两大本土晶圆厂宣布14nm，国内代工跨进新阶段

日前，国内最大的晶圆代工厂中芯国际官网转载了《浦东时报》的一篇文章，在文章的开头写到：“位于浦东张江哈雷路上的中芯南方集成电路制造有限公司（中芯南方厂）内，一颗颗芯片正“新鲜出炉”，“新”在于芯片生产线是国内首条14纳米生产线。该工厂也是目前中国大陆芯片制造领域的最强者中芯国际最先进的生产基地。”

文章进一步指出：“在去年三季度，该工厂第一代14纳米FinFET工艺已成功量产。按规划达产后，中芯南方厂将建成两条月产能均为35万片的集成电路先进生产线。12纳米技术也已开始客户导入，下一代技术的研发也稳步开展。新生产线将助力未来5G、物联网、车用电子等新兴应用的发展。”

无独有偶，国内另一家在晶圆代工方面有深入研究的华虹集团也在近日举办的供应商大会上披露，公司在14nm上取得了重大进展，而更先进技术节点的先导工艺研发也正在加快部署。

这两家国内领先晶圆厂的宣布，标志着我国晶圆代工产业又迈进了一个新阶段。

筚路蓝缕：二十五年追逐的结果

如果从909工程立项开始算起，目前中国大陆的两大晶圆厂已经对业界领先的厂商有了二十五年的追逐。而翻看1996年的台积电，他们当时1um以下工艺的营收占比已经达到了93%，而到中芯国际成立的2000年，台积电营收已经做到了1662亿新台币，净利润也做到了651亿新台币，同比增长也分别高达1273%和1651%。

台积电在1996年到2000年的营收排行

从以上的数据可以看到，即使国家投入了大量的人力物力，甚至从 台湾 和国外招揽了不少专家，但中国芯片制造产业与当时的世界领先水平有着不小的差距。但后来的华虹集团（先进工艺主要是由旗下的华力微电子推动）和中芯国际却都在这个追逐中快速成长，和领头羊的差距也从曾经的遥遥无期，到现在可以看到领头羊的尾灯。而这都是国内芯片制造人才多年钻研的结果。

以中芯国际为例，从2010年4月成立，当年八月开始动工，到次年九月，中芯国际已经在上海建了三座八英寸晶圆厂，这在当时创造了全球最快的建厂记录。而在2002年九月，中芯国际北京两座12英寸工厂动工；2003年，中芯国际又收购了摩托罗拉在天津设立的八英寸芯片厂。

虽然在建厂方面，中芯国际走得比较快，但在工艺方面，则相对慢半拍，这有一部分原因与当时一些 众所周知 的原因有关。

相关资料显示，在中芯国际的第一个工厂还在建设的时候，该公司创始人张汝京就希望从美国进口018微米工艺的生产设备。即使这不是美国最先进的工艺（当时013微米的工艺已经量产），但张汝京还是大费周章，才能把这些工艺引进来。这种情况一直延续到013微米、90纳米和65纳米的工艺上。因为过去一直遵守承诺，中芯国际到45纳米的时候赢得了合作伙伴和美国 政府 的认可。

但到了28nm之后，中芯国际又在这里被“困”了。

据了解，中芯国际提供了包含传统的多晶硅（PolySiON）和后闸极（Gate last）的高介电常数金属闸极（HKMG）与High-KC制程。按照他们的说法，这是他们在 2013 年第四季度推出的技术。但其实在很长一段时间以内，中芯国际在28nm只是提供多晶硅的制程。虽然公司表示在2017年2季度就开始推出28nm HKMG制程，但从官网在2018年1月的报道我们可以看到，直到当时，中芯国际的28nm HKMG良率只做到40%，这离能被大家接受的大规模量产还有一段距离。

而反观台积电，因为一贯以来有着“在制程上做到绝对领先”的理念，他们在2011年就开始了28nm工艺投产，并在接下来的几年实现了迅速爬坡。财报显示，在中芯国际推出28nm HKMG的那一季度，台积电28nm已经贡献了公司27%的营收。值得注意的是，台积电的10nm在这个季度已经为公司带来了1%的营收，到了次季度，这个比例上升到10%，到2018年Q1更是飙升到19%。

台积电2017年Q2的营收分布

至于14nm，中芯国际联席CEO梁孟松曾在2019年Q2的财报 会议 上表示，“中芯国际第一代FinFET 14nm工艺已经进入客户验证阶段，产品可靠度与良率进一步提升”。

再看华力微电子，从该公司研发副总裁邵华先生在2019年的SEMICON China上的介绍得知，他们自2010年1月建厂以来，到2019年已经投入了80亿美元进行研发，公司也有张江和康桥两个厂。特别是康桥厂二期，更是承担了华力微28nm到14nm等先进工艺的生产任务。按照邵华当时的说法，华力微已经可以提供28nmLP工艺，而到2019年年底则会量产HKC/HKC+，同时也在开发22nm ULP和14nm FinFET等。

而华虹供应商大会上的消息也显示，他们28nm工艺也都全线量产（包括28nm LP、28nm HK和28nm HKC+）、22nm研发快速推进，14nm则如开头所说，获得了重大进展。

打下了基础，能让他们更踏实地继续往前迈进。

内忧外患：进一步提高的必要性

诚然，无论是中芯国际还是华力微电子，他们未来在工艺上每前进一步都是很艰难的。因为随着制程的微缩，带来的技术难度是指数级增长的，同时要投入的成本也是巨大的。但综合考虑内部和外部的情况，发展先进共有又是必然的。

首先看一下外部情况，在过去的2019年，美国 政府 针对包括华为在内的多家中国企业所做的种种行为，已经打破了技术无国界这个说法。包括日经在线在内的多家外媒也都曾传言美国将会推动阻碍国际领先晶圆厂给华为等中国厂商服务。虽然这种说法遭到了当事方的否认，但无可否认，这也许会成为美国政客手中的一枚“棋子”。

还有一点就是，现在多家国际知名媒体也言之凿凿地说，美国 政府 将限制相关厂商给国内晶圆厂供货，这就倒逼国内设备行业的发展。但在国外厂商遥遥领先的前提下，一些新的设备如果想找大陆以外如台积电这样的先进晶圆厂配合，这是一个极高难度的事情。但为了让设备往前走，如果要有先进工艺一起配合推进，也许能获得更好的效果。这个能最终执行好，就必然能达到双赢。

来到内部，一方面，正如最近的新闻所说，以华为为代表的一些国内厂商因为忌惮美国的“禁令”，已经开始陆续向以中芯国际和华虹等国内厂商寻求帮助。以华为为例，除了相对较落后的工艺外，他们对14nm、7nm和5nm等先进工艺有更多的需求。再 加上 大数据、AI和5G等应用的兴起，要求更多更高性能的芯片，国内也有很多厂商正在朝着这个目标前进。对他们来说，如果国内有信得过的制造工艺合作伙伴，他们必然会将其列为合作首选。但这也同样需要时间。

第三，三星和台积电这些领先厂商已经又往前走了一大步，国内厂商要想获得与他们同台竞技的机会，就更需要加快步伐。

最新消息显示，台积电的5nm工艺已经达到了50%的良率，公司也计划在Q2推动这个工艺的量产。三星方面则在GAAFET上取得了突破，并计划在未来十年投入上千亿美元去与台积电争夺晶圆代工龙头的位置。这些领导厂商在先进工艺制程、EUV光刻机、未来先进材料方面也有研究，也是他们的核心竞争力所在，也值得国内厂商所学习的。

但对于这两家本土厂商来说，未来在工艺发展路线上，是每个节点都去研发，或者根据需要跳过某些节点，而跃进到某个新阶段，这也是一个需要思考的问题，让我们期待他们下一个十年。

目前有消息称华为将小规模自建IDM，由自己掌控芯片设计、生产、销售，从而满足自己业务的需求。这是华为应对当前断芯的一条新路线，想要实现困难很大，资源消耗绝对是天价，但是的确具有一定的可实现性，也能帮助华为现有业务。

但是，即便华为最终能自建IDM体系，也不代表华为能造出光刻机来，这根本不是华为能干的领域！

1、华为无光刻机资源累积，从零起步不可能

现在国内很多网友给我的感觉是魔症了，整天想让华为干这干那，可问题是华为只是一家私人企业，或许能在半导体这个领域干出一番很牛逼的业绩来，也能为整个芯片产业上下游提供不小的帮助，但你不能让华为将整个产业链的事情全干了！

华为目前业务体系只涉及到了芯片设计领域，当然从业务的相通性来说，部分上下游的业务华为也有能力参与，比如下游的封装，上游的代工，华为都有能力派遣自己的技术人员提供帮助，甚至部分技术人员是有能力流动到上下游的企业中工作。

但是，这并不代表华为当前有实力去研发光刻机！生产制造设备这完全是另一个领域的事情了。

光刻机是一个很庞大的体系，即便是ASML也只是系统集成商而已，其同样要向全球采购一些精密零部件才可能组合成高端光刻机，同样也需要花资源去研发各个核心子系统。这些工作华为根本没有实力来完成，光美国的制裁就已经掐断了华为全球采购零配件途径来制造光刻机。

2、我国正全力研发光刻机中，无需华为重复投资

现在光刻机我们是在靠举国之力来研发，虽然上海微电子目前只能量产90nm节点的光刻机，但事实上国内已经研发出了先进光刻机需要的核心子系统，如双工件台、浸液系统，光源等等，这些核心系统的攻关已经让上海微电子具备研发出28nm节点光刻机的能力。当前业内的消息是这个台光刻机将于年内下线，未来2年应该能实现量产。

