三维导热网络协同电卡制冷用于芯片热管理
集成电路的摩尔定律带来了巨大的功耗密度和减小的器件尺寸，亟需高效率的热管理系统突破功率与性能的限制。传统的传热依赖通过空气或液体的对流，与热沉或冷板接触实现散热。最近的研究表明，微流体热泵系统有望实现高传热，低能耗和绿色环保。然而这种系统存在大量热流路径与界面，引入了大量的微纳热阻，很难实现快速传热。
电卡制冷是一种零温室气体排放的，可小型化的，快速的，主动散热方式，其依赖铁电材料电场下熵变制冷。近年来，聚合物电卡制冷材料由于其柔性，易加工系和出众的制冷性能吸引了研究人员的注意。然而，鲜有研究人员关注电卡制冷中聚合物材料本征的低导热系数。在电卡器件运行过程中，电卡材料的低热导率使电卡器件内部的传热效率低下，这也是为什么现有的电卡器件在高频率下制冷表现均出现下降的原因。
在聚合物基体中构筑连续的三维导热网络已被证明是一种改善热管理材料的一种有效、简单的方法。
针对上述问题，南京大学沈群东在《Nature communication》 发表三维导热网络协同电卡器件实现芯片热管理的论文。
我们将被动制冷的三维网络与主动电卡制冷的铁电相结合用于芯片热管理。该材料由铁电聚合物基体和三维铁电（导热）陶瓷网络组成。当对该复合材料施加电场时，电场引起电场内电偶极子的有序取向，取向的铁电偶极子组合为纳米畴，特别地，这时热量会被随之传导在纳米畴的周围，成为大量离散的“热点"。三维的导热陶瓷网络嵌入在聚合物基体内既提供了声子输运的高速通道，又扩大界面接触面积，因此，在施加电场的瞬间，热量可以在电卡聚合物和三维网络间传输。与此同时，三维陶瓷网络还赋予了复合材料极高的介电常数和电卡熵变。
该协同材料与纯聚合物相比，电卡效应提高了240%，热导率提高了300%。基于此材料，我们结合电磁驱动装置，开发了一种用于芯片单热点冷却的放大器件。最低仅需30V μm−1的电压即可实现有效的加热和冷却，不会大量占用芯片和其他设备的供电，该策略为下一代微电子产品的制冷设计提供了借鉴。
图1. 三维导热网络电卡材料的结构
图2. 三维导热网络电卡材料的热导率
图3. 用于芯片制冷的放大电卡器件
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激光直写增材新技术，实现微流控芯片快速高效绿色生产
研究背景
微流控芯片以其集成化、高效性、样品需求少等优点，成为近年来生命分析、药物筛选等研究领域的热点，在分离、反应及检测等过程中大放异彩。
对于高分子基片构成的微流控芯片，母模板决定了其结构尺寸和分辨率。微流控芯片的母模板制备技术主要是基于电子束光刻或光学光刻，这两种方法都需要涉及到光掩模来制备初始图案。光掩模的出现往往会伴随着设计上的多次修改和验证，其特质决定了光刻的初始投入成本高且灵活性低。
激光直写技术作为一种新兴的微纳加工方式，直接将激光聚焦到基底表面。通过激光自身或载物台的移动，无需制造光掩模就可以在基底上绘制图案。因此，通过发展代替新型激光直写技术，可以快速且低成本地实现微流控结构图案的制作。
论文详情
近日，南京大学王伟教授团队提出了一种基于化学水热合成反应的激光直写增材技术，用于制作微流控芯片的母模板。该成果以“Fabrication of microfluidic chips using laser click deposition” 为题，发表在英国皇家学会期刊 Sensors & Diagnostics 上。
该工作中提出了激光点击沉积技术构筑微流控母模板的方法。该方法将近红外激光汇聚辐照在金属薄膜上，精准调控前体溶液中温度的时空分布，实现微区的过渡金属氧化物合成反应。通过自定义程序控制激光作用的位置、强度和时间，完成了在微米尺度上点击合成各类复杂图案结构。
该技术构建出王伟教授课题组网站的二维码
在 CCD 相机实时监测激光点击沉积微结构的条件下，该方法灵活且高质量地制作出微结构母模板及其相应的微流控芯片。作者们成功制造出多种微流控芯片结构，并通过荧光染料实验证实了该技术在微流控系统中的应用潜力。
区别于其他激光直写增材技术，激光点击沉积技术建立在激光热效应所促进的水热反应上，不需要高能量的激光和高毒的有机溶剂。该技术能够实现微流控芯片的快速成型设计和低成本生产，具有很好的实际应用前景。
