资讯汇总41期：【科技周报】大连化物所研发出海水制氢联产淡水新技术

资讯汇总 产业研究中心 2023.11.0141期 作者：赵子健 电话：021-38032292 邮箱：zhaozijian@gtjas.com 资格证书编号：S0880520060003 作者：徐淋 电话：021-38677826 邮箱：xulin028941@gtjas.com 资格证书编号：S0880523090005 【科技周报】大连化物所研发出海水制氢联产淡水新技术 摘要： 北大团队研制出全球首个110GHz纯硅调制器。北京大学电子学院王兴军、彭超、舒浩文联合团队基于CMOS集成工艺兼容的硅基光电子标准工艺，在纯硅材料体系下设计并制备了在1550纳米左右通信波长下工作的超高带宽硅基慢光调制器，实现了110GHz的超高电光带宽，突破了迄今为止纯硅调制器的带宽上限。相关研究成果发表于《ScienceAdvances》期刊。 【双碳周报】国外碳市场碳配额交易价格集体下降 2023.10.30 【双碳周报】国外碳市场碳配额交易价格总体下降 2023.10.26 【科技周报】国务院办公厅印发《专利转化运用专项行动方案（2023—2025年）》 2023.10.26 【上海产经观察】上海经济同比增长，上市公司市值承压 2023.10.25 【科技周报】清华团队研制出新款忆阻器存算一体芯片 2023.10.18 北大研究团队发现“一细胞，两递质，两视觉功能”的神经机制。北大生命科学学院、麦戈文脑研究所、定量生物学中心、生命科学联合中心罗冬根团队发现，果蝇视觉信号的分离源于视觉信号发生的最初阶段（光感受细胞以一个细胞释放两种递质），是一种新的视觉信号传递模式。该工作揭示了在某递质无相反电信号受体的条件下，感光细胞高效分离视觉信号的策略，极大促进了领域内对视觉形成和生物节律的理解。相关研究成果发表于《Nature》期刊。 延缓心肌衰老的关键蛋白找到。中国科学院动物研究所刘光慧课题组、曲静课题组和中国科学院北京基因组研究所张维绮课题组利用蛋白组测序技术，将鉴定出来的衰老心脏差异蛋白与多种心血管疾病相关基因进行联合分析，锁定了去乙酰化酶SIRT2这个唯一与不同心血管疾病均相关的衰老下调蛋白。团队在小鼠心肌内多点注射编码SIRT2蛋白的慢病毒来为老年小鼠补充SIRT2蛋白，老年小鼠的心脏在两周后变得更年轻有活力了。相关研究成果发表于《NatureAging》期刊。 等离激元纳米光子器件品质因子研究获新突破。中国科学院深圳先进技术研究院李光元团队基于早期研究，在等离激元纳米光子器件品质因子研究上获新突破，通过利用两种表面晶格共振模式（SLR）的转换，使得其评价损耗品质因子提高十倍以上，在可见光波段实验测得了高达790的超高品质因子，为现有纪录的2.4倍。相关研究成果发表于《AdvancedOpticalMaterials》期刊。 大连化物所研发出海水制氢联产淡水新技术。中国科学院大连化物所催化基础国家重点实验室围绕近岸/离岸海上风电制氢需求，研发出以海水为原料制备氢气联产淡水的新技术，并依托该技术完成了25 千瓦级装置的测试验证。运行结果显示，氢气产能达3吨/年，氢气纯度≥99.999%，所产淡水在满足 电解需求基础上，可额外联产淡水6吨/年，淡水电导率≤20微西/厘米，盐度≤0.04微克/毫升，相比传统淡水电解水制氢装置，碱性电解水制氢系统电能利用率提高10%以上。 风险提示：前沿科技发展进程在规制边界、演进路径、商业落地、外部环境等方面不及预期。 往期回顾 导读： 本报告汇编了2023年10月22日到2023年10月28日期间前瞻产业的重要动态，主要涉及未来信息、未来生物、新一代制造、新能源与环保领域中的前沿赛道。 1.未来信息领域 1.1.技术资讯 微电子所在新型纳米环栅CMOS工艺与器件技术方面获进展 近日，中国科学院微电子研究所先导中心殷华湘团队基于主流GAA晶体管的制造工艺，在体硅衬底上通过调整SiGe/Si叠层外延中底部SiGe层的Ge含量，并在后栅沟道中采用纳米级高选择比SiGe层刻蚀技术，设计并制备出沟道结构类似鱼骨状的GAA器件（FishboneFET）。