在已经有上海微电子以及其他科研团队和厂商产业化的情况下，华为也根本没必要去趟制造光刻机的浑水，不仅耗时耗资源，而且也会影响本身的业务。

Lscssh 科技 官观点： 因此，华为是根本不可能去自建光刻机的，没有这个技术累积，也没有庞大的资金来支撑，能小规模自建IDM就已经是非常牛的 *** 作了。

最后想说，各位还是放过华为吧！别整天让人家研发这个，又搞那个的，人家又不听你们的，何必自嗨呢？

最近一段时间网上一直在流传华为有可能建立自己的芯片生产线，甚至有可能自己研发光刻机。

虽然很快这则招聘信息被删除了，但是大家都将这则招聘信息解读为华为有可能正在研发自己的光刻技术。

而最近两天网上又传出华为将要自建IDM(Integrated Device Manufacture)模式转型，这种模式就是从设计——生产——手机终端等等，都是自己家生产，华为最终的目的就是打造像三星、英特尔那样具备自研自产芯片能力的超级企业。

华为之所以选择这条路线实属无奈，因为最近两年时间华为一直遭到某些国家的打压，在某些国家制裁之下，华为不能将自己的芯片委托给第三方芯片厂家进行生产，结果有可能导致自己即便有先进的芯片设计能力，也不能将这些芯片生产出来。

在这种背景之下，华为只能投入巨额资金去建立自己的芯片生产线。

但至于华为有没有研发自己的光刻机，目前我们暂时没法知道，虽然华为之前发布过一则关于光刻工艺的招聘岗位，但这个岗位有可能也是跟芯片设计有关的，因为在芯片设计的过程当中也要考虑一些光刻工艺技术。

再说华为只发布了一个岗位，如果他们真的有意研究光刻机，那肯定会招很多人的，所以从目前华为的动向来推断，他们应该不会自己研发光刻机，打造自己的芯片生产线倒是有很大的可能性。

而华为之所以没必要研发自己的光刻机，因为光刻机研发难度非常大，而且需要投入的资金非常多。

光刻机作为全球最顶尖的制造设备之一，目前只有少数国家掌握光刻机的制造技术，特别是对于7纳米以上的高端光刻机来说，目前更是只有荷兰ASML一家可以制造。

而且荷兰也并不是完全依靠ASML自己把光刻机研发出来，ASML的成功事实上是很多国家共同努力的结果，其背后有很多核心零部件都是由其他国家的企业供应的，比如镜头来源于德国的蔡司，光源设备来源于美国的企业，还有很多技术都来源于日本，美国，德国等多个国家。

而这里面有很多核心零部件西方国家都是对我国限制出口的，这意味着即便华为有意向研发光刻机，但是如果短期之内不能获取一些核心的零部件， 所有的核心零部件都要自己去研发，这个过程会非常漫长，也不一定取得很好的成果，想要达到ASML那样的水平就更难了。

也正因为考虑到光刻机研发的难度以及周期非常长，所以华为应该不会自己投入太大的精力和时间去研发光刻机。

我个人认为华为最有可能的是投资入股目前中国一些具备光刻机研发实力的科研机构或者企业。

毕竟最近几年我国在光刻机研发方面已经取得了一些积极的成果，比如上海微电子研究所已经成功研发出28纳米光刻机，预计将于2021年底正式投产。

再比2018年8月份，清华大学的研究团研发出了双工作台光刻机，这使得我国成为全球第2个具备开发双工作台光刻机的国家；

到了2019年4月，武汉光电国家技术研究中心甘棕松团队采用二束激光在自主研发的光刻胶上突破了光束衍射极限，采用远场光学的办法，成功刻出9nm线宽的线段，实现了从超分辨成像到超衍射极限光刻制造的重大创新，这个技术突破让我国打破了三维纳米制造的国外技术垄断，在这个全新的技术领域内，我国从材料、软件到光机电零部件都不再受制于人，使得我国的光刻机技术又向前迈进了一步。

2020年5月26日，由中国科学院院士彭练毛和张志勇教授组成的碳基纳米管芯片研发团队在新型碳基半导体领域取得了重大的研究成果。

2020年7月中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所研究员张子旸与国家纳米中心研究员刘前合作，成功研发出了一种新型5nm超高精度激光光刻加工方法。

由此可见，最近几年我国在光刻机研发方面已经取得了比较喜人的成果，虽然目前我们跟国际顶尖水平仍然有较大的差距，但至少这种差距正在不断缩小。

我相信未来5~10年，我国光刻技术肯定会取得突破性的发展，到时说不定我们的光刻技术就有可能达到世界先进水平，甚至是领先水平，在这种情况下，华为就可以使用国产的一些光刻机，不用担心被西方国家限制的问题。

最近，华为的一张招聘启事刷屏了，内容主要是华为东莞基地招聘光刻工艺工程师，这说明华为已经开始布局光刻机产业，由于美国的围追堵截，目前台积电已经公开宣布不会再给华为代工芯片，所以华为目前没有别的选择了。

中国目前的光刻机工艺水平

中芯国际目前虽然通过N+1工艺绕过了光刻机的限制，可以生产7nm芯片，但是毫无意义，中芯国际仍旧使用了部分美国设备，要遵从美国的法规，否则可能也会受到制裁。

上海微电子据称明年可以生产28nm光刻机，这与国际水平的差距还是非常大的，开始的时候我们是跟人家在同一起跑线，但是越到后面越落后，因为中国根本就没有相关配套产业链，随着制程越来越先进，相关配套要求越来越高，我们开始跟不上国外的节奏，最后只能放弃，90年代上海微电子从0开始，中间遭遇美国打压，零件无法进口，又停滞了，后来国家联合科研院所攻关才成功实现90nm光刻机的研发。

光刻机的难度

首先就是设备过于复杂，因为光刻机的部件很多，包括离子注入机，单晶炉，刻蚀机，氧化炉等等，需要的材料也很多，包括电子级多晶硅，光刻胶，电子气体等等，这里列举的仅仅是极少的一小部分，所以要把如此复杂的设备搞明白的话，是一件非常困难的事情。

其次就是想要收集这些零部件太困难了，高达8万多个的零部件分别来自几百家公司，更何况缺少图纸，难怪荷兰ASML公司说中国永远造不出顶级光刻机。更别说美国还从中作梗，一旦挥舞制裁大棒，国外公司都不会给我们供货。

某人说我们可以仿制，AMSL公司为自己的每一台光刻机都配备了被动预警装置，如果被拆解的话，不仅会向总部发出报警信号，而且会启用“自毁”程序。

华为能多久做出来光刻机？

目前虽然华为遭遇困难，但是只要研发能力在，根基就不会被动摇，不给华为代工，大不了不卖手机，不卖基站了，转型搞研发和大学一样，还有中兴可以搞5g，国家发工资给华为，十年后搞出光刻机，把研发的成果商用化，直接起飞。

总结:中华有为

中国制造核d，国外认为不可能成功，中国制造太空飞船，国外认为不可能成功，中国制造北斗导航系统，国外认为不可能成功，所以一件事能不能做到，不在于有多难，而在于有多大信心，5G技术不难吗？不是一样被我们拿下了，我们不能盲目自信，但是也不能妄自菲薄，中国人的智慧是毋庸置疑的。

最近有传言华为正在招聘“光刻工艺工程师”，因此不少网友纷纷猜测：华为这是打算自己做光刻机吗？甚至还有人说华为能够在2年内搞定5nm的光刻机，这就有些太夸张了，事实也并非如此。

虽然800万块芯片从数字上看起来很大，但是相对于华为旗舰手机的销量只是杯水车薪。根据官方数据，上代华为Mate 30系列上市60天全球销量就突破了700万台。因此800万麒麟芯片也只够华为Mate 40系列卖三个月。因此也有传言称，华为正在寻求和联发科甚至三星、高通的合作，前不久华为就一口气发布了4款搭载联发科芯片的手机和两款平板电脑。

但是联发科等企业同样也受到外界的压力，在最严重的情况下，华为可能连第三方芯片也无法采购，这样一来华为的终端业务就将面临停摆，甚至运营商设备业务也会受到影响。在这个大背景下，华为寻求制造光刻机，走自研芯片的道路也是一个求生的方向。

那么华为能够在短时间内造出光刻机吗？很多业内人士都不是特别看好，因为光刻机的原理虽然很多专家都懂，但制造工艺基本上都掌握在欧美发达国家手中。而且用于处理器的光刻机对精度的要求非常高，因为它本身就是用来生产纳米级芯片的。

以荷兰的ASML光刻机为例，它每一台设备都需要实时联网，通过网络加载中控程序才能正常运行，而这些运营程序软件同样是掌握在外国人手中的。毫不夸张的说，一旦ASML把网络断了，咱们买回来的光刻机就是一堆废铁。而ASML光刻机由售方的技术人员安装调试完毕之后，就不能移动了，稍微有点异常就会断网。因此就算那么大一台ASML光刻机摆在我们面前，我们也很难仿制出一台。

而华为是一家网络通信和移动终端企业，基本上没有什么光刻机的技术储备。就算现在开始招人做光刻机，没有上十年的时间和百亿级别的投入，是很难看到成果的。

更何况我们国家已经有可以生产光刻机的企业，比如上海微电子已经造出了90nm的光刻机，虽然和台积电的5nm相比差距还有20年，但好歹也有一个具体的方向。所以与其让华为从无到有打造光刻机，还不如将相关人才集中到上海微电子这样的国产光刻机企业，发挥出“集中力量办大事”的精神，花大力气缩短制造高精度光刻机的时间。

而事实上，这次华为所招聘的“光刻机工艺工程师”也是属于研发人员，而不是技术人员。这个职位主要是在光刻机代工厂驻场，来监督和把控芯片工艺制造流程的，并不涉及光刻机设备的生产与制造。

所以我认为，华为接下来自己制造光刻机的可能性不高，因为这个难度太大了。 但是华为会加强与国内专业芯片供应链的合作，比如与中芯国际、上海微电子合作，派驻研发人员一起来攻克光刻机的难关。 相信在国内企业的共同努力下，未来一两年内实现28nm甚至14nm光刻机完全自主还是有可能的。而到了14nm这个级别，至少用在手机和通信设备上是没有问题的，可以保证华为的主营业务存续，剩下的则仍然需要慢慢追赶。至少光刻机技术最多也就到1nm，这就像是龟兔赛跑，虽然对手已经跑出很远了，但终点就在那里，只要肯投入研发力量，总有一天可以抵达的。

