车规级芯片替代方法及验证模型研究

车规级芯片是汽车实现四化的重要保证,也是疫情笼罩下,主机厂能否顺利实现整车下线的重要前提。从国内芯片困境分析看出,芯片国产化势在必行,而芯片替代是芯片国产化最简单最有效的方式。通过分析车规级芯片的设计要求,提出了采用直接替代和非直接替代两种有效的国产化方式以及替代方案的产品验证模型。基于某一项目的实践,证明了替代方案的有效性。本文工作将对未来几年逐渐流行的芯片替代、芯片深度国产化提供一定的参考。

基于国产化芯片替代的CAN总线优化应用

针对国产化CPU芯片替代问题,结合CAN通信的技术要求,进行国产化芯片替代方案设计,开展芯片通用性的硬件、软件改进方案实施和性能测试。应用结果表明,该设计验证了选用的国产芯片的可替代性和CAN总线优化的正确性。

基于C8051F410单片机的AD芯片替代方案的设计与实现

针对某已定型便携式电缆测试设备,在核心AD芯片停产且交付周期紧迫的情况下,提出了一种利用单片机和另一款AD芯片构成的最小系统替代原AD芯片的解决方案;在详细对比分析了新选AD与原AD芯片的区别和联系的基础上,设计了系统硬件和软件实施方案;测试结果表明,替换后设备测试能力完全满足用户要求;该方案的提出可以为其他产品遇到此类问题提供一种解决思路。

基于网络药理学与GEO差异基因芯片数据探讨芦丁治疗脊髓损伤的作用机制

为了探究芦丁治疗脊髓损伤的作用机制,基于网络药理学和GEO差异基因芯片数据分析,结合体内实验,筛选芦丁对脊髓损伤的作用靶点.首先通过TCMSP、Swiss Target Prediction和SuperPred数据库获得芦丁的作用靶点,同时采用GEO差异基因、CTD、OMIM、PharmGkb疾病数据库获取脊髓损伤的疾病靶点;然后应用Cytoscape软件采用蛋白互作的方式筛选芦丁治疗脊髓损伤的核心靶点,并采用R语言对核心靶点进行GO功能及KEGG通路富集分析;最后采用Rutgers MASCIS脊髓损伤撞击器建立大鼠急性脊髓损伤模型,芦丁干预3 d后采用BBB运动评分法对大鼠后肢运动功能进行评价,采用酶联免疫吸附测定法检测脊髓中炎症因子TNF-α、IL-6、IL-1β和NF-κB的表达水平以及ROS和MDA含量.结果发现:(1)芦丁共有56个对应的蛋白靶点,脊髓损伤筛选到4 624个疾病靶点,合并后得到5个核心靶点,即CASP3、ESR1、GSK3B、IL-6、MTOR;(2) GO功能主要集中在对氧化应激的反应、活性氧代谢过程、NF-κB结合等,KEGG通路分析显示,芦丁治疗脊髓损伤相关的通路包括PI3K-Akt信号通路、AMPK信号通路、HIF-1信号通路等;(3)分子对接实验和分子动力学模拟表明,芦丁与5个核心靶点均有良好且稳定的结合;(4)体内实验结果显示,脊髓损伤后使用芦丁进行药物干预处理可以降低脊髓的含水量,减少炎性因子和氧化应激因子的产生.上述结果证实,芦丁可以通过多个靶点以及多条通路在治疗脊髓损伤中发挥抗炎和抗氧化作用.

用于土壤中氮钾含量快速测定的非接触电导微流控芯片

[目的/意义]土壤中氮、钾元素在作物生长和农业生产过程中具有关键作用。快速定量检测土壤中氮、钾含量对指导精确施肥具有重要意义。因此,建立一种快速可靠的土壤氮、钾含量检测方法十分必要。[方法]本研究建立一种基于聚二甲基硅氧烷(Polydimethylsiloxane,PDMS)微流控芯片电泳和电容耦合非接触电导检测(Capacitively Coupled Contactless Conductivity Detection,C4D)方法,快速定量检测土壤中氮、钾养分离子。通过微流控电泳芯片实现对土壤中多种离子快速分离,利用C4D进行电导率变化的精准测量。基于检测器工作频率输出响应特性,激励电压响应特性和电泳电压,确定最佳分离和检测性能。[结果和讨论]该方法对钾离子(K+)、铵根离子(NH4+)和硝酸根离子(NO_(3)^(-))标准溶液的检测限(S/N=3)分别为0.5、0.1和0.4 mg/L。K^(+)、NH_(4)^(+)和NO_(3)^(-)在0.5~40.0 mg/L范围内具有良好的线性关系,线性相关系数(R2)分别为0.994、0.997和0.990,表明该方法可以对土壤中氮、钾养分离子进行定量分析。同时,采用峰高、峰面积和出峰时间作为评价指标进行可重复性实验,其相对标准偏差(Relative Standard Deviation,RSD)均小于4.4%,说明该方法具有良好的重复性。此外,对土壤样品进行测试,K^(+)和NH_(4)^(+)可实现完全分离以及同步检测,其检测效率明显提高。通过标准加入法进行回收率实验,回收率保持在81.74%~127.76%。[结论]本研究为土壤氮钾养分离子的快速检测提供了一种简便、高效的方法。