论文信息
Fabrication of microfluidic chips using laser click deposition
Mengqi Lv, Xinyu He, Kai Zhou, Ben Niu, Wei Wei, Haoran Li, Shasha Liu, Hua Su and Wei Wang*（王伟，南京大学）
Sens. Diagn.,
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深度爆发的前兆？中国在全球芯片会议上超越美国，夺得研究桂冠。中国在一个专注于半导体的著名国际学术会议上提交了最多的研究论文，凸显了中国在该领域日益增长的影响力，并将美国挤到第二位。
这是中国首次在国际固态电路会议（ISSCC）接受的论文中占据首位，该会议被认为是半导体领域的奥运会。本次年度活动于2月在旧金山开幕。
中国的大学和公司--包括香港和澳门--提交了59篇论文，占ISSCC为活动接受的所有198份研究文件的29.8%。在今年2月举行的上一次会议上，来自中国的29篇论文被接受，或占总数的14.5%。
ISSCC接受了来自美国的40篇论文，使美国从今年的第一名下降到第二名。美国在所有论文中的份额从35%缩减到20.2%。
韩国排名第三，中国台湾省排名第四，而日本和荷兰并列第五。
大中华区的大学正在推动半导体的研究。澳门大学有15篇论文被接受，而北京的清华大学和北京大学分别产生了13篇和6篇论文。
不过，就企业来看，三星电子以8篇论文领先，英特尔以6篇紧随其后。世界上最大的合同芯片制造商台积电只提交了两篇被ISSCC接受的论文。
日本研究人员撰写了10篇被ISSCC选中的论文，将该国的份额从3.5%提高到5.1%。东京工业大学撰写了其中的四篇文章。
/11/18日经英语新闻
那位只愿为祖国培养人才、放弃美国高薪待遇毅然回国的前微软副总裁沈向阳最近点赞了一篇论文。
全球数据科学领域顶级会议KDD 大奖公布，阿里达摩院团队拿到了应用科学方向唯一的“最佳论文奖”，且是首次获得该荣誉的国内机构。前微软副总裁沈向洋也认可了这篇论文，听沈老师的解读，计算机图形技术的突破，可能会给元宇宙、游戏等领域带来新的机会。
论砸钱搞科研，阿里确实阔气。仅去年就超过了1200亿，位居本土互联网企业之首。如果再统计一下最近的总支出，应该也不低于五千亿。但“吹牛阿里”“装逼达摩院”的谣言一直都有，网上总有人说阿里几千亿、几千亿地砸，也没看砸出啥水花来。
其实，阿里科技在应用方面是取得了一些成绩的。比如芯片、人工智能、自动驾驶等核心领域，研发出了很多业界标杆的产品，例如性能最强的ARM服务器芯片—通用服务器芯片倚天710。
不光是科技应用，在论文方面，阿里达摩院也拿下了60多项国际顶尖技术赛事的世界第一。
看到这些成果，不得不承认，阿里砸了几千亿是值得了。别看五千亿很多，但相比芯片、云计算等核心技术，还真不算什么！
清华团队阐释层状半导体芯片新材料的横向结电子器件应用
先进芯片是当前信息社会和人工智能时代的最底层科技基石，掌握新一代芯片的材料、工艺、器件、设计、制造是相当长时间内科技战略创新的主战场之一。由于经典的几何微缩的摩尔定律在90nm节点，和等效的摩尔定律在7nm节点都相继失效，硅基晶体管的微缩速度大大降低，主要原因是晶体管在多个几何维度进入了亚10nm尺度，传统半导体材料的量子效应开始显现，继续微缩遇到了很大的材料、工艺、器件结构、制造良率和成本的挑战。因此，在后摩尔时代，如何通过基础研究，尤其是芯片新材料和新型器件的创新推动下一代高性能芯片的发展是当前最有挑战性的研究方向之一。
以过渡金属二硫属化合物为代表的层状半导体材料是被认为是最有潜力的芯片新材料之一，由多种层状半导体材料材料组成的横向结，例如同质结、异质结、混合多级结与超晶格结等，具有多种可调谐的电学与光学特性，为下一代高性能电子器件发展提供了全新的研究自由度，也为开发基于新原理与结构的并超越传统半导体材料的新一代芯片提供了全新的研究方略。