不知不觉在很多朋友的眼里华为已经开始神化了，感觉华为缺什么就能自研搞出什么，现在既然被光刻机卡住了脖子，那么自研个光刻机不就行了？但从华为现在的处境上看，华为不可能也不会在光刻机领域深耕。

华为并没有相关的技术积累

最近几天一张 华为招聘光刻工艺工程师 的截图火了，很多人以为华为要开始自研光刻机了。于是我也去网上搜索了华为相关的职位招聘，但是并没有发现这个岗位，所以 这大可能性是一张假。

况且华为真的有能力造出光刻机吗？这个答案也是否定的。 就像是建房需要地基一样，华为并没有在光刻机领域深耕，自然也就没有造出光刻机。

虽说华为确实有芯片自研的能力，也可以派遣技术人员去代工厂监督指导，可能对光刻机的生产流程也有一定了解，但是面对目前算是全世界最顶尖 科技 的成果光刻机， 华为依旧是有心无力 。

华为即使自研也没法绕过美国禁令

如果华为真的想要自研光刻机，那么摆在华为面前的头等大事就是 如何绕过美国的禁令 。

中芯和台积电为什么被迫向美国低头，拒绝为华为代工？最重要的原因就是在加工的过程中用到了美国的技术，这算是绕不过去的一个坎。

同理在光刻机自研的领域也一样， 如果华为想要走自研的道路，那就不能用到美国的技术，这就意味着华为必须走出来一条区别于现有的光刻机的完全不同的道路 。这种从0到1的创新，对任何公司来说都是不可能完成的任务。

光刻机领域并不需要华为

光刻机领域真的需要华为这个后来者吗？这个答案一定的否定的。

目前 上海微电子已经生产出90nm制程的光刻机，据说在2021年将会上市28nm的光刻机。 虽说和ASML公司依旧有着十年以上的差距，但是比华为从无到有明显的更具有优势。况且术业有专攻，华为肯定不能什么都自己干，那样华为肯定会被逐渐增多的产业链完全拖垮，最终也是得不偿失的。

把专业的事情交给对应的公司来做，这样华为也会活的轻松一些。

华为目前能做的还是联系一切力量逼迫美国收回禁令，否则就算是中国生产出自己的能够满足华为要求的光刻机，华为的麒麟系列和手机业务估计也要凉透了。

咱们要华为造光刻机，华为会说：“我实在是太难了！ASML自1984年从飞利浦独立到现在EUV 5nm量产花了30多年，而我在光刻机领域是0基础，光刻机这玩意比造火箭、原子d难多了。”

光刻机霸主AMSL封神之路

AMSL曾说过：“如果我们交不出EUV，摩尔定律就会从此停止。”事实确实是AMSL在光刻机领域已经完全登顶了王座，并且没有人能望其项背。EUV重达180吨，拥有超过10万个零部件，90%的关键设备来自外国而非荷兰本国，ASML作为整机公司，实质上只负责光刻机设计与集成各模块，需要全而精的上游产业链作坚实支撑。通俗一些讲：就算给你EUV完整的图纸和配件，也很难调试出光刻芯片的精度。

台积电能吃下苹果、华为5nm订单，背后少不了AMSL的存在。芯片制造想要突破10nm以下节点，必须要用到EUV。EUV仅AMSL一家能造，不管是台积电、三星想要造成芯片，只能乖乖的向AMSL订光刻机。

翻开近几年全球芯片产商的光刻机订货单，其中绝大多数订单都属于AMSL，AMSL已稳居第一10多年。如：2019年，AMSL共出货229台，净销售额为1182亿欧元，净利润为252亿欧元，而尼康出货46台，佳能出货84台。在高端光刻机机（EUV）市场，仅AMSL唯一玩家。

早期的光刻机并不比一台照相机和投影机复杂，但随着芯片关卡等级指数级难度系数增加，光刻机的复杂程度和精细度也呈指数级难度系数增加。日本的尼康、佳能，美国的Kasper仪器、Perkin Elmer、Cobilt、GCA等公司陆续被AMSL踩下。

世界芯片产业格局

芯片制造业经过多年的沉淀和技术发展，已经呈现了金字塔形的产业结构。有能力制造芯片的仅限英特尔、台积电、三星、格罗方德、联电、中芯国际、华虹等几个头部企业。英特尔、台积电、三星都在积极开展10nm、7nm及更先进制程，格罗方德已经宣布无限期停止7nm制程的研发，而中芯国际由于技术的代差还在努力的追赶。

目前只有台积电、三星、中芯国际有能力大批量生产手机芯片，中芯国际的技术远不如台积电、三星。华为、苹果、AMD、高通、联发科都不是自己制造芯片，而是将自己已经设计好的图纸给芯片代工厂生产。

“芯片设计→芯片制造→封装测试”这样的模式有以下优点，这些优点是自己设计、自己生产时代很难实现的。

如果将芯片制造比喻成建房子，华为设计了房子的蓝图，设计能力越来越强但没能力建房子，于是叫了技术成熟、有经验的台积电来施工。台积电可以把设计图更好的还原出来，且稳定不容易出问题。即使华为自己可以施工，一时半会也不敢直接做，因为时机还不够成熟。

华为的现状

了解华为 历史 的都知道，它是做通信设备起家的。通过在通信行业多年的经验积累，逐步将自己的核心竞争力转移到了手机、芯片、AI、云计算、物联网等新兴领域。仔细观察就会发现，这些领域跟华为本身是密切相关的。这些领域研发可以平滑过渡，并不需要很长的时间成本，短期都能获益。

从2020年上半年的业务构成来看，消费者业务占比57%（2019年上半年首次超过50%，2019年全年占比544%），并且始终保持快速增长。

在未来，华为还将以消费者业务为核心，以手机为主入口，以平板、可穿戴设备等为辅入口，结合泛IOT设备，为打造用户全场景智慧生活做准备（鸿蒙系统也是为未来的IOT做准备的）。

苹果也属于以消费者业务为核心的 科技 型公司，核心在于洞悉市场动向，提高用户粘性，吸引客户。芯片、手机是自己设计的，但芯片生产交由台积电，手机生产交由富士康，因为苹果知道自己生产芯片、手机是一件吃力不讨好的事情。同样华为也知道，更别提再去制造光刻机。

总结

短期内让华为自己制造光刻机、芯片是不切实际的。从一个企业的角度来看华为，要维持一个体量这么大的企业运转，那么就一定要保证资金链的正常运转。光刻机制造、芯片制造要花费很多人力、巨量的资金、很长的时间，并且短期内是不太可能获取利润。

但未来有无限可能，比如华为采用ARM的授权架构设计了华为系列芯片之前，谁能想到华为会涉足芯片设计。谁都不能预见未来华为会不会与光刻机制造、芯片制造产生交集。让我们拭目以待。

以上个人浅见，欢迎批评指正。

首先要知道的是华为产业根本不涉及光刻机领域，所以从零开始进军光刻机行业基本是不可能的。最好的方案就是联合国内光刻机行业的一些龙头企业进行联合研发，以此来研发比较高端的光刻机。

就目前来讲高端光刻机领域完全被荷兰的ASML所垄断，7纳米euv光刻技术全球仅有阿斯麦尔掌握，所以Asml在光刻机领域可以说是领先全球。像日本尼康佳能等还有我国的上海微电子跟啊斯麦尔的差距还是很大。

其实之前的时候高端光刻机领域应该说是佳能尼康也有一席之位的，但是由于ASML特殊的商业模式导致全球高端光刻机市场都被ASML所占，这也直接导致佳能尼康退出了高端光刻机市场。

再来回到华为这边，华为的优势在于其5G技术以及芯片设计等，芯片设计和生产都是芯片制造中非常重要的一环，而芯片生产最重要的也就是光刻机，几个月前美国针对华为的制裁也是从芯片制造这个点扼制华为。

所以说高端芯片制造还是我们的一大弱点，未来在高端产业的创新力我们还有很长的路要走。

华为现阶段想要造出光刻机是不太可能了，最多也只能是参与合作进行共同发展。

首先我国相对于荷兰的光刻机水准相差甚远，就比如我国现在最先进的制程工艺是28纳米的，就连中芯国际的14纳米工艺也是台积电合作提供的。而荷兰的光刻机已经可以做到5nm的工艺，甚至再往3纳米去发展。所以这种差距一目了然，华为作为一个零基础想要后来居上的企业是非常艰难的。毕竟我国已经投入了这么多，但现在差距还是很大。

其次华为也没有必要再去花这么多的钱去投入制造光刻机，因为现在光刻机已然到了一个非常成熟的阶段，现在最艰难的地方就是应该去怎么样去跟别人合作。不管怎么说华为也只是一个民营企业，想要他做所有的事情是完全不现实的。所以很多人对华为抱有期待，想要华为研制出光刻机并完成全线的自主生产是不太现实的。

所以至于华为多久能造出光客机这个问题上现在是没有答案的，因为华为要想最终能制造并且生产也只能跟别人去合作或者参与入股这样的方式来实现。

说实话真心希望能造出来 也真心知道难如登天 这个机器举全国之力都未必成功 如果华为成功 那只能说美国太慧眼识英雄了 华为有独自对抗八国联军的实力了 期待华为成功！作为中国人即使不喜欢华为也请不要伤害～现在真的很难了自己人就不要添乱了

网上有曝光华为招聘“光刻工艺工程师”的消息，我也看到了。如果属实的话，华为现在面临的困难有多大可想而知。

按照常理，在全球化时代，一家企业要包揽产业链从上到下的所有环节既不现实，也不经济，但美国的制裁逼得华为只有另起炉灶，自给自足。

说到华为多久能造出光刻机，其实国内能造光刻机的。中国于1977年研发成功第一台光刻机，1978-1985年先后研制成功三台光刻机。现在上海微电子的90nm光刻机可以商业化。有消息说，上海微电子会在十三五 科技 攻关拿下28nm，28nm应该2021年试制，2022年批量。虽然技术和国际先进水平有相当大的差距，但是任何困难都难不倒勤劳、智慧的中国人民。