奶山羊低密度液相SNP芯片开发及有效性验证

为更好地了解奶山羊在世代更替中的遗传谱系,避免因错误谱系记录造成群体近交程度过高,本研究利用液相SNP芯片标记技术确立羊群遗传谱系及其亲缘关系。通过简化基因组测序,对25个不同种群的崂山奶山羊基因组DNA样本进行分析,挑选出1 792个SNP多态性位点,再通过靶向测序基因型分型,合成低通量的探针,最后对探针进行相应的捕获测试,开发出检测崂山奶山羊遗传基因的低密度液相SNP芯片。将该液相芯片应用于300只崂山奶山羊群体的血缘关系鉴定,与已知300只奶山羊系谱记录的亲缘关系进行对比,发现结果高度吻合,证明此芯片具有很高的准确性。本实验开发出均一性高、位点多态性好的低密度液相芯片技术,可专门用于崂山奶山羊亲缘关系鉴定,从而更好地指导奶山羊的选种选配。

高压共轨柴油机国产芯片控制系统研究

针对现有高压共轨柴油机电控单元高度依赖进口芯片、自主不足的问题,提出了基于全国产芯片的高压共轨柴油机电控单元方案。所设计的国产控制单元选用兆易创新的GD32F450芯片为控制核心,承担发动机数据采样、处理、存储与控制任务。首先,采用Boost升压电路提供喷油器峰值电流,利用分立器件设计双边驱动与电流反馈电路,在不依赖进口专用芯片的条件下,对喷油器驱动电流进行闭环控制;然后,基于FreeRTOS操作系统,开发高压共轨柴油机底层驱动软件,实现对不同任务调度周期的精准控制;最后,对所设计的电控单元进行了实验验证。结果表明,所设计的国产高压共轨柴油机电控单元功能齐全、工作稳定,双边驱动电路典型峰值电流为22 A,维持电流为10 A,最小喷射间隔时间为200μs,多次喷射性能与Bosch系统相当。发动机不同转速条件下任务调度周期精准、实时性好,研究证实了高压共轨柴油机电控单元全国产化方案的可行性,对推动发动机电控技术自主可控提供了有益参考。

以太网物理层芯片光电特性测试研究

当前,以太网物理层芯片在诸多应用领域不可或缺,对以太网物理层芯片的功能性能要求也越来越高,因此,如何进行芯片功能性能方面的光电特性验证是亟待解决的问题。主要介绍了以太网物理层芯片验证的技术现状,提出符合以太网物理层芯片功能性能应用需求的光电特性测试方法,采用测试仪器(如示波器、逻辑分析仪、网络矢量分析仪等)和验证板卡对网络中物理接口的数据传输电特性和光特性进行测试,测试结果表明提出的测试方法达到了测试要求,满足了功能性能应用需求,进而提高了国产高可靠以太网物理层芯片验证的技术手段。

基于薄膜铌酸锂的微波光子雷达芯片

微波光子雷达拥有分辨率高、处理速度快、同时多波段、多功能等优势,在航天系统中具有广阔的应用前景。为了满足航天应用对雷达系统体积、质量和功耗的严格要求,集成化已经成为微波光子雷达的重要发展方向。介绍了一款基于薄膜铌酸锂的微波光子雷达芯片,利用该芯片实现了雷达发射信号倍频产生和回波信号去斜接收,并对距离天线不同位置的目标进行了测距实验,得到的测量距离与实际距离基本相同,两者之间的误差小于4 mm。