近日，结合团队在该领域的多项研究成果，材料学院王琛助理教授、李正操教授和物理系熊启华教授等系统提出横向层状半导体结的总体研究框架（图1），并在此基础上梳理了近年来横向结的精细可控合成、电子结构调制与光学性能调控、新结构高性能逻辑器件与光电器件的原型器件和应用，并对困扰业界多年的横向结器件独特性能优势、最优横向结器件的结宽标准等争论焦点给与系统梳理，并为未来此类芯片新材料横向结的发展给出了系统分析和前景展望（图2）。
图1 横向层状半导体结的总体研究框架
图2 层状半导体横向结的核心研究脉络和广阔发展前景
本工作围绕横向层状半导体结的可控合成、多维度性能调控与高性能器件制备，以“基于层状半导体横向结的新型电子器件应用（Lateral layered semiconductor multijunction for novel electronic devices）”为题，于4月28日在线发表在国际材料领域高影响力期刊《皇家化学会评论》（Chemical Society Reviews）上。
材料学院级博士研究生张思勉和邓晓楠为论文共同第一作者，材料学院王琛助理教授、李正操教授和物理系熊启华教授为本文的共同通讯作者，材料学院吕瑞涛副教授、刘锴副教授也对本工作给予了大力支持，相关研究工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金和清华-佛山创新专项基金的支持。
材料学院王琛助理教授课题组致力从芯片新材料与后摩尔集成芯片两个端口，多维度开展新型半导体材料、芯片互联材料、下一代半导体工艺、新原理高性能器件、多源异质集成微系统和新一代芯片的系统性基础研究和融合性应用研究。材料学院李正操教授课题组长期致力于材料设计与辐照效应、核能材料与系统安全等的研究。物理系熊启华教授课题组长期致力于凝聚态光谱学、超快光谱学、微腔增强光-物质相互作用、光子学和光电子学器件的研究。
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看到一篇文章，倪光南先生说当年搞芯片很容易。
不知是否断章取义。如果是本义，那么这个论断是相当有问题的。
有产业情怀，在企业里做过的倪先生的意思应该不仅仅是搞个实验室芯片，发几篇论文，拿几个奖杯而已的。所以其意思应该是做出通用芯片（CPU）并占领市场很容易的。
这个恐怕是不客观的。
市场竞争是很残酷的。
如果IT产业的企业家比较，比尔盖茨和格鲁夫在柳传志先生前面，这个必定不会有问题。
你先生在联想之争之中败给柳，而希望他（倪）能够带领国产芯片击败Wintel，这种概率就像让三国之刘璋帅军出川与曹操死磕一样，结果显而易见。
国足在大年初一又长脸了，二十几年前，有人说给钱了，国足就能起来。
现在呢，给你重视了，碰到越南不一样被灭的渣都不剩吗？
倪先生的意思是搞几个所谓终端，跑几个换皮的linux，让Gov拿纳税人的钱买单，就能起来吗？未免太天真了。
就如同丛林的狮王，是从战斗中赢得的。市场的领先，需要面对企业内外数不清的竞争，明刀暗枪。
倪先生也许在道德上是一个好人，从情怀上是爱国的，是一个值得尊敬的长者（尽管最近有些言论有落井下石之嫌疑），但是作为产业领军者，是不适当的。
热情是不能直接转化为生产力的，也不能直接转化为创新能力和竞争力的；需要成功应对内外纷争竞争，不管愿意还是不愿意；需要从容大度，需要远见卓识；需要整合钢铁团队，应对挑战；需要的是艰苦卓绝永不言弃的奋斗与努力，坚韧不拔，奋勇前行。
最不需要的恰恰是，事后诸葛亮般，说：当年那样做很容易。
看到这条消息，我有个很深的感触，科技竞争不光是比拼面上的先进芯片，学术战场亟需获得更多关注度！
中国年均发表论文达到世界第一的40万篇，却被西方质疑“中国发布了很多东西，但质量不高”。当然也要看到，在高质量论文上，中国虽落后美国，但我们没有放弃追赶。
刚刚才知道，今年以来，阿里已在KDD、ACL、CVPR斩获最高荣誉。日前，阿里云又有6篇高质量论文入选权威网络顶会SIGCOMM ，创下了历届参会企业的最好成绩，再次把中国科研的标签打到了国际科学会议上。
其实比起荣誉本身，我们应该深入总结启示。阿里一面把电商做得风起云涌，一面投入科研至今已十多年了，去年投入更是超1200亿。重投入换来的是，阿里云世界第三、阿里达摩院语音AI世界第二，阿里平头哥玄铁芯片出货量超25亿颗，是国内应该规模最大的国产芯片，这些成就都是以学术为开端的啊。学术科研是“冷门”地带，但要不在科技上受制于人，就必须啃下学术这块钢板，大家说对吗？