过去几十年，全球半导体行业增长主要受台式机、笔记本电脑和无线通信产品等尖端电子设备的需求，以及基于云计算兴起的推动。这些增长将继续为高性能计算市场领域开发新应用程序。

首先，5G将让数据量呈指数级增长。我们需要越来越多的服务器来处理和存储这些数据。2020年Yole报告，这些服务器核心的高端CPU和GPU的复合年增长率有望达到29%。它们将支持大量的数据中心应用，比如超级计算和高性能计算服务。在云 游戏 和人工智能等新兴应用的推动下，GPU预计将实现更快增长。例如，2020年3月，互联网流量增长了近50%，法兰克福的商业互联网数据交换创下了数据吞吐量超过每秒91兆兆位的新世界纪录。

第二个主要驱动因素是移动SoC——智能手机芯片。这个细分市场增长虽然没有那么快, 但这些SoC在尺寸受限的芯片领域对更多功能的需求，将推动进一步技术创新。

除了逻辑、内存和3D互联的传统维度扩展之外，这些新兴应用程序将需要利用跨领域的创新。这需要在器件、块和SoC级别进行新模块、新材料和架构的改变，以实现在系统级别的效益。我们将这些创新归纳为半导体技术的五大发展趋势。

趋势一:摩尔定律还有用，将为半导体技术续命8到10年…

在接下来的8到10年里，CMOS晶体管的密度缩放将大致遵循摩尔定律。这将主要通过EUV模式和引入新器件架构来实现逻辑标准单元缩放。

在7nm技术节点上引入了极紫外(EUV)光刻，可在单个曝光步骤中对一些最关键的芯片结构进行了设计。在5nm技术节点之外(即关键线后端(BEOL)金属节距低于28-30nm时)，多模式EUV光刻将不可避免地增加了晶圆成本。最终，我们希望高数值孔径(High-NA) EUV光刻技术能够用于行业1nm节点的最关键层上。这种技术将推动这些层中的一些多图案化回到单图案化，从而提供成本、产量和周期时间的优势。

Imec对随机缺陷的研究对EUV光刻技术的发展具有重要意义。随机打印故障是指随机的、非重复的、孤立的缺陷，如微桥、局部断线、触点丢失或合并。改善随机缺陷可使用低剂量照射，从而提高吞吐量和成本。

为了加速高NA EUV的引入，我们正在安装Attolab，它可以在高NA EUV工具面世之前测试一些关键的高NA EUV材料(如掩膜吸收层和电阻)。目前Attolab已经成功地完成了第一阶段安装，预计在未来几个月将出现高NA EUV曝光。

除了EUV光刻技术的进步之外，如果没有前沿线端(FEOL)设备架构的创新，摩尔定律就无法延续。如今，FinFET是主流晶体管架构，最先进的节点在6T标准单元中有2个鳍。然而，将鳍片长度缩小到5T标准单元会导致鳍片数量减少，标准单元中每个设备只有一个鳍片，导致设备的单位面积性能急剧下降。这里，垂直堆叠纳米薄片晶体管被认为是下一代设备，可以更有效地利用设备占用空间。另一个关键的除垢助推器是埋地动力轨(BPR)。埋在芯片的FEOL而不是BEOL，这些BPR将释放互连资源路由。

将纳米片缩放到2nm一代将受到n-to-p空间约束的限制。Imec设想将Forksheet作为下一代设备。通过用电介质墙定义n- p空间，轨道高度可以进一步缩放。与传统的HVH设计相反，另一个有助于提高路由效率的标准单元架构发展是针对金属线路的垂直-水平-垂直(VHV)设计。最终通过互补场效应晶体管(CFET)将标准cell缩小到4T，之后充分利用cell层面上的第三维度，互补场效应晶体管通过将n-场效应晶体管与p-场效应晶体管折叠。

趋势2: 在固定功率下，逻辑性能的提高会慢下来

有了上述的创新，我们期望晶体管密度能遵循摩尔所规划的路径。但是在固定电源下，节点到节点的性能改进——被称Dennard缩放比例定律，Dennard缩放比例定律（Dennard scaling）表明，随着晶体管变得越来越小，它们的功率密度保持不变，因此功率的使用与面积成比例；电压和电流的规模与长度成比例。

世界各地的研究人员都在寻找方法来弥补这种减速，并进一步提高芯片性能。上述埋地电力轨道预计将提供一个性能提高在系统水平由于改进的电力分配。此外，imec还着眼于在纳米片和叉片装置中加入应力，以及提高中线的接触电阻(MOL)。

二维材料如二硫化钨(WS2)在通道中有望提高性能，因为它们比Si或SiGe具有更强的栅长伸缩能力。其中基于2d的设备架构包括多个堆叠的薄片非常有前景，每个薄片被一个栅极堆叠包围并从侧面接触。模拟表明，这些器件在1nm节点或更大节点上比纳米片的性能更好。为了进一步改善这些器件的驱动电流，我们着重改善通道生长质量，在这些新材料中加入掺杂剂和提高接触电阻。我们试图通过将物理特性(如生长质量)与电气特性相关联来加快这些设备的学习周期。

除了FEOL, 走线拥挤和BEOL RC延迟，这些已经成为性能改善的重要瓶颈。为了提高通径电阻，我们正在研究使用Ru或Mo的混合金属化。我们预计半镶嵌(semi-damascene)金属化模块可同时改善紧密距金属层的电阻和电容。半镶嵌(semi-damascene) 可通过直接模式和使用气隙作为介电在线路之间(控制电容增加)

允许我们增加宽高比的金属线(以降低电阻)。同时，我们筛选了各种替代导体，如二元合金，它作为‘good old’ Cu的替代品，以进一步降低线路电阻。

趋势3:3D技术使更多的异构集成成为可能

在工业领域，通过利用25D或3D连接的异构集成来构建系统。这些有助于解决内存问题，可在受形状因素限制的系统中添加功能，或提高大型芯片系统的产量。随着逻辑PPAC(性能-区域-成本)的放缓，SoC 的智能功能分区可以提供另一个缩放旋钮。一个典型的例子是高带宽内存栈(HBM)，它由堆叠的DRAM芯片组成，这些芯片通过短的interposer链路直接连接到处理器芯片，例如GPU或CPU。最典型的案例是Intel Lakefield CPU上的模对模堆叠， AMD 7nm Epyc CPU。在未来，我们希望看到更多这样的异构SOC，它是提高芯片性能的最佳桥梁。

在imec，我们通过利用我们在不同领域(如逻辑、内存、3D…)所进行的创新，在SoC级别带来了一些好处。为了将技术与系统级别性能联系起来，我们建立了一个名为S-EAT的框架(用于实现高级技术的系统基准测试)。这个框架可评估特定技术对系统级性能的影响。例如:我们能从缓存层次结构较低级别的片上内存的3D分区中获益吗如果SRAM被磁存储器(MRAM)取代，在系统级会发生什么

为了能够在缓存层次结构的这些更深层次上进行分区，我们需要一种高密度的晶片到晶片的堆叠技术。我们已经开发了700nm间距的晶圆-晶圆混合键合，相信在不久的将来，键合技术的进步将使500nm间距的键合成为可能。

通过3D集成技术实现异质集成。我们已经开发了一种基于sn的微突起互连方法，互连间距降低到7µm。这种高密度连接充分利用了透硅通孔技术的潜力，使>16x更高的三维互联密度在模具之间或模具与硅插接器之间成为可能。这样就大大降低了对HBM I/O接口的SoC区域需求(从6 mm2降至1 mm2)，并可能将HBM内存栈的互连长度缩短至多1 mm。使用混合铜键合也可以将模具直接与硅结合。我们正在开发3µm间距的模具到晶圆的混合键合，它具有高公差和放置精度。

由于SoC变得越来越异质化，一个芯片上的不同功能(逻辑、内存、I/O接口、模拟…)不需要来自单一的CMOS技术。对不同的子系统采用不同的工艺技术来优化设计成本和产量可能更有利。这种演变也可以满足更多芯片的多样化和定制化需求。

趋势4:NAND和DRAM被推到极限;非易失性存储器正在兴起

内存芯片市场预测显示，2020年内存将与2019年持平——这一变化可能部分与COVID-19减缓有关。2021年后，这个市场有望再次开始增长。新兴非易失性存储器市场预计将以>50%的复合年增长率增长，主要受嵌入式磁随机存取存储器(MRAM)和独立相变存储器(PCM)的需求推动。

NAND存储将继续递增，在未来几年内可能不会出现颠覆性架构变化。当今最先进的NAND产品具有128层存储能力。由于晶片之间的结合，可能会产生更多的层，从而使3D扩展继续下去。Imec通过开发像钌这样的低电阻字线金属，研究备用存储介质堆，提高通道电流，并确定控制压力的方法来实现这一路线图。我们还专注于用更先进的FinFET器件取代NAND外围的平面逻辑晶体管。我们正在 探索 3D FeFET与新型纤锌矿材料，作为3D NAND替代高端存储应用。作为传统3D NAND的替代品，我们正在评估新型存储器的可行性。

对于DRAM，单元缩放速度减慢，EUV光刻可能需要改进图案。三星最近宣布EUV DRAM产品将用于10nm (1a)级。除了 探索 EUV光刻用于关键DRAM结构的模式，imec还为真正的3D DRAM解决方案提供了构建模块。

在嵌入式内存领域，我通过大量的努力来理解并最终拆除所谓的内存墙，CPU从DRAM或基于SRAM的缓存中访问数据的速度有多快如何确保多个CPU核心访问共享缓存时的缓存一致性限制速度的瓶颈是什么 我们正在研究各种各样的磁随机存取存储器(MRAM)，包括自旋转移转矩(STT)-MRAM，自旋轨道转矩(SOT)-MRAM和电压控制磁各向异性(VCMA)-MRAM)，以潜在地取代一些传统的基于SRAM的L1、L2和L3缓存(图4)。每一种MRAM存储器都有其自身的优点和挑战，并可能通过提高速度、功耗和/或内存密度来帮助我们克服内存瓶颈。为了进一步提高密度，我们还在积极研究可与磁隧道结相结合的选择器，这些是MRAM的核心。

