面向超高频植入式RFID芯片的温度传感器研制

基于0.18μm工艺设计并实现了一款用于超高频植入式RFID芯片的温度传感器。该温度传感器将MOS管作为感温元件,采用基于亚阈值MOS管的低功耗感温核心。传感器利用PTAT和CTAT两种电压延时器构成脉宽产生电路,从而生成脉宽信号,并与时间数字转换器(TDC)一起构成温度量化电路。核心电路的版图面积为298μm×261μm,测温范围为35~45℃。流片测试结果表明,三颗芯片在两点校准后的测温最大误差为±0.4℃,关键温区的最大误差为±0.2℃,实测功耗为623 nW。基于流片实测结果,发现了当前芯片的局限性,并提出了未来芯片结构的改进方向。

基于微流控芯片的鼠伤寒沙门氏菌免疫磁分离

开发一种用于鼠伤寒沙门氏菌快速分离与富集的免疫磁分离微流控系统,该系统由微流控芯片、微控制器、电磁分离与混合模块组成,具备电磁驱动混合和磁分离功能,能够实现免疫磁珠与鼠伤寒沙门氏菌的快速孵育、分离与富集。在最优条件下,可以在13 min内实现对牛奶样品中浓度范围为2×10^(1)~2×10^(6) CFU/m L鼠伤寒沙门氏菌的快速捕获与分离,捕获率在33.3%~67.5%之间,最低检测限为20 CFU/m L。因此,这种高度集成的免疫磁分离微流控系统能够从复杂食品基质中迅速、准确地富集目标细菌,为食源性致病菌的快速检测提供了有效的解决方案,对于应对食源性疾病引发的公共卫生问题具有重要意义。

结合0.1K前景和16K背景芯片快速解析小麦新品系的基因组结构和重要性状遗传基础

为探索并建立基于小麦0.1K前景和16K背景芯片快速解析基因组结构和重要性状遗传基础的方法,对小麦新品系西农302及其亲本西农865和百农矮抗58分别进行苗期分小种和田间成株期抗病性鉴定,分析西农302及其亲本的抗条锈病特征,并利用小麦16K背景芯片对西农302及其亲本进行基因分型,根据亲本间16K芯片基因型的差异SNP位点,分别统计西农302来自双亲的基因组区段,确定西农302的基因组结构;利用小麦0.1K前景芯片对西农302及其亲本进行基因分型,确定西农302所含有的抗条锈病性基因/QTL位点,明确西农302的抗条锈病遗传基础,同时分析西农302所含有的其他重要性状相关优异等位基因/QTL。结果表明,西农302在苗期对中国流行的条锈病生理小种CYR32和CYR34均表现出微弱的抗性(IT=6),但在田间条件下表现出高水平成株期抗条锈性(IT=1,DS<5);西农865和百农矮抗58对西农302的遗传贡献率分别为64.28%和30.22%;西农302聚合了双亲的多个优异基因/QTL位点,同时含有多抗基因Lr27/Yr30/Sr2/Pbc1及其上位性互作基因YrFDC12/PbcFDC12、抗条锈病位点QYrak58.nwafu-7BL和QYrqin.nwafu-2AL、抗赤霉病位点QFhb.hbaas-5AS和QFhb.hbaas-5AL、矮秆基因Rht-2、Rht-8和QPht/Sl.cau-2D.1以及千粒重位点QGl-4A等重要性状相关基因/QTL。这说明0.1K前景选择和16K背景选择SNP芯片可以应用于小麦新品种(系)的基因组结构和重要性状遗传基础的解析;西农865和百农矮抗58对西农302的遗传贡献率存在显著差异,西农865的遗传贡献率约为百农矮抗58的2倍;西农302聚合了双亲的抗条锈病、抗赤霉病、矮秆和千粒重等多个重要性状相关优异基因/QTL。

基于安全便捷加密芯片的加密通话系统设计

通过研究语音通话系统的安全现状及密钥存储安全性问题,该文设计了一种基于安全便捷加密芯片的加密通话系统。以自主可控的安全便捷加密芯片对密钥进行安全存储并实现加解密、加签验签等功能,通过安全中间件实现客户端与安全便捷加密芯片之间的数据安全传输。该系统以PKI安全体系为设计核心,在语音加密过程,利用国密SM2算法,以数字信封的方式实现密钥同步;利用Opus编码算法先对音频数据进行压缩编码,减小传输带宽;利用密钥对编码后的音频数据进行SM4加密,实现密文传输,确保语音通话过程的实时性和安全性。通过性能测试和安全性分析结果可以看出,该系统在保证通话流畅的同时,大大提高了用户通话过程的安全性,具有较好的应用前景。

