相關車型上迅速上車,供應商們花式百出。富途投研團隊認為,研發、測試和部署自動駕駛技術等均需要大量資金,盡早上市并籌集資金可以幫助供應商提前占據市場優勢、擴大市場份額。
“如果沒有上市公司的很多數據,如出貨量、成本、毛利率、研發效率等,就沒有一個很好的渠道能夠讓大家看到。上市后這些數據都是公開的,有利于客戶了解公司增加信服力。”禾賽科技對筆者說道。
在灣眾咨詢創始人譚希瑩看來,政策、資本的利好也催化了上市潮。一方面,汽車電動化、智能化疊加國產替代為相關產業鏈企業提供了更多機會,國家既希望行業規范化發展,又需要更多頭部企業起到引領作用,因此不斷出臺相關細分政策引導產業發展。另一方面,不論是北交所、科創板還是港股,均在調整IPO門檻給與相關科技公司壯大自身的機會。
“香港市場有成熟的資本市場體系,適用法律國際認受性高,上市進程時間節點明確可預期,有更多國際投資者。處于商業化早期或尚未商業化的特專科技公司在香港上市后,融資渠道得以進一步拓展,對需要高投入且還在虧損的智能汽車供應商有一定吸引力。”安永TMT行業審計服務合伙人李康介紹。
他分析,香港、A股、美股各有其獨特的上市吸引力。相比香港,A股市場對國內企業認可度較高,估值也較高,對研發投入高、技術領先的智能汽車企業而言科創板不失為理想的上市地。美國上市條件相對靈活,有利于面向全球市場的企業開展品牌戰略。對于有美元等外幣投資基金投資的企業,美國和香港市場更利于投資機構退出。
“一哥”爭奪戰
筆者從知行科技等企業處了解到,行泊一體是目前L2級智駕產品的演進方向,使用輔助駕駛功能的主要是新能源乘用車。車企會根據車型定位與價格高低,選擇與之匹配的軟硬件與低、中、高階行泊一體集成方案。
比如,價格超過30萬元的新能源乘用車型,會選擇更高級別的輔助駕駛方案,體現在更多的傳感器、更高算力的芯片、更多的輔助駕駛功能;10余萬元甚至更低價格的車型中,通常對激光雷達等傳感器的數量做減配,輔助駕駛功能也會相應減少。
根據Yole發布的報告顯示,2021年,速騰聚創、覽沃科技、華為、禾賽科技、圖達騰在全球激光雷達市場中的市占率分別為10%、7%、3%、3%、3%,其中速騰聚創市占率居全球第二、中國第一。2022年禾賽科技的明星產品AT128開始規模化量產交付,公司同年以近一半的全球市占率穩居榜首,與速騰聚創遠遠拉開差距。
相較去年,2023年激光雷達行業的量產交付勢頭更加迅猛,僅上半年禾賽科技便交付了8.69萬臺激光雷達,其中高級輔助駕駛 (ADAS) 交付量為7.39萬臺,超過去年ADAS全年交付量。對比禾賽科技、速騰聚創、圖達通現狀可見:禾賽科技累計交付已超19萬臺,裝機量穩居行業第一;速騰聚創、圖達通的累計交付在10萬臺左右,呈追趕態勢。其中,速騰聚創以“前裝量產定點車型最多”“量產交付的車型SOP最多”來勢洶洶,圖達通因量產車型主要依賴蔚來被質疑存集中度過高的風險。
追趕規模背后,是業務模式的調整與以價換量的戰略。最新業績顯示,禾賽科技在2023年第二季度的營收同比增長108.3%,交付量同比增長946.5%,但凈虧損從上年同期的6970萬元變為7440萬元,毛利率從上年同期的46.8%下滑至29.8%。對于毛利率下降,禾賽科技解釋是由于價格較低的ADAS激光雷達產品出貨量增加所致。
2020年至2022年,速騰聚創的毛利率分別為44.1%、42.4%、-7.4%。對于2022年首次出現毛利轉虧,速騰聚創亦稱主要是由于ADAS產品價格偏低,壓縮了毛利率,且該部分正處于規模化擴產階段。同期,速騰聚創營收分別為1.7億元、3.31億元、5.3億元,調整凈虧損分別約為0.60億元、1.08億元、5.63億元。來自ADAS的收入占比,從2020年的3.6%提升至2022年的30.2%。
必要性與成長性如何?