趋势5:边缘人工智能芯片行业崛起

边缘 AI预计在未来五年内将实现100%的增长。与基于云的人工智能不同，推理功能是嵌入在位于网络边缘的物联网端点(如手机和智能扬声器)上的。物联网设备与一个相对靠近边缘服务器进行无线通信。该服务器决定将哪些数据发送到云服务器(通常是时间敏感性较低的任务所需的数据，如重新培训)，以及在边缘服务器上处理哪些数据。

与基于云的AI(数据需要从端点到云服务器来回移动)相比，边缘 AI更容易解决隐私问题。它还提供了响应速度和减少云服务器工作负载的优点。想象一下，一辆需要基于人工智能做出决定的自动 汽车 。由于需要非常迅速地做出决策，系统不能等待数据传输到服务器并返回。考虑到通常由电池供电的物联网设备施加的功率限制，这些物联网设备中的推理引擎也需要非常节能。

今天，商业上可用的边缘 AI芯片，加上快速GPU或ASIC，可达到1-100 Tops/W运算效率。对于物联网的实现，将需要更高的效率。Imec的目标是证明推理效率在10000个Tops /W。

通过研究模拟内存计算架构，我们正在开发一种不同的方法。这种方法打破了传统的冯·诺伊曼计算模式，基于从内存发送数据到CPU(或GPU)进行计算。使用模拟内存计算，节省了来回移动数据的大量能量。2019年，我们演示了基于SRAM的模拟内存计算单元(内置22nm FD-SOI技术)，实现了1000Tops/W的效率。为了进一步提高到10000Tops/W，我们正在研究非易失性存储器，如SOT-MRAM, FeFET和基于IGZO（铟镓锌氧化物）的存储器。

智东西（公众号：zhidxcom）

作者 | 云鹏

编辑 | 心缘

智东西12月27日消息，今天下午，展锐通过一场发布会正式宣布，展锐第二代5G芯片平台唐古拉T770、唐古拉T760已经实现客户产品量产。

展锐CEO楚庆在开场说道，第二代5G芯片平台实现客户产品量产，体现了展锐在半导体技术和通信技术上的升级，展锐目前已经跻身全球先进技术第一梯队。

展锐CEO楚庆

作为全球首个成功回片的6nm芯片平台，该平台相比第一代，性能最高提升100%以上，集成度提升超100%。同时，第二代5G平台支持5G R16、5G切片等前沿通信技术。

展锐6nm 5G平台实现客户量产，标志着展锐已具备先进制程芯片的研发与商用能力，这表明展锐在研发流程规范、设计能力、产品质量等维度能力均有提升。

楚庆提到，6nm是展锐在先进制程上的开端，展锐已具备足够的技术积累，为下一代产品切入5nm等更先进的半导体技术打下良好基础。

展锐第二代5G平台支持5G R16、5G网络切片等前沿技术，他们率先布局5G R16技术，相关专利申请数量近200项，并已与合作伙伴完成全球首个基于3GPP R16标准的端到端业务验证、IMT-2020（5G）推进组uRLLC关键技术测试等。

展锐5G网络切片方案已完成与国内三大运营商、以及IMT-2020(5G)推进组的技术验证，实现to B和to C两个应用方向的技术验证，证明了展锐5G网络切片方案的优势和5G芯片的互 *** 作性。

展锐第二代5G芯片平台拥有完整5G主平台套片+可选配的5G射频前端套片等十多颗芯片，每颗芯片均已达到量产标准。

其中5G主平台套片包含主芯片、Transceiver、电源管理芯片以及connectivity芯片等7颗芯片；5G射频前端套片包含PA等多颗芯片。

在量产成熟度方面，相比芯片本身的量产，芯片平台实现客户产品量产，具有更高的要求。

客户产品量产意味着芯片平台的产品成熟度和质量都已达到了能够直接面向消费者等最终用户的状态。只有实现客户产品量产，才真正代表芯片平台完全达到了设计目标。

在量产质量方面，展锐第二代5G芯片平台已达到500ppm的行业最高标准。

目前，展锐第二代5G平台已应用在5G智能手机等消费电子领域，其性能、续航、影像、AI等能力的提升，将带给用户带来更好的5G体验和更丰富的智能生活乐趣。

展锐消费电子事业部总经理周晨说：“随着新一代5G芯片平台客户产品量产，展锐5G产品将进入发展快车道。消费电子领域的唐古拉6、7、8、9等多个系列将会齐头并进，接下来每年都会至少有一颗新产品面世。”

同时得益于软件架构升级，展锐在这一系列的产品上都能实现软件方案归一，这将极大的帮助客户缩短产品开发周期，降低软件投入成本。”

在垂直行业领域，展锐第二代5G平台将在工业物联网、移动互联、固定无线接入、车联网、联网PC等场景，赋能工业体系和 社会 各行业的智能化升级。

展锐工业电子事业部总经理黄宇宁说，展锐第二代5G芯片平台，在提供全场景的连接能力之外，还提供较强的智能计算能力。基于该平台非常适合打造一个集连接和计算于一体的AIoT平台。

在叠加多样的 *** 作系统和服务组件等一系列软件栈之后，它可以承载多种行业智慧化应用，也可以作为无人机、智能机器人等新形态智能终端的核心组成部件。

随着第二代5G平台在客户侧的量产，展锐在消费电子、垂直行业等领域都在加速布局5G芯片产品，目前已经跻身全球前五大5G芯片厂商。

正如楚庆自己所说，展锐当下取得的成绩虽然有一定的客观因素存在，但重点还是研发、管理等各方面能力的整体提升所致。后续展锐的重点将是在维持现有市场份额的基础上实现进一步突破。

毫无疑问，随着国内5G市场进一步扩展、智能 汽车 等新兴品类加速发展，整体芯片需求还会进一步提升，展锐能否赢得更多5G芯片市场，我们拭目以待。

华为p30麒麟990芯片采用7nm工艺制造的。麒麟990 5G在性能和能效方面实现跨越式升级，结合7nm+ EUV工艺带来的能效提升，实现5G时代更快更流畅的使用体验。

CPU方面，麒麟990 5G采用2个大核（基于Cortex-A76开发）+2个中核（基于Cortex-A76开发）+4个小核（Cortex-A55）的三档能效架构，最高主频可达286GHz，与业界主流旗舰芯片相比，单核性能高10%，多核性能高9%。能效方面针对不同大小的核精细调校，大核能效优12%，中核能效优35%，小核能效优15%，带来更快的手机应用打开速度，日常使用体验更加流畅。

扩展资料：

GPU方面，麒麟芯片始终追求更好的用户体验。针对GPU在运行重载游戏、播放高清视频等高负载场景下容易出现的发热、掉帧、卡顿等问题，麒麟990 5G搭载16核Mali-G76 GPU，与业界主流旗舰芯片相比，图形处理性能高6%，能效优20%，实现业界领先的性能与能效。

全新系统级Smart Cache分流，支持智能分配DDR数据，在重载游戏等大带宽场景下带宽较上一代最高可节省15%，功耗可降低12%，进一步提升GPU能效。

参考资料来源：人民网——华为发布麒麟990系列芯片 率先体验5G通信联接

饱经苦难的中华民族，从1978年改革开放，到2014年以购买力平价计算，我们GDP成为全球第一，美国从未停止对我们中华民族实现伟大复兴的疯狂打压，到现在升级为全领域的生死之战，因为我们威胁到了盎格鲁撒克逊民族200多年的世界殖民和霸权统治。

历史 的车轮滚滚向前，今天，我们中华民族站在了这个实现伟大复兴的 历史 拐点上，面对百年未有之大变局，我们立足过去、现在、未来三个不同时期，从经济自信的角度，全面解读中美对抗——这场关系到全人类命运的大决战。

30年狂奔，多少辛酸泪

1978年，一位伟大的老人站在南海边，大手一挥，为中华民族指明了未来两百年的道路；2001年，中国正式加入WTO，承接欧美低端制造产业链；8年后，我们终于完成了轻工业全门类产业链建设和原始财富积累。

这飞奔的30年，是三代中华儿女的奋斗史，也是无数有志之士的墓志铭，前行路上的每一个脚印，都夹杂着整个民族的血与泪。

你很难想象，30年前，中国经济与印度相差无几。有工人吃不起饭，去菜市场捡烂叶子，有丈夫骑自行车送妻子去特殊场所上班，晚上再偷偷接回来。这些都不是故事，这是一段段真实而又残酷的 历史 。

2008年由美元引发了全球金融风暴。美国疯狂印钞、收割全球，转嫁国内风险。也就是从这一年开始，为了抵御美元收割，增加经济的抗风险能力，中国确立了经济结构的三驾马车：内需消费、投资和出口。

自此，内需消费成为新的增长极。外贸从2008年GDP占比的60%—70%，降到2021年不足30%。一个新的时代向我们走来，互联网经济时代。

互联网经济成就了无数中小微企业，也让无数年轻人有了创业的机会。同时，也催生了一批新的中产阶级，扩大了中国的消费市场。

双十一、直播带货、成交额，各种“数据”让人应接不暇。热闹过后，一批隐患的种子也被悄悄种下。

经济的底层逻辑是产业结构，如果我们将产业结构比作一个三角形，最上面是国家税收，底下一边是从业人员，另一边是企业。这三个环节互相影响，只有提升产业结构的溢价空间，形成良性循环，经济才能高速发展。

我们把互联网电商企业套到上面的三角形里，结果一目了然。

互联网电商企业用价格作为竞争手段，加上低门槛的低端制造产业链，严重挫伤了刚刚起步的民族品牌价值经济。

低价竞争的恶果就是：供应商的毛利润只有3%。这就好比一个长工吃糠咽菜，起早贪黑好些年，才攒下碎银几两；而你往院里看，人家地主酒足饭饱，翘着二郎腿，每天躺椅上哼哼小曲，赚他个盆满钵满。