基于纸基微芯片的样本前处理方法研究进展

纸基微芯片(μPADs)是一种以纸质材料为基底的简易、便携式检测平台,在临床诊断、食品质量控制和环境监测等领域显示出极大的应用前景。作为快速检测平台,纸基微芯片除了需要对目标物进行快速定量,还要完成样本的前处理过程。科学家近年来开发了多种基于纸基微芯片的样本前处理方法,用于不同样本中目标物的分析。由于纸基具有强兼容性能,增强纸基芯片的样本前处理功能并将其与各种快速检测方法联用,能极大地扩展纸基微芯片的应用领域。该文对纸基微芯片的自驱动以及纸基微芯片自驱动与外驱动相结合的样本前处理方法进行了总结,概述了纸基微芯片在目标分析物提取、富集等前处理方面的研究进展,探讨了各种纸基微芯片前处理方法的优点和局限性。另外还展望了纸基微芯片的发展方向—除了不断提高样品前处理能力来扩展其在样本制备中的应用,还需要开发商业化的纸基微芯片来满足各类行业的检测需求。

基于微流控芯片评估富血小板血浆促进子宫内膜细胞的增殖

背景:富血小板血浆可促进薄型子宫内膜细胞的增殖,但存在剂量难以控制、取样困难等问题。微流控芯片具有高通量、低消耗、操作简便等优点,为模拟子宫内膜细胞在体微环境提供了新途径。目的:利用三通道微流控芯片构建富血小板血浆促进子宫内膜细胞增殖的研究模型。方法:从1名女性外周静脉血中提取富血小板血浆。采用含不同浓度[0%(对照),0.5%,1%,2%]富血小板血浆的无血清细胞培养基培养人子宫内膜间质细胞,采用划痕实验检测细胞迁移,CCK-8法检测细胞增殖。利用聚二甲基硅氧烷胶制备微流控芯片,该微流控芯片设计有3个通道,中间通道为细胞外基质水凝胶通道,左右两侧分别为人子宫内膜间质细胞及富血小板血浆通道,3个通道之间保存有可以相互沟通以及实现物质交换的面积,实验组两侧通道分别加入人子宫内膜间质细胞(绿色荧光蛋白GFP标记)和含0.5%富血小板血浆的无血清培养基,对照组两侧通道分别加入人子宫内膜间质细胞(绿色荧光蛋白GFP标记)和无血清细胞培养基,共培养48 h后,采用Ki67免疫荧光染色观察细胞增殖与迁移。结果与结论:(1)细胞划痕实验和CCK-8检测结果显示,与对照组相比,0.5%,1%,2%浓度的富血小板血浆可促进人子宫内膜间质细胞的迁移与增殖(P <0.05),并且0.5%浓度富血小板血浆的促进细胞迁移与增殖作用强于其他2个浓度(P <0.05);(2)Ki67免疫荧光染色结果显示,与对照组相比,实验组人子宫内膜间质细胞的增殖和迁移能力更强;(3)实验证实通过三通道微流控芯片可以模拟子宫内膜细胞的微环境,同时利用该系统验证了富血小板血浆可显著促进子宫内膜间质细胞的增殖与迁移。

芯片生态助力舱驾融合,共谱智驾新篇章

汽车行业、芯片行业以及有关行业组织正不断加大投入,推动实践创新,助力芯片性能和质量持续提升,以满足汽车智能化对高性能、高可靠性芯片的要求。随着汽车智能化、网联化应用的不断拓展,舱驾融合与芯片生态应用作为提升汽车智能化水平的关键技术,正逐渐成为行业发展的热点。芯片,作为汽车电子系统的核心部件,舱驾融合对高性能、高可靠性的芯片需求也在持续大幅增长。汽车舱驾融合与芯片生态的协同进步,将有助于提升舱驾融合系统的计算能力和稳定性,并提供给消费者更好的座舱体验,实现更高级别的自动驾驶。

2024中国汽车芯片产业创新战略联盟全体成员大会在沪圆满举办

2024年12月20日,中国汽车芯片产业创新战略联盟全体成员大会暨上海车规集成电路全产业链技术创新战略联盟成立大会在上海召开。本次大会由中国汽车芯片产业创新战略联盟、上海市闵行区人民政府、上海车规集成电路全产业链技术创新战略联盟主办,上海市闵行区经济委员会、上海市莘庄工业区管理委员会、上海安智芯车规集成电路有限公司承办。来自整车、芯片、汽车电子、汽车软件、高校院所、行业组织等500多位代表参加了本次大会。

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。

基于SNP芯片的内江猪群体遗传结构分析

本研究旨在分析内江猪群体的遗传结构,从而更好的保护和利用内江猪遗传资源。使用猪50K SNP芯片,对237头(24头公猪,213头母猪)内江猪进行基因组分型,分型结果经质量控制及自填充后用于后续分析。通过多种分析软件对内江猪群体的遗传结构、遗传多样性以及群体近交情况进行分析,结果发现:共有26652个SNP位点用于分析,其有效等位基因数为1.569,多态性标记比为0.533,多态性信息含量为0.272,期望杂合度为0.338,观测杂合度为0.341,最小等位基因频率为0.249。主成分分析结果表明群体内分层不明显,根据状态同源计算的群体平均遗传距离为0.252,通过聚类分析可将24头公猪划分为10个家系。在群体基因组中共检测到7031个长纯合片段,其平均长度为12.59 Mb,通过连续性纯合片段估计群体近交系数为0.008,通过SNP纯合性估计群体近交系数为-0.012。总体来说,内江猪群体遗传多样性较为丰富,群体遗传距离较远,近交程度较低,但存在一定的近交风险。本研究可为内江猪的保护和开发利用提供理论依据。