相比同类型的树型（Tree-like）GAA器件（TreeFET），该研究设计的FishboneFET进一步改善了N型与P型器件的电学性能失配问题，并利用单一功函数金属栅材料实现了面向CMOS器件的阈值调控，解决了FishboneFET晶体管在互补金属氧化物半导体（CMOS）集成中的关键问题。基于上述创新技术，科研团队研制出兼容主流GAA器件工艺的CMOSFishboneFET和TreeFET器件，获得高的N/PFET器件电流开关比，在单一功函数金属栅下获得更为平衡的N型与P型GAA器件驱动性能匹配。研究发现，N型TreeFET和FishboneFET在抑制短沟道器件的漏致势垒降低（DIBL）效应上更具优势，且TreeFET较FishboneFET具有更低的DIBL效应。科研团队提出了应变SiGenano-fin中的价带补偿理论，解释了新结构中的特殊电学效应，为新型GAA晶体管导入高性能CMOS集成电路应用建立了关键技术路径。相关研究成果发表于《IEEEElectronDeviceLetters》期刊。（中国科学院微电子研究所，10/23） 迄今运行AI最快芯片“北极”面世 近日，美国IBM公司最新推出了一款类脑芯片“北极”。研究团队表示，新芯片能比市场上任何商业芯片更快、更高效地运行通用图像识别人工智能，以及用于语音识别和自然语言处理的人工智能，速度是同类商业芯片的22倍，能效是同类芯 片的25倍。与其他芯片架构相比，“北极”芯片更加紧凑，其在800平方毫米的空间内封装了220亿个晶体管。但“北极” 无法执行其他任务，如人工智能训练任务，也无法轻松运行更大的人工智能模型，研究团队计划证明多个“北极”芯片是否可支持大型语言模型。虽然“北极”芯片原型不太可能立即商业化，但“北极”芯片的数字架构极具创新性，对于使人工智能在自动驾驶汽车和飞机的计算硬件上高效运行至关重要。相关研究成果分别发表于《Science》期刊。（科技日报，10/23） 北大团队研制出全球首个110GHz纯硅调制器 近日，北京大学电子学院�兴军、彭超、舒浩文联合团队针对传统硅基调制器带宽受限问题，利用硅基耦合谐振腔光波导结构引入慢光效应，构建了完整的硅基慢光调制器理论模型，通过合理调控结构参数以综合平衡光学与电学指标因素，实现对调制器性能的深度优化。研究团队基于CMOS集成工艺兼容的硅基光电子标准工艺，在纯硅材料体系下设计并制备了在1550纳米左右通信波长下工作的超高带宽硅基慢光调制器，实现了110GHz的超高电光带宽，突破了迄今为止纯硅调制器的带宽上限，并同时将调制臂尺寸缩短至百微米数量级，在无需数字信号处理的情况下，以简单二进制振幅键控调制格式实现了单通道超过110Gbps的高速信号传输，降低了算法成本与信号延迟，同时在宽达8纳米的超大光学通带内保持多波长通信性能的高度均一性。研究团队在不引入异质材料与复杂工艺的前提下，实现了硅基调制器带宽性能的飞跃，未来还可实现低成本晶圆级的量产，展示了硅基光电子学在下一代超高速应用领域的巨大价值。相关研究成果发表于《ScienceAdvances》期刊。（科学网，10/23） 自适应神经连接光子处理器问世 近日，德国明斯特大学、英国埃克塞特大学和牛津大学联合团队现已开发出一种所谓的基于事件的架构，该架构使用光子处理器，通过光来传输和处理数据。研究团队使用了一个由近8400个光学神经元组成的网络，这些神经元由波导耦合相变材料制成。研究表明，每个神经元之间的两个连接确实可以变得更强或更弱（突触可塑性），且可形成新的连接，或消除现有的连接（结构可塑性）。与其他类似研究相比，突触不是硬件元件，而是根据光脉冲的特性进行编码。换句话说，根据光脉冲的相应波长和强度进行编码，这使得在一块芯片上集成数千个神经元并以光学方式连接它们成为可能。