从业人员不挣钱，民族企业发展不起来，国家税收也上不去，产业结构的金三角，塌了！

截止于2019年，高价值溢出产业模式（CVO）占据GDP的18%，其中99%都是国外品牌，这意味着中国每年有超过10万亿的消费经济，被境外资本掠夺。

劈波斩浪，在暴风雨中扬帆起航

产业升级已是迫在眉睫，国家也出台各项政策，引导我们从产业链的中低端走向高精尖。但是，这条路上注定会布满荆棘。

2018年3月，特朗普政府首次对华加征关税；8月，美国以国家安全和外交利益为由，将44家中国企业列入出口管制实体清单。截止到当下，共有383家中国企业和相关单位受到美国制裁，累计制裁措施超过3900项，相当于每天要挥舞3次"制裁大棒"。

枉顾真相、热衷煽动、大搞“双标”，如此蛮夷行径，我们该怎么应对？范勇鹏给出了答案：“让我们自己成为更强更高的标准，以文明的标准战胜‘盗贼之谋’。”

外面狂风骤雨，中国这艘巨轮依旧在劈浪前行。

任正非、张汝京、王传福、汪滔、潘建伟，他们在各自的领域披荆斩棘，引领了一大批优秀民族企业的成长。这些人不畏险阻，突破重重障碍，既赢得了国人尊重，也成就了各产业领域在世界舞台上的突围。

工业智能技术、场景感知技术、物联网系统技术、人机场景交互语言技术、半导体产业技术、量子通讯与量子计算、新能源……这些支撑第四次工业革命的技术领域，就像一块块甲板，共同拼起了中国这艘巨轮，他们是国人的骄傲，每一个名字都值得我们铭记。

工业智能技术

以大疆、华为、海尔、三一重工等为代表。

大疆，全球最大的民用无人机制造商，占据了全球80%的消费级无人机市场，掌握着70%以上的专利技术。大疆也是当今唯一一家垄断全球市场的中国企业，他们以一流技术向世界重新诠释了“中国制造”的含义。

物联网系统技术

以华为、中兴通讯、海康威视为代表。

华为，近十年投入超过8000亿的科研资金，在全球布局26个研究所，拥有700多位数学家、800多位物理学家、120多位化学家，用国际资源进行国际竞争。十年时间，不断在万物智联领域开花结果。

5G专利技术已经做到全球第一，华为为推动中国物联网产业发展，提升传输效率，目前仍在6G领域继续发力。

鸿蒙系统作为全球唯一的物联网系统，不仅打破了车联网、PC端、移动端的系统壁垒，而且打破了人机交互的场景语言技术屏障。中国移动端芯片制造问题一旦解决，我们将会被鸿蒙系统带入物联网时代。而这也意味着华为的功绩已经突破技术本身，更是帮助煤矿产业、国家智慧基建、港口和远洋贸易、新能源等领域，完成产业升级。在新智慧语言领域，华为也投入了大量研发资金，以期由中国人开启第五次工业革命：强人工智能时代。

人机场景交互技术

以科大讯飞、中科曙光、汇顶 科技 为代表。

科大讯飞，用22年的时间，在全球126个国家里，攒下了整整3234项专利！除了拿下了全球专利，科大讯飞还将自己的竞争影响力施加到了美国。不仅卡住了老美的脖子，还曾拿下美国大赛中22个智能技术项目上的所有冠军。

半导体产业技术

以中芯国际、华为、紫光展锐、海思、中兴微为代表。

中芯国际在张汝京、江上舟、邱慈云、梁孟松等一代代有志之士的接力下，用3年时间，将中国芯片制造水平拉快了30年。

2019年，中芯国际将14nm制程正式量产，良品率从3%飙升到95%以上；一年后，28nm、14nm、12nm，以及N+1技术均已进入规模量产，7nm技术的开发已经完成，5nm和3nm技术也在有序展开。

据最新消息，华为在芯片堆叠封装和设备上又取得了重大突破，我们可以预见，中国大陆半导体行业在华为和中芯国际这簇星星之火的带领下，将呈现出燎原之势。

量子通讯和量子计算技术

以国盾量子、问天量子、中创为量子、神州量子为代表。

国盾量子，牵头多项量子通信领域的国际、国内标准，已将量子通讯技术应用在了金融、云服务、电力、工程、卫星等各领域，凭借这些壁垒，我们拥有了在量子通讯领域的绝对话语权，也正是因为这一道道壁垒的存在，我们才可以无比自豪地说，目前全世界真正能够实现量子通信大规模应用落地的国家，只有中国。

新能源技术

以比亚迪、宁德时代、隆基股份、通威股份为代表。

2022年2月，比亚迪全球销量达到了87906辆，成功打败电动巨头特斯拉，登顶全球新能源乘用车销量榜首。

作为一家重视自主研发的技术企业，比亚迪开发了独创刀片式动力电池、自主研发DM-i超级混动系统以及e平台30组成的核心技术。凭借过硬的实力，比亚迪·汉成功登陆欧洲，大受欢迎。比亚迪智慧公交也穿行在欧美世界多年，以中国速度同欧美一众 汽车 企业争夺全球的中高端市场。

华为作为 汽车 产业上最低调的大佬，过去十几年为全球几千万辆 汽车 提供车联网模块，在新能源赛道上，华为为奔驰、宝马、大众等一众新能源车企提供标准化的电机电控技术。刚刚，华为发布了全世界第一款达到L4级别无人驾驶技术的物联网 汽车 ，作为全球无人驾驶领域专利世界第一的华为，也是石墨烯材料领域的先行者，中国新能源 汽车 在华为物联网和石墨烯技术的带领下，实现 汽车 产业的弯道超车指日可待。

华为任正非，78岁，中芯国际张汝京，74岁，时光染白了他们的头发，却改变不了那颗滚烫的赤子心。作为中国 科技 圈的精神脊梁骨，他们的精神在传承，我们也看到了孟晚舟、汪滔这样杰出的后辈，正手举接力棒，迈向下一段征程。

未来已来，让世界进入“中国时代”

正因为有民族企业顶着万难前行，才让我们成为物联网时代唯一具有全域技术能力的国家；作为拥有全球最大消费市场的中国民族品牌产业，哪怕它在互联网电商的价格战和国外品牌的联合绞杀下步履维艰，但它终究会取代低溢价的传统电商，成为中国最大的消费产业。

在未来15年内，我们将有机会见证民族品牌消费产业、物联网和以中国文化为底色的十万亿级的IP产业经济，共同支撑100万亿的GDP增量空间。

这就是我们的经济自信，也是我们打赢这场与盎格鲁撒克逊人种的世纪之战的底气。

每一次工业革命都改变了世界格局，而每一次缺席我们都付出了沉重代价。

第一次缺席，鸦片战争爆发，中国领土、领海、司法、关税、贸易等主权遭到严重破坏 。

第二次缺席，日本开始侵占中国，战火在我们深爱的这边土地上燃烧了整整14年，超过3500万中国军民伤亡，给全民族留下难以磨灭的创伤。

第三次工业革命，我们依然没跟上，这使得我们夹在美苏两个大国之间，30年战战兢兢，发展始终举步不前。

落后就要挨打，看看今天的东南亚，哪个不是欧美国家砧板上的鱼肉，圈舍里待宰的羔羊。说白了，没有主权哪来的话语权？没有实力只能跪着求生存。

过去，我们因缺席而被欺凌，现在，面对美国在谈判桌上的颐指气使，我们有底气说：“你们没有资格在中国的面前说，你们从实力的地位出发同中国谈话。”

从这一刻起，我们吹响了由守转攻的号角！

用手机拍一下

就能知道

牛奶是否变质？

户外PM25指数是多少？

自己身体是否 健康 ？

这就是中关村示范区前沿技术企业

研发的微型光谱仪

通过对量子点纳米材料的创新应用

他们将实验室里昂贵且庞大的科学仪器

放在了手机镜头上

使得这项神奇的功能

即将成为现实

关于芯视界： 芯视界（北京） 科技 有限公司是一家来自中关村示范区的高新 科技 企业。成立至今，芯视界通过不断的技术革新和应用 探索 ，开启以“量子点光谱传感技术”解码万物的新时代；实现对物质的智能化实时实地检测、鉴别和监控。在科研、环保、工业、农业、医疗、食品、教育、航空航天等多个领域，重塑人们的生产和生活方式。未来芯视界将继续推动科学探测、物联网、大数据、AI、深度学习等技术在物质识别、智能探测领域的深入应用，展现 科技 的无限可能。

发现：一双神奇的眼睛

肉眼看上去完全一样的两杯牛奶，要如何分辨他们的营养价值呢？

其实很简单，只要用光谱仪照一下就可以了。在光谱仪的“眼睛”里，这两杯牛奶显示的“颜色”（光波）可能完全不同。

这是因为不同质量和成分的牛奶对光波的反射率不同，所以在光谱仪的视角里两杯牛奶会呈现出不同的光谱图。利用光谱的手段可以快速便捷地分析牛奶中蛋白质、脂肪含量等营养信息。未来，再结合人体的 健康 指征，还能帮助我们选择适合自身体质的牛奶品类。

光谱仪能拥有如此神奇的“眼睛”，在于它对光波的解析与识别。光波是由原子内部运动电子产生的，因此不同的物质发射的光波也不同，这就好像是与生俱来的身份z，是辨别物质最简单也最准确的方式。通常人眼可以分辨的光波范围被称为可见光，而物质时时刻刻所发出的光波中，大多数并不能被人眼分辨，光谱仪却是一双可以分辨所有光波的神奇“眼睛”。

光谱仪作为将成分复杂的光分解为光谱线的科学仪器，可以通过对光信息的抓取，以照相底片显影，或电脑化自动显示数值的仪器进行显示和分析，探知物质的成分、含量等信息。这种技术被广泛地应用于空气污染、水污染、食品卫生、金属工业等的检测中。

既然光谱仪这么神奇，功能又非常实用，那为什么在日常生活中没能普及呢？原来，传统的光谱仪受光栅分光的物理原理限制，体积就像一台桌上打印机，无法随意搬动，且价格在几十万上下。