咬牙撐住虧損,慢慢搶占市場,最后最大的玩家或可實現規模效應。然而,規模優勢未凸顯之際,已有多家企業提出了“無激光雷達依賴”的智能駕駛降本方案,部分采用激光雷達部件的中高端車型在激光雷達數量上減配,成本與價格更低的4D毫米波雷達賽道也加入混戰。
據了解,激光雷達行業的降本途徑,主要有三個方向:規模效應、減少原材料達到摩爾定律,以及迭代產線、提高自動化率和生產良率。一方面,禾賽科技、速騰聚創目前均在自研芯片方面發力,試圖抬升競爭壁壘,提高產品的可靠性、穩定性,降本增效。另一方面,二者均通過自建產線保證產品的快速迭代和大規模交付能力。值得一提的是,禾賽科技堅持自主生產、不找代工,速騰聚創的提產能方式還涵蓋代工合作、合資工廠等。
圖達通聯合創始人兼CEO鮑君威曾接受媒體采訪時表示,在將來的五年以內,甚至更遠,純視覺方案跟激光雷達所實現的功能,完全不是一類東西。產能擴張后,激光雷達企業要把合適的產品技術適配到產品上來,切忌“錯配”;同時,一定要讓產品的性能設計有足夠冗余可靠,與合作伙伴保持一致的生產節奏。
劉露稱,車企挑激光雷達供應商時會著重考慮產品的性能和穩定性,車廠搭載激光雷達后,能給消費者帶來多少實實在在的功能;也重視供應商的商業化案例與經驗,規模化量產的能力和價格。
在他看來,激光雷達目前還不是標配硬件,但激光雷達覆蓋了從十幾萬到上百萬的車型,在高端系列里能夠成為選配。從趨勢來看,激光雷達會逐漸變成標配硬件,隨著規模起來成本降低,滲透率會持續提高。剛商業化時企業不盈利很正常,規模增長和營收、利潤的財務指標后置,這時更重要的是搶占市場。一個賣激光雷達的企業,正常盈利后的估值可能在30倍到50倍之間。
“智能駕駛供應商們每年都要投入大量研發費用確保自己在行業的技術優勢,盡管短期盈利無望,中長期看具有技術優勢的智能駕駛供應商有望扭虧為盈。”對于資本市場表現,富途投研團隊認為,這些公司的商業模型、盈利能力和未來發展還存在較大不確定性,因此股價的彈性較大。
筆者注意到,為了在規模與成本間尋求平衡,一些企業嘗試在存量市場和增量市場找差異化定位。比如,速騰聚創、禾賽科技等相繼布局補盲純固態激光雷達的量產上車,禾賽科技產品已獲得多個北美和歐洲OEM的關注,有望在出海領域進一步打開全球市場;速騰聚創將應用擴展至利潤率更高的機器人......