基于GEO芯片和网络药理学探讨康力欣胶囊治疗乳腺癌的作用机制

目的:利用GEO芯片和网络药理学探讨康力欣胶囊治疗乳腺癌的分子机制。方法:通过TCMSP、HERB、Batman-TCM数据库检索药物的化学成分,借助Swiss Target Prediction数据库获取药物成分对应的相关靶点;在GEO数据库中检索乳腺癌的相关靶点;利用Venny 2.1.0在线软件获取药物与疾病的共同靶点;由Cytoscape 3.8.2绘制药物-成分-靶点-疾病网络;STRING数据库构建PPI网络;借助DAVID数据库进行GO功能富集和KEGG通路富集分析;运用AutoDock软件对关键的活性成分和靶点进行分子对接验证。结果:康力欣胶囊中59个有效成分通过调控106个靶点和43条通路对乳腺癌产生作用,法尼斯淝醇A、多胶阿魏素、宽叶阿魏酮、山奈酚、法尼斯淝醇B、泽兰黄醇素、槲皮素、宽叶阿魏醇、啤酒甾醇、阿魏种素等成分可以通过EGFR、JUN、PPARG、PTGS2、CCNA2、CHEK1、CDK1、CDK2、MMP9、TOP2A等关键靶点介导癌症的中枢碳代谢、细胞周期、代谢途径、癌症途径、AMPK、松弛素、FoxO、IL-17、Ras、HIF-1、MAPK、钙、胰岛素等信号通路来治疗乳腺癌。分子对接分析发现10个靶点蛋白与10个活性成分具有较好的结合能力。结论:康力欣胶囊可以通过多成分、多靶点、多途径参与乳腺癌的治疗,为其临床应用及治疗乳腺癌的机制深入研究提供了理论依据。

基于GaAs E/D PHEMT工艺的Ku波段双通道幅相控制多功能芯片

基于GaAs增强/耗尽型赝配高电子迁移率晶体管(E/D PHEMT)工艺设计了一款14~18 GHz的双通道多功能芯片。芯片集成了单刀双掷(SPDT)开关、6 bit数控移相器、4 bit数控衰减器和增益补偿放大器。采用正压控制开关以减小控制位数;优化移相、衰减和放大等电路拓扑结构,以获得良好的幅相特性;采用紧凑布局、双通道对称的版图设计,以实现小尺寸和高性能。测试结果表明,+5 V电压下,接收通道增益大于3 dB,1 dB压缩点输出功率大于8 dBm;发射通道增益大于1 dB,1 dB压缩点输出功率大于2 dBm;64态移相均方根误差小于2.5°,16态衰减均方根误差小于0.3 dB,芯片尺寸为3.90 mm×2.25 mm。该多功能芯片可实现对射频信号幅度和相位的高精度控制,可广泛应用于微波收发模块。

荧光纸基微流控芯片在食品检测领域中的应用

食品安全事故频发,引发全球对食品安全的广泛关注。为了保障食品的质量和安全,研究人员已经开发了各种快速和灵敏的检测方法,用于分析各种食品成分和污染物。纸基微流控芯片(μPADs)是以纸张为主要基版,使生化反应小型化的微实验室分析系统。近年来,μPADs在芯片设计和功能集成方面发展迅速,因其成本低、样品体积小和携带方便等优点,在快速检测中具有独特的应用潜力,已广泛用于保障食品安全。与其他检测方法相比,基于荧光法的μPADs具有选择性好和灵敏度高等优点,能够快速准确地测定目标物,满足现场检测的需求,为食品检测提供理想的解决方案。其在不同的实际应用中显示出广阔的前景,能测定食品中的各种污染物,包括病原微生物(大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、沙门氏菌、单核细胞增生李斯特菌和副溶血性弧菌)、有害化学物质(农药、苏丹红染料、亚硝酸盐、甲醛和抗生素)和重金属离子(铅、镉、汞、砷、铬)等。笔者介绍了μPADs的基本概念,包括纸作为基材的优点以及二维和三维芯片的特点,重点介绍了荧光检测原理以及在食品检测领域中的应用。研究结果将有助于开发和应用更多新型基于荧光分析方法的μPADs,并为开发准确、灵敏、便捷的食品污染物检测方法提供参考。

芯片设计企业创新价值链锁定困境与破解——以华为海思为例

面对近年国外战略性掣肘的不断加压,我国芯片设计被锁定在产业创新价值链的低端,芯片设计企业如何摆脱低端循环以抢占产业发展制高点,成为我国芯片产业破局的关键。在分析我国芯片设计产业现状及其创新价值链地位的基础上,选取芯片设计领军企业华为海思作为研究对象,从研发水平、竞争对手、设计人才三方面探讨其陷入低端锁定困局的成因,并为解决低端锁定带来的企业发展易受制于人、失去主流市场应用机会、难以赢得资本市场青睐等不良影响,从知识储备、技术研发、人财保障、平台搭建和策略组合等维度提出破解策略,为我国芯片设计企业向创新价值链高端攀升提供对策建议。

