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新型导电塑料助力超级电容：10倍能量密度+100倍导电性+7万次循环2025-02-05前不久，加州大学洛杉矶分校（UCLA）的研究团队在《先进功能材料》（Advanced Functional Materials）期刊上发表了一项突破性研究，文章表示他们成功开发出一种新型导电塑料——聚（3,4-乙烯二氧噻吩）（PEDOT）纳米纤维。这一创新不仅大幅提升了PEDOT的导电性和表面积，还为超级电容器的性能带来了革命性突破。中国出海半导体网将深入分析这一技术的科学原理、应用前景及其对能源存储领域的潜在影响。一、导电塑料的历史与现状传统认知中，塑料通常是作为绝缘材料广泛应用于日常生活，但20世纪70年代，科学家偶然发现某些塑料也具有导电性，这一发现彻底改变了材料科学的格局。PEDOT作为目前应用最广泛的导电塑料之一，已被用于触摸屏、有机太阳能电池和电致变色设备等领域。然而，传统PEDOT材料的导电性和表面积有限，限制了其在能源存储领域的应用。二、UCLA的创新突破UCLA的研究团队通过一种独特的气相生长工艺，成功制备出垂直排列的PEDOT纳米纤维。这些纳米纤维形似向上生长的茂密草丛，显著增加了材料的表面积，从而使其能够存储更多能量。具体而言，研究人员在石墨片上滴加含有氧化石墨烯... 查看更多 -
先进半导体封装市场：迈向2031年的403亿美元征程2025-01-22在当今数字化时代，半导体技术已成为推动全球科技发展的核心力量。从智能手机到人工智能，从物联网到5G通信，半导体芯片无处不在。而随着技术的不断进步，先进半导体封装市场正迅速崛起，成为行业关注的焦点。据最新预测，到2031年，该市场将实现403亿美元的收入，这一数字不仅反映了市场的巨大潜力，也揭示了未来十年内行业的重大变革。一、先进半导体封装的重要性半导体封装是芯片制造过程中的关键环节，它不仅保护芯片免受物理和化学损伤，还确保芯片能够高效地与外部电路连接。传统的封装技术已经无法满足现代高性能芯片的需求，因此，先进封装技术应运而生。先进封装包括多种创新技术，如3D封装、扇出型封装（Fan-out）、系统级封装（SiP）等，这些技术能够显著提升芯片的性能、功耗表现和集成度。以5G通信为例，5G芯片需要在更小的面积上实现更高的数据传输速率和更低的延迟。先进封装技术通过将多个芯片集成在一个封装内，不仅优化了芯片的性能，还减少了芯片的体积和功耗。这种技术的应用不仅推动了5G技术的普及，也为未来的6G技术奠定了基础。二、市场增长的驱动因素高性能计算需求的增加随着人工智能、机器学习和大数据分析的快速发展... 查看更多 -
新芯片连接系统：突破 “内存墙”，开启 AI 新纪元2025-01-22近日，一项有望突破 “内存墙” 限制、加速 AI 发展的全新芯片连接系统引发关注。该技术由密歇根大学（U-M）主导，在国家科学基金会半导体未来计划 200 万美元资助下开展研究，汇聚了华盛顿大学、宾夕法尼亚大学、劳伦斯伯克利国家实验室等科研力量，谷歌、惠普企业、微软和英伟达等行业巨头也参与其中，为项目提供支持与指导。当前，AI 发展迅猛，但内存与处理器间的数据传输速度，却成为制约 AI 模型规模扩大和计算速度提升的关键瓶颈。数据显示，近 20 年来，数据处理速度提升了 6 万倍，而数据传输速度仅提高 30 倍。自 1998 年起，AI 模型规模每两年扩大 400 倍，缓慢的数据传输速率严重束缚了 AI 性能的进一步提升。密歇根大学电气与计算机工程教授、项目首席研究员梁迪指出，他们提出的技术利用光连接替代传统电连接，有望实现每秒传输数十太比特的数据，比现有最先进的电连接快 100 多倍，从而让高性能计算跟上 AI 模型对海量数据处理的需求。目前，数据主要通过焊接在中介层上的金属连接在内存和处理器芯片间传输。但这种硬连接方式存在诸多弊端，高速电信号易产生热损耗与电磁干扰，限制了数据传输带宽... 查看更多 -