有没有什么方法能将光谱仪小型化又经济实惠呢？芯视界（北京） 科技 有限公司创始人鲍捷将量子点与光谱仪相结合， 探索 出了一条光谱仪微型化、传感化的新路子。

创新：重构光谱仪结构

纳米材料及纳米技术的研究与应用，是鲍捷从本科时期就开始研究的领域。

最初，鲍捷主要在做量子点在太阳能电池、光检测器领域的应用工作。他发现，调节量子点大小可以很方便地调节其颜色，这种不同于其他材料的突出特性却并没有在实际应用中得到充分利用。

神奇的量子点： 量子点是指由半导体材料制成，形态一般为球形或类球形，稳定直径在2～20 nm的纳米粒子。由于量子点非常微小，通常被制成溶液形态，从本质上来说，它其实就是一种可在微小范围内进行调控的光敏半导体晶体。不同大小的量子点所呈现的颜色不同，同时也对应着不同的光学特性，正是基于这一特性，它成了用来辨别物质颜色或光谱的绝佳材选。

既然量子点在紫外区域可以有这样的响应，那么在全波长范围内，是不是也会有这样的响应？根据这个原理，充分利用量子点的可调节性，就可以做成一个光谱仪。经过调查，鲍捷发现这是一条前人从未走过的道路，所以他便将量子点纳米技术和光谱方法进行结合，开始了量子点光谱仪的研究。

时间回到2013年，鲍捷带领团队采用新型量子点纳米材料和纳米技术，制作出了手机摄像头大小的光谱传感器。随后，他们将这一成果公布在了《自然》学术杂志上。经过实验检验，采用量子点光谱传感器技术的新型光谱仪在分辨率、使用范围和效率方面与现有设备性能一致。证明了他们将量子点纳米技术和光谱方法结合，对光谱仪的结构、算法进行重新定义和设计的可行性。

光谱仪终于变小了。鲍捷及其团队自主研发的量子点光谱传感器技术，可以将传统实验室里庞大昂贵的光谱仪成千倍缩小到几毫米平方的尺寸。随着芯片、传感器大规模量产，其价格也可以从原来几十万、几百万降至消费级水平，光谱仪这种只属于科学试验级的重要仪器，有了走入寻常百姓家的希望。

应用：水环境大数据监测溯源

经济的快速发展，城市人口的增多，工业化进程的加快，大量的生活废水、工业污水对环境构成了很大的威胁。对污水进行溯源分析，可以有效了解污水排放的情况并对其进行监控，避免污水源的扩散。

2019年底，北京市水务局在全北京36条大小河流、100个监测点部署了无人化、自动化、快速高效的水质监测微型终端，对入河排水口、闸口、考核断面等多种典型位置开展实时动态监控。

而这些实时监控的核心，是芯视界结合实际应用需求，基于量子点光谱传感技术而研发的水环境实时监测智能终端。它可实现水质实时、原位、在线监测，具有超低功耗、小巧灵活、安装简便、无需试剂、无二次污染等优势。将量子点光谱传感技术的首个产业化成果落地在环保领域，也是芯视界践行 科技 企业 社会 责任的初心。

相比站房式监测和人工采样需要数小时甚至数天才能出具检测结果，水环境实时监测智能终端从数据采集到输出可在几秒钟内完成，真正实现快速高效作业。从数据采集-传输-分析-计算-自动告警-反馈-记录，整个流程依靠芯视界的智能大数据算法自动完成。

此外，芯视界的“河长助手-海淀区河湖水质监测系统”，现已纳入到海淀区“城市大脑”管理平台中，对全海淀100多个水质监测点进行动态监控。在海淀区河道管理所的监测大屏上可以看到，一旦发现有人偷排污水，系统就会第一时间报警提示，并同步至海淀区水务局相关工作人员手机APP上，提醒相关工作人员迅速反应，抓住试图破坏环境的元凶。

今年3月初的一天，海淀区水务局工作人员就在手机上看到有河段报警，显示有污染。按照以往的经验，这个地方的水质应该是很好的。于是工作人员到现场查看，根据报警的位置最终找到是某处井盖错位，导致了水质变化。如果还是以前的工作模式，就很难如此快速地发现问题。

这仅仅是芯视界量子点光谱传感技术在环保领域的一次牛刀小试。

其实，量子点光谱传感器技术不仅可以帮我们检测水质质量，它还可以搭载到卫星上，进行太空 探索 ，可以做成胶囊吞服，无痛苦完成胃镜检测，甚至可以搭载到无人机上，看看哪片土壤的农作物上缺乏微量元素……未来，芯视界将用其独有的量子点光谱传感器技术，开启光谱信息化时代的大门。

本专题我共整理了10篇文章，来自中国农业科学院农业质量标准与检测技术研究所、南京农业大学、英国林肯大学、华南农业大学、江南大学、国家农业智能装备工程技术研究中心、浙江大学、中国科学院、吉林农业大学、西北农林 科技 大学、国家信息农业工程技术中心等单位。

文章包含农产品质量安全纳米传感器、太阳能杀虫灯、分簇路由算法、农田物联网混合多跳路由算法、水产养殖溶解氧传感器研制、土壤养分近场遥测方法、农机远程智能管理平台、水肥浓度智能感知与精准配比、果园多机器人通信等内容，供大家阅读、参考。

专题--农业传感器与物联网

Topic--Agricultural Sensor and Internet of Things

[1]王培龙, 唐智勇 农产品质量安全纳米传感应用研究分析与展望[J] 智慧农业(中英文), 2020, 2(2): 1-10

WANG Peilong , TANG Zhiyong Application analysis and prospect of nanosensor in the quality and safety of agricultural products[J] Smart Agriculture, 2020, 2(2): 1-10

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[2]杨星, 舒磊, 黄凯, 李凯亮, 霍志强, 王彦飞, 王心怡, 卢巧玲, 张亚成 太阳能杀虫灯物联网故障诊断特征分析及潜在挑战[J] 智慧农业(中英文), 2020, 2(2): 11-27

YANG Xing, SHU Lei, HUANG Kai, LI Kailiang, HUO Zhiqiang, WANG Yanfei, WANG Xinyi, LU Qiaoling, ZHANG Yacheng Characteristics analysis and challenges for fault diagnosis in solar insecticidal lamps Internet of Things[J] Smart Agriculture, 2020, 2(2): 11-27

摘要： 太阳能杀虫灯物联网（SIL-IoTs）是一种基于农业场景与物联网技术的新型物理农业虫害防治工具，通过无线传输太阳能杀虫灯组件状态数据，用户可后台实时查看太阳能杀虫灯运行状态，具有杀虫计数、虫害区域定位、辅助农情监测等功能。但随着SIL-IoTs快速发展与广泛应用，故障诊断难和维护难等矛盾日益突出。基于此，本研究首先阐述了SIL-IoTs的结构和研究现状，分析了故障诊断的重要性，指出了故障诊断是保障其可靠性的主要手段。接着介绍了目前太阳能杀虫灯节点自身存在的故障及其在无线传感网络（WSNs）中的体现，并进一步对WSNs中的故障进行分类，包括基于行为、基于时间、基于组件以及基于影响区域的故障四类。随后讨论了统计方法、概率方法、层次路由方法、机器学习方法、拓扑控制方法和移动基站方法等目前主要使用的WSNs故障诊断方法。此外，还探讨了SIL-IoTs故障诊断策略，将故障诊断从行为上分为主动型诊断与被动型诊断策略，从监测类型上分为连续诊断、定期诊断、直接诊断与间接诊断策略，从设备上分为集中式、分布式与混合式策略。在以上故障诊断方法与策略的基础上，介绍了后台数据异常、部分节点通信异常、整个网络通信异常和未诊断出异常但实际存在异常四种故障现象下适用的WSNs故障诊断调试工具，如Sympathy、Clairvoyant、SNIF和Dustminer。最后，强调了SIL-IoTs的特性对故障诊断带来的潜在挑战，包括部署环境复杂、节点任务冲突、连续性区域节点无法传输数据和多种故障诊断失效等情形，并针对这些潜在挑战指出了合理的研究方向。由于SIL-IoTs为农业物联网中典型应用，因此本研究可扩展至其它农业物联网中，并为这些农业物联网的故障诊断提供参考。

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[3]汪进鸿, 韩宇星 用于作物表型信息边缘计算采集的认知无线传感器网络分簇路由算法[J] 智慧农业(中英文), 2020, 2(2): 28-47

WANG Jinhong, HAN Yuxing Cognitive radio sensor networks clustering routing algorithm for crop phenotypic information edge computing collection[J] Smart Agriculture, 2020, 2(2): 28-47

摘要： 随着无线终端数量的快速增长和多媒体图像等高带宽传输业务需求的增加，农业物联网相关领域可预见地会出现无线频谱资源紧缺问题。针对基于传统物联网的作物表型信息采集系统中存在由于节点密集部署导致数据传输过程容易出现频谱竞争、数据拥堵的现象以及固定电池的网络由于能耗不均衡引起监测周期缩减等诸多问题，本研究建立了一个认知无线传感器网络（CRSN）作物表型信息采集模型，并针对模型提出一种引入边缘计算机制的动态频谱和能耗均衡（DSEB）的事件驱动分簇路由算法。算法包括：（1）动态频谱感知分簇，采用层次聚类算法结合频谱感知获取的可用信道、节点间的距离、剩余能量和邻居节点度为相似度对被监控区域内的节点进行聚类分簇并选取簇头，构建分簇拓扑的过程对各分簇大小的均衡性引入奖励和惩罚因子，提升网络各分簇平均频谱利用率；（2）融入边缘计算的事件触发数据路由，根据构建的分簇拓扑结构，将待检测各区域变化异常表型信息触发事件以簇内汇聚和簇间中继交替迭代方式转发至汇聚节点，簇内汇聚包括直传和簇内中继，簇间中继包括主网关节点和次网关节点-主网关节点两种情况；（3）基于频谱变化和通信服务质量（QoS）的自适应重新分簇：基于主用户行为变化引起的可用信道改变，或分簇效果不佳对通信服务质量产生的干扰，触发CRSN进行自适应重新分簇。此外，本研究还提出了一种新的能耗均衡策略去能量消耗中心化（假设sink为中心），即在网关或簇头节点选取计算式中引入与节点到sink的距离成正比的权重系数。算法仿真结果表明，与采用K-medoid分簇和能量感知的事件驱动分簇(ERP)路由方案相比，在CRSN节点数为定值的前提下，基于DSEB的分簇路由算法在网络生存期与能效等方面均具有一定的改进；在主用户节点数为定值时，所提算法比其它两种算法具有更高频谱利用率。