隨著部分玩家不斷倒下,規模化競爭加劇,最終市場行情如何演變,誰能占穩市場一哥地位,留待后續觀察。
【思特威重磅推出兩顆高分辨率、高速線陣CMOS圖像傳感器新品,賦能高端工業線陣相機應用】
近日,技術先進的CMOS圖像傳感器供應商思特威(SmartSens),重磅推出8K和16K兩顆高分辨率高速工業CMOS圖像傳感器——SC830LA和SC1630LA。該背照式(BSI)圖像傳感器搭載先進的SmartClarity-3技術,基于創新的掩膜拼接工藝,依托思特威卓越的模擬電路設計,提供黑白和彩色兩個版本、32x模擬增益和DCG模式,集高量子效率(QE)、低能耗、低噪聲、高行頻四大性能優勢于一身。作為思特威LA(Linear)線陣系列全新力作,SC830LA和SC1630LA可適用于各種工業環境中,以高傳輸速度和高圖像品質賦能全天候高端工業線陣相機。
隨著智能制造領域的持續演進,越來越多的自動化生產線開始廣泛應用工業CMOS圖像傳感器,以提升生產效率和產品質量。在與日常生活使用相比時,工業CIS的應用需要在極端條件下運作,如高溫、粉塵、腐蝕等惡劣環境,因此必須能夠全天候為工廠提供準確、穩定、可靠的圖像數據支持。
兩顆芯片基于思特威獨有的SmartClarity-3技術打造,結合全新升級的BSI像素工藝和掩膜拼接技術,利用思特威卓越的模擬電路設計,具備高分辨率、高QE、低能耗、高行頻四大特點,可大幅提高高端工業線性相機應用的檢測能力,全天候實現高質量圖像捕捉,保障檢測的效率和可靠性。
【孟晚舟:打造中國堅實的算力底座 支持大模型在智能化時代的“百花齊放”】
在今日(9月20日)舉行的華為全聯接大會上,華為副董事長、輪值董事長、CFO孟晚舟表示,當前,人類社會正加速邁向智能世界,數據正在爆炸式增長,智能技術也在突飛猛進。以強大算力為基礎的各種模型和算法不斷涌現,應用場景日益豐富,創新的“矢量效應”更加凸顯。從農業社會、工業社會,再到信息社會,人們從未停止對未來世界的想象。想象觸及之處,科技點石成金。技術如同一道地平線,每增高一分,人類文明的圖景就被改變一分。
而技術的每一次突破,創造著全新應用場景,延展著活動的半徑,令人一次又一次看到了科技創造未來的無限可能。
孟晚舟表示,過去30多年,在信息化、數字化的浪潮中,華為沒有一天停止對未來世界的想象,更沒有一天停下在現實世界里努力的腳步。在不確定中抓住主要趨勢,基于客戶需求和技術創新的雙輪驅動,構筑產品領先優勢,助力產業升級。
從2003年開始,CT和IT在網絡基礎設施技術中相遇,華為提出了All IP戰略,推動通信領域的各類技術制式和協議,從七國八制走向統一。“車同軌、書同文”,從而促進了聯接的無處不在。華為支持了全球170多個國家和地區的1500多張網絡的穩定運行,聯接了全球超過1/3的人口。
2013年,隨著云計算技術的加速發展,華為提出了All Cloud戰略,加速數字化轉型的升級。如今,華為云成為了全球增速最快的主流云廠商之一,這得益于持續的研發投入和全球客戶的認可。目前在全球部署了30個Region、84個可用區,聚合了全球4.2萬家合作伙伴、500萬名開發者,服務了全球300萬家客戶。
“從All IP,到All Cloud,十年一個臺階,我們從未停止努力。”孟晚舟稱。
在演講中,孟晚舟表示,華為提出全面智能化戰略,將加速行業智能化。據介紹,全面智能化(All Intelligence)的目標是“加速千行萬業的智能化轉型”。
首先,讓所有對象可聯接。不僅是物理實體的,也包括邏輯的、虛擬的;不僅包括數字化的設備,也包括傳統的終端和裝置;不僅使數據上得來,也讓意圖下得去。
其次,讓所有應用可模型,通過大模型范式,讓智能應用快速惠及每個人、每個家庭、每個組織。
第三,讓所有決策可計算。以算力的無所不在,加速智能的無所不及,并讓數據的潛力在計算中不斷地釋放與疊加。
孟晚舟表示,在全面智能化戰略的指引下,華為將持續打造堅實的算力底座,使能百模千態,賦能千行萬業。