器官芯片——更具前景的体外模型

传统的体外模型具有不可避免的局限性,与人体试验相比,在评估药物疗效和不良反应方面存在显著差异。器官芯片技术在生理环境和功能芯片上模拟人体器官,具有高保真的生理或病理生理功能,为药物开发提供了巨大的创新前景。本文主要从体内各系统角度介绍器官芯片的研究进展和应用,同时提出目前器官芯片发展过程中存在的局限性和未来的发展方向。

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。

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。

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。

基于多重PCR靶向测序的烟草1.8K SNP育种液相芯片的开发与应用

本研究根据公开发表的烟草K326基因组和烟草430K SNP固相芯片检测数据,以7份种质两两组合之间每条染色体上20个多态标记为目标,基于多重PCR扩增的精准定位测序分型技术(mGPS,Genotyping by Pinpoint Sequencing of multiplex PCR products)开发出烟草1.8K育种液相芯片(YT1.8K.1)。利用该芯片对上述7份种质两两之间杂交的21个杂交组合进行基因分型检测,每个杂交组合之间的平均差异位点数为650个,能同时满足每个组合定向改良筛选高遗传背景回复率单株的需要。利用该芯片对23个烟草品种进行基因型分型检测和聚类分析,聚类分类结果与品种系谱基本吻合;利用该芯片从367个BC2F1群体中筛选出5个背景回复率高于94.96%的单株,高于理论均值87.5%,表明该育种芯片可应用于烟草种质资源聚类分析、定向改良育种的遗传背景筛选。

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.

一种锁芯片零件加工连续级进冲压模具的设计分析

为了实现锁芯片零件的全自动化加工,针对一种锁芯片零件,设计了一种连续级进冲压加工模具,解决了该零件打凹、冲孔及落件多道工序的加工问题,并且大大提高了该零件生产的自动化程度、生产效率及加工精度。

面向装备平台的敏捷交换芯片设计与实现

在构建车载、舰船、航空航天等装备平台网络系统时,需要综合考虑功能、性能、体积、功耗、易用性等制约因素,传统高性能的商用网络交换芯片功耗高、配置和使用复杂,难以满足相关需求。对此提出了一种面向装备平台的可编程、低功耗的敏捷交换芯片架构。该架构引入协议无关的超长内容匹配-动作流水线,提供可编程的转发配置、流限速、报文修改等功能,支持现存各类网络协议及用户自定义协议。架构提供灵活的管理配置模式,可满足远程配置、无管理CPU的轻量化配置等多种应用需求。另外,通过敏捷交换协议的扩展功能,可将查表结果、动作处理记录、用户配置信息等随原报文一同送出芯片,实现单个报文粒度的精细化处理和灵活的功能扩展。基于敏捷交换架构,流片制造了YHHX-DS160敏捷交换芯片,该芯片可提供160 Gbps全接口线速交换能力,最大功耗仅6.6 W,能效比达到24 Gbps/W。

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。

会聚视角下人工智能芯片领域关键核心技术发展态势与突破路径研究

中国为人工智能(AI)芯片领域研发的后发国家,仍然面临着核心技术受制于人的困境,因此需要探究中国AI芯片领域关键核心技术的突破路径。从技术会聚的角度出发,基于全球AI芯片领域发明专利,利用熵值法识别出关键核心技术,以网络分析方法对比发现,日本、美国、韩国和中国四国在关键核心技术会聚方面存在明显的异质性。中国在AI领域的发明专利申请数量自2007年起快速增加,但其关键核心专利拥有量仅排全球第8位,存在“重数量、轻质量”的问题;四国在下一代信息网络产业、数字文化创意活动、数字创意技术设备制造、电子核心产业等方面具备明显的优势,在其他产业领域也有部分布局;四国在AI芯片领域研发有不同突破路径,其中日本采取“多产业用途少量多品种需求驱动+跨技术部类融合+产业链上下游企业深度协同合作”的路径,美国通过“产业多领域共同发展+跨技术部改变类融合+产学研深度融合”的方式,韩国采取“部分优势产业牵引+技术内部类别融合+领军企业带动产业链”的模式,而中国的突破路径为“多领域蜻蜓点水式并行发展+技术内部类别松散融合+少数企业自主攻关”。建议中国在关键核心技术基础共性部分借鉴美国的突破路径,在已有优势产业方面借鉴韩国经验,构建以科技领军企业为主的创新生态系统。