国际首款实时超光谱成像芯片成功研制

芯片早已渗入人们生活的方方面面，具有重要地位。汽车、手机、电器等涉及科技的产品都需要用到芯片。因此，芯片也被称为所有电子产品、电子设备的大脑、心脏。  

近些年，“国产”二字逐渐成为众多领域的热门话题。如今，全球大势变化不定，从宏观角度来看，大范围的国产替代已逐渐成为政府、市场以及公众的共识。在芯片领域上，芯片国产化一直是大家翘首以盼的目标，而“打好这第一枪”的首选，即为研发芯片。  

国产芯片实力逐渐强大，各方不断攻克众多细分领域的技术壁垒，今年芯片产业频传佳音。  

国内首颗短报文芯片问世

7月末，据中国北斗卫星导航系统消息，中国兵器工业集团有限公司联合中国移动通信集团有限公司、中国电子科技集团有限公司以及国产手机厂商，攻克多项关键核心技术，完成国内首颗手机北斗短报文通信射频基带一体化芯片（以下简称“短报文芯片”）研制。  

短报文芯片可以集成到智能手机内，有助于短报文功能在大众消费领域推广。短报文芯片实现了“不换卡、不换号、不增加外设”的大众手机“一号双网”设计，全球首次实现了大众智能手机卫星通信能力，有效解决“不在服务区”的困扰。  

卫星通信的过程是用户机 A 将短报文发送给卫星，经过卫星中转后发送给用户机 B。其实，卫星通信机制类似于手机通信机制，例如手机A也是通过基站中转才能将消息发送给手机B。  

北斗短报文通信功能具有很强的应用价值，主要应用在一些没有移动通信信号的恶劣环境中，比如海洋、沙漠和野外，以及国防、民生和应急救援等。此次短报文芯片的成功研制，也进一步加强了北斗短报文通信的应用价值。  

北斗卫星导航系统工程总设计师、中国工程院院士杨长风表示，“我们成功突破一系列重大关键技术，圆满建成北斗三号短报文通信服务平台，全球首创将短报文通信服务融入大众手机，这是北斗创新发展取得的又一重大成果。”  

此外，另据央视新闻网报道，预计首批支持北斗短报文通信功能的手机产品将于2022年底上市。  

中国首颗全自研8K超高清AI画质芯片已量产

之前，国家广播电视总局发布的《关于进一步加快推进高清超高清电视发展的意见》指出，自2022年7月1日起，我国有线电视网络新增传输的电视频道应为高清超高清频道，具备条件的有线电视网络公司可结合本地实际逐步停止传输有线电视网络中的标清频道信号。这表示，我国新增的电视频道至少为高清起步，标清频道已经进入倒计时将逐步被替代。  

海信视像曾指出，全球范围内在画质芯片领域进行布局的有两种企业，一类是索尼、海信等头部电视机厂商，拥有自己的芯片团队，自主设计画质芯片，为自己所用；一类就是其他一般的芯片公司做画质芯片，提供给不具备独立画质芯片设计能力的电视厂商，但这种画质芯片还是逃脱不了同质化的命运。国内不少电视品牌都采用了这种芯片厂家调试出来的芯片，不能产生差异化的竞争力。  

作为一家老牌电视企业，海信视像这些年在我国电视芯片国产化道路上持续一路向前，研发出了8K AI画质芯片并实现自主研发、自主可控。今年1月11日，海信视像在北京正式发布中国首颗自研8K AI画质芯片，填补国产化超高清画质芯片的空白。今年，海信视像8K AI画质芯片将全面覆盖海信、东芝两大品牌在内的多系列显示产品。  

8月3日，海信视像在投资者互动平台表示，公司芯片产业覆盖“显示类芯片”及“AIoT人工智能物联网芯片”两大板块；2021年度对外销售收入占比超过80%，具备高度的市场化能力；已累计研发并量产五代显示画质处理芯片，其中全自研的8K超高清AI画质芯片为中国首颗。  

国际首款实时超光谱成像芯片成功研制

此前6月初，清华新闻网消息指出，清华大学电子工程系黄翊东教授团队崔开宇副教授带领学生在超光谱成像芯片的研究中取得重要进展，即研制出国际首款实时超光谱成像芯片，相比已有光谱检测技术实现了从单点光谱仪到超光谱成像芯片的跨越。  

据介绍，该款实时超光谱成像芯片将单点光谱仪的尺寸缩小到百微米以下，空间分辨率超过15万光谱像素，即在0.5 cm2芯片上集成了15万个微型光谱仪，可快速获得每个像素点的光谱，工作谱宽450~750 nm，分辨率高达0.8nm。  

研究过程中，研究团队提出了一种自由形状超原子（Freeform shaped meta-atoms）的超表面设计方法，突破了规则形状的超表面设计限制，研制出基于自由形状超原子的超表面光谱成像芯片，取得了更优异的光谱成像性能。该研究工作进一步提升了超表面光谱成像芯片的性能，推动了未来光谱成像芯片的发展及其在实时传感领域的应用。  

该项成果的实时超光谱成像芯片是微纳光电子与光谱技术的深度交叉融合，作为光谱技术的颠覆性进展，展示出在实时传感领域的巨大应用潜力，相关成果已进行产业化。据悉，期刊《科学》（Science）综述论文“光谱仪的小型化”（“Miniaturization of Optical Spectrometers”）将这一超光谱成像芯片技术列为该领域最新的研究成果。  

芯片几乎卡住了中国所有产业的脖子，在研发芯片这条路上，我国一直保持着迎难而上的态度，不断突破技术难关。而今，卫星通信、电视、实时传感等领域接连传来捷报，我国在研发芯片上再进一步，未来也将步步登高。

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