美国芯片立法的最新动向与中国对策

美国芯片制裁策略将阻碍中国芯片产业发展。《2022年芯片和科学法案》对美国芯片企业在域外的投资与合作行为作出限制,将中国排除在合作范围之外,加剧了中国芯片产业链断链风险,同时扰乱了全球芯片产业链的布局。文章分析了美国在芯片领域相关立法的演进路径与发展趋势,探究芯片制裁对我国可能存在的影响,从国际、国内双重层面寻求应对策略,以期促进我国芯片产业的发展。

职业教育融合战略性芯片制造产业的现状考察、国际借鉴与创新路径

构建自主可靠的芯片制造产业链,事关国家重大战略安全。我国的芯片制造产业正处于快速发展期,文章通过深入分析芯片制造产业与职业教育人才培养有效对接的可行性路径,探查当前芯片制造产业产教融合的实际状况,在分析国内相关研究和参考借鉴发达国家芯片产业人才培养先进经验的基础上,提出培养我国芯片产业人才的三大创新路径。即,瞄准产业需求,推动职教人才培养供给侧结构性改革;实施强基计划,畅通芯片制造产业高端人才培养通道;注重扬长避短,坚持差异化发展和特色化办学新思路。以期推动芯片制造产业链更快更好发展。

微型组合导航SIP芯片的PDN电热协同仿真与优化

随着SIP芯片逐步小型化和集成化,导致芯片对PDN的直流压降、电流密度以及系统的温升控制要求越来越高.本文通过改变载流导体的面积来改善直流压降和电流密度过高的问题,同时针对芯片温升研究通过合理优化热过孔阵列的孔径、过孔数量以及镀铜厚度来减小热阻以达到控制芯片温升的目的.仿真结果表明,增加载流导体的面积能有效降低直流压降和电流密度,且还留有很大的裕量;而热过孔阵列的合理布局能有效控制芯片温升,从而提升了芯片的功能和可靠性.

新型电力系统设备状态监测与故障诊断传感芯片关键技术与展望

随着新型电力系统的建设与发展,电力关键设备运行环境发生改变,运行过程也面临更多风险。电力关键设备的状态监测和故障诊断技术是其正常运行的保障,但目前仍存在不足。集信号采集、数据分析、信息传输功能于一体的传感芯片将能够实现在线、实时、准确的关键设备状态监测和故障诊断。文中从面向新型电力系统的设备状态监测和故障诊断传感芯片的基本概念出发,综述了传感芯片的传感采集、信号处理、数据分析及信息传输4项关键技术的发展现状,指出关键技术面临的挑战。最后,展望了未来电力关键设备状态监测和故障诊断研究方向。

人工智能芯片先进封装技术

随着人工智能(AI)和集成电路的飞速发展,人工智能芯片逐渐成为全球科技竞争的焦点。在后摩尔时代,AI芯片的算力提升和功耗降低越来越依靠具有硅通孔、微凸点、异构集成、Chiplet等技术特点的先进封装技术。从AI芯片的分类与特点出发,对国内外典型先进封装技术进行分类与总结,在此基础上,对先进封装结构可靠性以及封装散热等方面面临的挑战进行总结并提出相应解决措施。面向AI应用,对先进封装技术的未来发展进行展望。

工艺、技术与建筑的整合——电子高科技芯片厂房设计实践

简要介绍芯片生产的工艺、流程及关键技术。从总体布局、建筑设计两个层面阐述国家存储器基地项目(一期)的设计思考,在满足工艺需求的基础上,建筑师可以通过建筑立面、厂房外部色彩的处理体现工业建筑之美。深入挖掘项目分期实施策略、建筑消防设计特征及空间管理概念。

职业教育对接服务芯片制造产业链的逻辑意蕴、现实困境与实施策略

加快构建自主、可靠的芯片制造产业链关系国家重大安全战略。对正处于快速成长阶段的新兴技术产业,职业教育如何更好地为其提供支撑服务是个重要的课题。文章认为产教对接服务是职教发展的核心要义、国家战略的关键路径和产业升级的必经之路,指出当前产教对接服务存在的现实困境。提出夯实产教融合发展生态以促进职业教育紧密对接芯片产业、改革现有师资引进策略以多措并举构建优质人才孵化机制、组建职业院校专业联盟以制定差异化、特色化专业建设规划等三大措施来助力职业教育更好地对接服务芯片制造产业链。