對于當前大模型浪潮的襲來,孟晚舟認為,人工智能的發展,算力是核心驅動力。大模型需要大算力,算力大小決定著AI迭代與創新的速度,也影響著經濟發展的速度。算力的稀缺和昂貴,已經成為制約AI發展的核心因素。華為將打造中國堅實的算力底座,為世界構建第二選擇,包括持續提升“軟硬芯邊端云”的融合能力,做厚“黑土地”,滿足各行各業多樣性的AI算力需求。
此外,華為將充分發揮在計算、存儲、網絡、能源等領域的綜合優勢,改變傳統的服務器堆疊模式,以系統架構創新的思路,著力打造AI集群,實現算力、運力、存力的一體化設計,突破算力瓶頸,提供可持續的澎湃算力。
參數超過千億甚至萬億的人工智能神經網絡模型,正在加速進入千行萬業,AI發展也正在跨越拐點。
孟晚舟認為,從小模型時代到大模型時代,AI技術的實用性發生了質的飛躍。過去,不同的應用場景需要開發不同的模型。現在,大模型通過吸收海量知識,一個模型可以適配多種業務場景,大幅降低了AI開發與應用的門檻,縮短了技術到應用的周期,使AI從作坊式開發、場景化定制,走向工業化開發、場景化調優,依托大模型規模化解決行業問題成為可能。
在此過程中,通過算力底座、AI平臺、開發工具的開放,華為支持大模型在智能化時代的“百花齊放”,努力做好“百花園”的黑土地。
“我們支持每個組織使用自己的數據訓練出自己的大模型,讓每個行業用自己的專業知識發展出自己的行業大模型。”孟晚舟說。
此外,華為還會持續深耕根技術,構筑系統性優勢。孟晚舟稱,數十年來,華為深入通信與計算的理論本質,在數學與算法、化學與材料科學、物理與工程技術、標準與專利等領域,持續投入,不斷探索,構建起根技術優勢。正是基于聯接和計算這兩大產業的根技術積累的有機結合,華為構筑了智能化產品和解決方案的系統性優勢。
與高校聯合創新,也將是華為的后續重點。孟晚舟表示,技術為根,人才為本。過去數十年,華為一直圍繞著自身所在產業,為高校師生、開發者和科研人才,量身定制培養體系。
面向高校師生,華為通過ICT學院和“智能基座”項目,實現了產教的融合。其中,華為在全球已與2600多所高校共建了ICT學院,教師數量超過了11000人,每年培養學生20萬人。華為聯合中國72所高校持續深化“智能基座”項目們已經開設了1600多門課程,覆蓋了50多萬學生。
未來的發展,還依賴基礎技術的持續突破和人才的不斷涌現。孟晚舟談及,華為不僅做“工程商用”研究,解決實際挑戰,還依托“創新2.0機制”,與高校聯合創新,支持“無用之用”的理論研究和前沿探索。
【工信部:我國蜂窩物聯網終端用戶達 21.48 億戶,產業規模接近 3 萬億元】
9月 20 日消息,據工信微報官方公眾號報道,截至目前,我國蜂窩物聯網終端用戶達 21.48 億戶,物聯網企業數量超過 8000 家,產業規模接近 3 萬億元,保持高速增長態勢。
▲ 圖源工信微報官方公眾號
官方聲稱,今年 4 月,工業和信息化部聚焦 12 個產業融合應用方向,組織開展 2023 年物聯網賦能行業發展典型案例征集工作,并于 8 月公示了 139 個典型案例。
工業和信息化部科技司有關負責人對此表示,“物聯網是戰略性新興產業的重要組成部分。近年來,我們大力推進新型基礎設施建設,以智能制造為主攻方向,推動我國物聯網蓬勃發展。”
從官方公眾號中得知,截至今年 7 月末,我國 5G 基站總數達 305.5 萬個;截至 5 月底,我國重點工業企業關鍵工序數控化率達到 59.4%,累計培育出 1700 多家引領行業發展的數字化車間和智能工廠。
官方同時聲稱,我國物聯網基礎共性、關鍵技術、關鍵應用標準基本確立,已發布或在研 249 項物聯網國家標準和行業標準,但還需在互聯互通上下更多功夫。
工業和信息化部未來將聚焦傳感器接口芯片、智能傳感器、新短距通信、端邊云協同操作系統等關鍵核心技術,通過“揭榜掛帥”等機制開展攻關。同時,強化生態建設,支持技術領先、帶動作用強的龍頭企業組建創新聯合體,加快產業集聚發展。
審核編輯 黃宇
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