与传统的电子处理器相比，基于光的处理器提供了更高的带宽，仅低能耗就可以执行复杂的计算任务。从长远来看，它将能以快速、节能的方式应用于人工智能。相关研究成果发表于《ScienceAdvances》期刊。（科技日报，10/26） 超原子半导体创下速度与效率纪录 近日，美国哥伦比亚大学化学家团队进行实验，发现Re6Se8Cl2中的声激子－极化子的移动速度是硅中电子的两倍，在不到一纳秒的时间内穿过了几个微米的样品。考虑到极化子的传输寿命可以持续大约11纳秒，该团队认为声激子－极化子一次 传输距离可覆盖超过25微米。由于这些准粒子是由光而非电流和门控控制的，因此理论设备的处理速度有可能达到飞秒，这 比目前的千兆赫电子器件可实现的纳秒快6个数量级，且都是在室温下进行的。研究人员表示，就能量传输而言，至少到目前为止，Re6Se8Cl2是已知的最好的半导体。Re6Se8Cl2可被剥离成原子薄片，这一特征意味着它们可能会与其他类似材料结合起来，出现更多独特的性质。然而，Re6Se8Cl2不太可能实现商用，因为其分子中的第一种元素——铼是地球上最稀有的元素之一，因此极其昂贵。相关研究成果发表于《Science》期刊。（科技日报，10/27） 2.未来生物领域 2.1.技术资讯 液态金属磁性微型软体机器人可用于临床医学 近日，哈尔滨工业大学材料科学与工程学院马星、金东东团队通过反应润湿机制，将惰性且生物相容的四氧化三铁磁性纳米粒子复合到共晶镓铟合金中，使得制备出的磁性液态金属复合材料可在酸性环境下稳定悬浮于液体环境中。通过编程外部磁场的驱动控制，采用该磁性液态金属复合材料制备的微型软体机器人能够实现多种大幅度可控变形和被动/主动变形、分裂、融合、迁移等运动行为。在内窥镜和X射线成像原位监测下，目前已验证液态金属磁性微型软体机器人应用于胃部环境的可行性，在拓宽液态金属复合材料体系库的同时，也为液态金属微型软体机器人临床应用提供了有力支撑。相关研究成果发表于《NatureCommunications》期刊。（科技日报，10/22） 眼睛的分子年龄首次确定 近日，美国斯坦福大学研究人员研究人员建立了一个人工智能机器学习模型，来研究疾病与分子衰老之间的关系，其可根据26种蛋白质的子集预测眼睛的分子年龄。因此，该模型能准确判断健康眼睛的年龄，表明疾病与显著的分子衰老有关。研究人员还检测到了几种与帕金森病相关的蛋白质。筛查眼液中的这些标记物可实现帕金森病的早期诊断和后期的治疗监测。研究表明，衰老可能是器官甚至细胞特异性的，这可能会促进精准医学和临床试验设计的进步。这些发现表明，人体器官正在以不同的速度老化，使用靶向抗衰老药物可能是预防性精准医学的下一步。相关研究成果发表于《Cell》期刊。（科技日报，10/23） 我国数学家为复杂疾病研究提供新思路 近日，北京雁栖湖应用数学研究院邬荣领及其带领的统计团队和北京林业大学吴双创新运用数学手段，构建了统计物理学网络模型idopNetworks，利用科学家丘成桐及其合作者发展出的GLMY同调理论，分析不同疾病的代谢网络模型，探究各个因素及其相互作用对人类疾病的影响。不同于现有低维度网络模型，该团队构建的统计物理网络模型实现了两大创新。首先，该团队构建了全面、动态的网络模型，将疾病看成一个由许多因子构成的复杂网络系统，通过引入进化博弈论原理，将系统中每一个因子的作用分解成两个组成部分，包括该因子自身的作用，即独立效应，以及共存因子对它的影响，即依赖效应。由此，可清晰地反映每个因子对系统的贡献。随后，团队将独立效应作为“节点”，依赖效应作为“边”，构建出一个全方位、个性化的网络，并将其称为idopNetworks。第二个创新点在于引入代数拓扑中的同调理论分析网络。团队利用GLMY同调理论，整合有向图论等数学理论，分析网络中一个因子向另一因子传播信号的路线图，从中分析系统状态变化的拓扑规律，并追踪网络的拓扑结构变化，从而更好地理解疾病发生发展的机理。该研究为解析复杂疾病成因、指导复杂疾病