存算一体是exotic奇技淫巧难成形？的ISSCC（国际固态电路会议）上，Facebook人工智能实验室负责人，图灵奖获得者LeCun还在Keynote上如此表述。但时隔两年不到，这位祖师爷就很快被打脸。
阿里达摩院一篇关于存算一体芯片的论文被誉为集成电路设计领域的“世界奥林匹克大会”ISSCC（收录，将发表在ISSCC的Session 29的第一篇。可以说，这堪称Session 29的扛鼎之作，也让中国在国际芯片领域扬眉吐气了一回。要知道，ISSCC被业界视为芯片设计界的奥林匹克运动会，是芯片设计圈的顶级盛会。
当今社会处于一个信息爆炸的大数据时代，对超高速、高带宽、大容量、高密度、低功耗和低成本的超高性能计算呈爆发式增长。传统的计算机采用冯·诺依曼架构，架构中计算和存储功能是分离的，分别由中央处理器(CPU)和存储器完成，在频繁的数据传输中已经形成了信息处理的瓶颈，业界通常称之为存储墙。
为了从根本上解决冯·诺依曼架构瓶颈，就必须使用将计算和存储合二为一的存算技术，其核心思想是将计算（处理）功能和存储功能集成在同一块芯片中，所有的计算全部在存储内部实现，无需数据的读出和写入。
存算一体芯片技术，它类似于人脑，将数据存储单元和计算单元融合为一体，大幅减少数据搬运，从而极大提高计算并行度和能效。因其高算力、低功耗、低成本等优势，未来在AIoT领域具有非常大的应用前景。但是存算一体芯片大规模产业化的挑战主要来自两方面：（1）技术层面：存算一体芯片涉及器件-芯片-算法-应用等多层次的跨层协同来实现性能（精度、功耗、时延等）与成本的最优。（2）产业生态层面：作为一种新兴技术，想要得到大规模普及，离不开产业生态的建设，需要得到芯片厂商、软件工具厂商、应用集成厂商等的大力协同、研发、推广与应用，实现性能与场景结合与落地。一方面需要优化工具与服务，方便用户使用；另一方面需要尽量避免竞争，基于存算一体芯片的优势，开拓新应用、新场景、新市场，创造传统芯片无法覆盖的新型应用市场。
值得一提的是，存算一体化芯片技术早在90年代就被提出，但受限于技术的复杂度、高昂的设计成本，以及缺少应用场景，过去几十年业界对存算一体芯片的研究几乎进入停滞。随着AI场景的爆发，业界迫切需要该技术来解决算力瓶颈，而阿里达摩院通过自研创新技术，实现了中国工业界在芯片领域的跨越。虽然业界对此褒贬不一，但是芯片研发是一个周期长、风险高、投入大，试错成本极高的项目，达摩院能够在短时间率先迈出中国芯片产业化的坚实一步，相信阿里在其中的投入和付出肯定超出我们的想象。据了解，存算一体化芯片的幕后是一支由IEEE、ACM Fellow以及拥有数十年芯片产业经验技术大牛组成的团队。
我们有理由相信，在阿里达摩院的推动下，如今的存算一体早已不是那个学术界画地为牢的小圈圈，存算一体产品化指日可待。你要关心的是：它是出现你的耳机、手表还是手机里罢了？
美媒：被列入美国出口黑名单的中国工程物理研究院（简称中物院，俗称九院）自以来，通过转销商获得了英特尔公司和英伟达公司等美国公司制造的半导体产品。过去的两年半里至少购买了十几次美国的精密计算机芯片，规避了美国数十年来意在遏制此类出口的限制。
这些芯片广泛用于数据中心和个人电脑，有些是作为计算系统的组件采购的，其中许多是由研究计算流体动力学的研究所实验室购买的，而这一领域的研究包括核爆炸的建模。
中物院采购的大多数芯片的尺寸从7纳米到14纳米不等，其中许多是中国难以大规模生产的，但它们广泛流通于公开市场上。例如，中物院购买的英特尔Xeon Gold和英伟达GeForce RTX芯片，可以通过中国最大的电子商务网站淘宝网购得。不过，报道称研究院购买的产品并不包括过去两年内推出的最新一代芯片。
通过对中物院发表的研究论文的审查发现，在过去十年中，至少有34篇论文提到在研究中使用了美国半导体，它们的用途包括分析数据和生成算法等。核专家说，在其中至少七项研究中，美国芯片可能被应用于维护核库存。
英伟达公司说，中物院在研究中使用的半导体是个人电脑等消费产品中使用的通用图形芯片。而由于在全球范围内销售了数百万台个人电脑，这家美国芯片制造商表示，没有一家公司能够监测或控制每台个人电脑的最终去向。英特尔则称，它遵守出口法规和制裁，其分销商和客户也必须遵守。