3nm工艺决胜：三星落选，台积电为何独揽高通骁龙8至尊版订单？2025-01-22在全球半导体行业竞争愈加激烈的背景下，高通骁龙8至尊版芯片的代工厂选择引发了广泛关注。2024年，高通宣布将第二代骁龙8至尊版芯片的代工订单全部交给台积电，而非之前计划的三星与台积电双代工策略。这一决策不仅凸显了台积电在3nm工艺上的技术优势，也反映了芯片代工行业在技术成熟度、供应链稳定性和市场格局等方面的深刻变革。一、台积电的技术领先：3nm工艺成竞争胜负手台积电能够独揽高通骁龙8至尊版订单，首先得益于其在3nm工艺上的显著技术优势。根据台积电2024年第三季度财报，其3nm工艺（N3P）已进入大规模量产阶段，良品率和生产效率均已大幅提升。与此相比，三星的3nm工艺良品率仅在10%-20%之间，这一差距导致高通对三星的生产能力产生疑虑。台积电通过其卓越的技术积累和持续优化，使其在良品率上大幅领先于三星，进而赢得了高通的信任。进一步来看，台积电的N3P工艺不仅在良品率上取得突破，其在性能和能效方面的表现也远超同行。台积电的3nm工艺使得骁龙8至尊版芯片在多项指标上得到了显著提升：CPU性能提升44%，GPU性能提升40%，而整体能效提升达到45%，功耗降低了40%。这些数据表明，台积电... 查看更多 -
5倍功率提升！中国高压抗辐射碳化硅功率器件太空验证成功2025-01-222025年1月21日，中国科学院微电子研究所宣布，由刘新宇、汤益丹团队与中国科学院空间应用工程与技术中心刘彦民团队共同研制的首款国产高压抗辐射碳化硅（SiC）功率器件及其电源系统，成功通过太空第一阶段验证，并在中国空间站轨道上实现了首次应用。这一重大突破，不仅标志着中国在第三代半导体材料领域，尤其是在航天电源系统应用方面取得了重要进展，也为未来航天任务中的电源技术升级提供了新的解决方案。一、技术突破：碳化硅功率器件的巨大优势功率器件作为电力电子系统的核心部件，其性能直接影响到能源转换效率和系统的稳定性。在过去的几十年里，硅基功率器件在许多应用中已接近性能极限。相比之下，碳化硅（SiC）等第三代半导体材料凭借其独特的物理特性，如宽禁带、较高的击穿电压、良好的热导性等，在高效能和高功率应用中展现出了巨大的潜力。此次研制的400V高压抗辐射碳化硅功率器件，功率-体积比比传统硅基功率器件提升了近5倍。这意味着，在相同体积下，碳化硅器件能够传输更高的功率，显著提升能源转换效率，并且在高功率应用中具有明显的优势。此外，碳化硅材料的高效能特性使得电源系统的散热需求大幅减少，这不仅能降低航天器的能耗，... 查看更多 -
北京大学新型全固态锂硫电池：25000次循环+分钟级快充2025-01-22随着全球对高能量密度、长寿命电池需求的不断增加，全固态电池技术正成为新能源领域的研究热点。2025年1月16日，北京大学材料科学与工程学院庞全全教授团队在国际顶级学术期刊《自然》上发表了一项具有突破意义的研究成果——新型全固态锂硫电池。这款电池不仅实现了超过25000次的循环寿命，还具备了分钟级快充能力。该技术的推出，不仅为动力电池的未来发展提供了新的技术路径，也为电动汽车、低空飞行以及高端电子设备等多个应用领域带来了巨大的变革潜力。一、技术创新：从材料设计到性能突破传统全固态锂硫电池在应用中面临的最大挑战之一是电池的低反应速率和短循环寿命。尤其是硫正极的低导电性和在充电过程中电解质的副反应，制约了电池的循环性能和充电速度。为了解决这些问题，庞全全教授团队提出了创新的材料设计和化学机制。通过引入氧化还原活性的碘元素，该团队设计并合成了新型玻璃相硫化物电解质材料（LBPSI，即Li₂S‒B₂S₃‒P₂S₅‒LiI）。该电解质不仅充当硫正极内部的超离子导体，还通过碘的氧化还原介导作用激活了传统电池中难以进行的两相界面反应。这一创新显著提高了电池的反应速率和循环稳定性，为全固态锂硫电池的高性... 查看更多
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