暨南大学：驭光而来基于多种微观形态光子晶体芯片的多分析物传感体系
多元靶标辨别分析可实现大规模样品的高效检测分析，在环境监测，临床诊断，生物学筛查，食品科学等领域具有巨大的优势。成功实现多元靶标辨别分析的关键在于获取足够多的传感信息。纳米/微结构材料或器件构造的多样性为开发高特异性和高灵敏度的检测器件提供新机会，有望便捷、高效的实现多种分析物的辨别分析，并将其用于临床诊断和复杂环境监测中。具有周期性纳米结构的光子晶体（Photonic Crystals, PCs）因其特殊的光子禁带结构，赋予其结构色彩和荧光增强效应等光学调制的能力，使其广泛应用于检测、传感等领域。
为了研究光子晶体微观结构形貌与荧光增强之间的定量关系，拓展光子晶体芯片的多元靶标辨别分析应用，暨南大学化学与材料学院李风煜课题组应用浸润性图案化模板，制备系列微观种微观形态的光子晶体芯片，研究光子晶体微观形态对其结构色分布以及检测性质的影响。研究结果表明，选择性增强检测不同靶标的荧光信号，获得大量差异化的检测信息，实现了14种金属离子和12种地下水样品的辨别分析。
由于光子晶体结构色和光子禁带受到入射光角度等多种因素的影响，而三维光子晶体表面凸起的形貌，改变了入射光的角度，从而改变光子晶体不同区域呈现的结构色（图1）。光子晶体的中心区域呈现红色，而边缘区域呈现青色。同时，在系列形貌三维光子晶体点表面的不同结构色分布，表明光子禁带结构的不同分布（图2）。从光子晶体的中心区域到边缘区域，其光子禁带由615nm蓝移至540nm。由于光子晶体特有的慢光子效应，能够选择性的增强与光子禁带匹配的荧光信号，实现检测灵敏度的提高。因此，系列形貌三维光子晶体点表面不同光子禁带的分布，为选择性增强荧光检测信号提供了条件。
图1. 用于多元靶标分析的多形貌光子晶体检测阵列。由于光子晶体凸起的三维表面，改变了入射光的角度，从而改变光子晶体呈现的结构色。
图2. 各种形貌三维光子晶体点表面的结构颜色分布：中心区域呈现红色，而边缘区域呈现青色，表明光子禁带结构的分布。
以8羟基喹啉（8-HQ）作为探针检测系列金属离子为例，探针与靶标结合前后的荧光信号变化主要体现在410 nm和550nm两个荧光峰的变化，如图3所示。因此，相比光子晶体边缘区域540nm的光子禁带，光子晶体中心区域615nm的光子禁带对595nm荧光峰的增强效应更为显著。而不同形貌光子晶体由于光子禁带结构的不同，对荧光峰的增强效应也不尽相同。
图3. 同一形貌的三维光子晶体不同区域可选择性增强与之匹配的荧光信号，用于金属离子的检测。
利用不同形貌光晶表面可选择性增强金属离子与探针结合之后的荧光信号，研究者将系列形貌的光子晶体组成光子晶体检测芯片，结合高通量的统计学分析方法，用于多种金属离子的辨别分析。组成光子晶体检测芯片的系列三维形貌的光子晶体包括：半球体，三角锥体，四角锥体，五角椎体，六角锥体，最终实现了14种金属离子的辨识（图4）。
图4. 三维形貌光子晶体组成的检测芯片成功实现14种金属离子的辨别分析。
在成功辨识14种金属离子的基础上，光子晶体检测芯片实现了含有多种不同浓度金属离子的混合物，即12种大同地区地下水的辨别分析（图5）。该研究结果证明光子晶体检测芯片可直接应用于真实环境样品的检测和环境的实时监测。
图5. 12种大同地区地下水的辨别分析。
研究者相信，多种形貌光子晶体组成的检测芯片可用作区分多种相似分析物的便捷、通用传感平台，为开发新型光子晶体分析传感器件具有重大意义，相关论文在线发表在Small上。
论文信息：
A Diverse Micromorphology of Photonic Crystal Chips for Multianalyte Sensing
Yu Huang, Lingxiao Liu, Xian Yang, Xiaoyu Zhang, Bing Yan, Lei Wu, Pengju Feng, Xiaoding Lou, Fan Xia, Yanlin Song, Fengyu Li*
Small
DOI: 10.1002/smll.20723