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[4]顾浩, 王志强, 吴昊, 蒋永年, 郭亚 基于荧光法的溶解氧传感器研制及试验[J] 智慧农业(中英文), 2020, 2(2): 48-58

GU Hao, WANG Zhiqiang, WU Hao, JIANG Yongnian, GUO Ya A fluorescence based dissolved oxygen sensor[J] Smart Agriculture, 2020, 2(2): 48-58

摘要：溶解氧含量的测量对水产养殖具有极其重要的意义，但目前中国市面上的溶解氧传感器存在价格昂贵、不能持续在线测量及更新部件维护困难等问题，难以在水产养殖物联网中大规模推广和发挥作用。本研究基于荧光淬灭原理，利用水中溶解氧浓度与荧光信号相位差的关系进行低成本、易维护溶解氧传感器的研发。首先利用自制备溶氧敏感膜，经激发光照射后产生红色荧光，该荧光寿命可由溶解氧浓度调节；然后利用光信号敏感器件设计光电转化电路实现光信号感知；再以STM32F103微处理器作为主控芯片，编写下位机程序实现激发光脉冲产生，利用相敏检波原理以及快速傅里叶变换（FFT）计算激发光与参照光的相位差，进而转化为溶解氧浓度，实现溶解氧的测量。荧光探测部分与系统主控部分采用分离式设计思想，利用屏蔽排线直接插拔连接，便于传感器探测头的拆卸、更换、维护以及实现远距离在线测量。经测试，本溶解氧传感器的测量范围是0~20 mg/L，响应延迟小于2 s，溶氧敏感膜使用寿命约1年，可以实时不间断地对溶解氧浓度进行测量。同时，本传感器具有测量方便、制作成本低、体积小等特点，为中国水产养殖低成本溶解氧传感器的研发与市场化奠定了良好的基础。

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[5]矫雷子, 董大明, 赵贤德, 田宏武 基于调制近红外反射光谱的土壤养分近场遥测方法研究[J] 智慧农业(中英文), 2020, 2(2): 59-66

JIAO Leizi, DONG Daming, ZHAO Xiande, TIAN Hongwu Near-field telemetry detection of soil nutrient based on modulated near-infrared reflectance spectrum[J] Smart Agriculture, 2020, 2(2): 59-66

摘要： 土壤养分作为农业生产的重要指标，含量过少会降低农作物产量，过多则会造成环境污染。因此，快速、准确检测土壤养分对于精准施肥和提高作物产量具有重要意义。基于取样和化学分析的传统方法能够全面准确地检测土壤养分，但检测过程中土壤的取样及预处理过程繁琐、 *** 作复杂、费时费力，不能实现土壤养分的原位快速检测。本研究基于调制近红外光谱，提出了一种土壤养分主动式近场遥测方法，可有效避免土壤反射自然光的干扰。该方法使用波长范围1260~1610 nm的8通道窄带激光二极管作为近红外光源，通过测量8通道激光光束的土壤反射率，建立土壤养分中氮（N）关于土壤反射率的计量模型，实现了N的快速检测。在74组已知N含量的土壤样品中，选取54组作为训练集，20组作为预测集。基于一般线性模型，对训练集中土壤N含量与土壤反射率的定量化参数进行训练，筛选显著波段后的计量模型R2达到097。基于建立的计量模型，预测集中土壤N含量预测值与参考值的决定系数R2达到09，结果表明该方法具有土壤养分现场快速检测的能力。

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[6]朱登胜, 方慧, 胡韶明, 王文权, 周延锁, 王红艳, 刘飞, 何勇 农机远程智能管理平台研发及其应用[J] 智慧农业(中英文), 2020, 2(2): 67-81

ZHU Dengsheng, FANG Hui, HU Shaoming, WANG Wenquan, ZHOU Yansuo, WANG Hongyan, LIU Fei, HE Yong Development and application of an intelligent remote management platform for agricultural machinery[J] Smart Agriculture, 2020, 2(2): 67-81

摘要： 本研究针对农机管理实时数据少、农机实时作业监管困难、服务信息不对称等问题，首先提出专业化远程管理平台设计时应具有五大原则：专业化、标准化、云平台、模块化以及开放性。基于这些原则，本研究设计了基于大田作业智能传感技术、物联网技术、定位技术、遥感技术和地理信息系统的可定制化的通用农机远程智能管理平台。平台分别为各级政府管理部门、农机合作社、农机手、农户设计并实现了基于WebGIS 的农机信息库及农机位置服务、农机作业实时监测与管理、农田基础信息管理、田间作物基本信息管理、农机调度管理、农机补贴管理、农机作业订单管理等多个实用模块。研究着重分析了在当前的技术背景下，平台部分关键技术的实现方法，包括采用低精度GNSS定位系统前提下的作业面积的计算方法、GNSS定位数据处理过程中的数据问题分析、农机调度算法、作业传感器信息的集成等，并提出了以地块为核心的管理平台建设思路；同时提出农机作业管理平台将逐步从简单作业管理转向大田农机综合管理。本平台对同类型管理平台的研发具有一定的参考与借鉴作用。

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[7]金洲, 张俊卿, 郭红燕, 胡宜敏, 陈翔宇, 黄河, 王红艳 水肥浓度智能感知与精准配比系统研制与试验[J] 智慧农业(中英文), 2020, 2(2): 82-93

JIN Zhou, ZHANG Junqing, GUO Hongyan, HU Yimin, CHEN Xiangyu, HUANG He, WANG Hongyan Development and testing of intelligent sensing and precision proportioning system of water and fertilizer concentration[J] Smart Agriculture, 2020, 2(2): 82-93

摘要： 为解决农场当地当时的复合肥料精准化配料问题，本研究将水肥一体化智能灌溉施肥系统作为研究对象，构建了水肥浓度智能感知与精准配比系统。首先提出现场在线水肥溶液智能感知模型的快速建立方法，利用数据分析算法从传感器实时监测的一系列浓度梯度的肥料溶液中挖掘出模型。其次基于上述模型设计水肥浓度智能感知与精准配比系统的框架结构，阐述系统工作原理；并通过三种水体模拟在线配肥验证了该系统原位指导水肥浓度配比的有效性，同时评价了水体电导率对水肥配比浓度的干扰。试验结果表明，正则化条件下二阶的多项式拟合曲线是表达溶液电导率与水肥浓度的变化关系最优的模型，相关系数R2均大于0999，由此模型可得出用户关心的复合肥各指标浓度。三种水体模拟在线配肥结果表明，水体会干扰电导率导致无法准确反演水肥配比的浓度，相对偏差值超过了01。因此，本研究提出的在线水肥智能感知与精准配比系统实现了消除当地水体电导率对水肥配比准确性的干扰，通过模型计算实现复合肥精准化配比，并得出各指标浓度。该系统结构简单，配比精准，易与现有水肥一体机或者人工配肥系统结合使用，可广泛应用于设施农业栽培、果园栽培和大田经济作物栽培等环境下的精准智能施肥。

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[8]孙浩然, 孙琳, 毕春光, 于合龙 基于粒子群与模拟退火协同优化的农田物联网混合多跳路由算法[J] 智慧农业(中英文), 2020, 2(3): 98-107

SUN Haoran, SUN Lin, BI Chunguang, YU Helong Hybrid multi-hop routing algorithm for farmland IoT based on particle swarm and simulated annealing collaborative optimization method[J] Smart Agriculture, 2020, 2(3): 98-107

摘要： 农业无线传感器网络对农田土壤、环境和作物生长的多源异构信息的获取起关键作用。针对传感器在农田中非均匀分布且受到能量制约等问题，本研究提出了一种基于粒子群和模拟退火协同优化的农田物联网混合多跳路由算法（PSMR）。首先，通过节点剩余能量和节点度加权选择簇首，采用成簇结构实现异构网络高效动态组网。然后通过簇首间多跳数据结构解决簇首远距离传输能耗过高问题，利用粒子群与模拟退火协同优化方法提高算法收敛速度，实现sink节点加速采集簇首中的聚合数据。对算法的仿真试验结果表明，PSMR算法与基于能量有效负载均衡的多路径路由策略方法（EMR）相比，无线传感器网络生命周期提升了57%；与贪婪外围无状态路由算法（GPSR-A）相比，在相同的网络生命周期内，第1个死亡传感器节点推迟了两轮，剩余能量标准差减少了004 J，具有良好的网络能耗均衡性。本研究提出的PSMR算法通过簇首间多跳降低远端簇首额外能耗，提高了不同距离簇首的能耗均衡性能，为实现大规模农田复杂环境的长时间、高效、稳定地数据采集监测提供了技术基础，可提高农业物联网的资源利用效率。

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[9]毛文菊, 刘恒, 王东飞, 杨福增, 刘志杰 面向果园多机器人通信的AODV路由协议改进设计与测试[J] 智慧农业(中英文), 2021, 3(1): 96-108

MAO Wenju, LIU Heng, WANG Dongfei, YANG Fuzeng, LIU Zhijie Improved AODV routing protocol for multi-robot communication in orchard[J] Smart Agriculture, 2021, 3(1): 96-108

摘要： 针对多机器人在果园中作业时的通信需求，本研究基于Wi-Fi信号在桃园内接收强度预测模型，提出了一种引入优先节点和路径信号强度阈值的改进无线自组网按需平面距离向量路由协议（AODV-SP）。对AODV-SP报文进行设计，并利用NS2仿真软件对比了无线自组网按需平面距离向量路由协议（AODV）和AODV-SP在发起频率、路由开销、平均端到端时延及分组投递率4个方面的性能。仿真试验结果表明，本研究提出的AODV-SP路由协议在发起频率、路由开销、平均端到端时延及分组投递率4个方面的性能均优于AODV协议，其中节点的移动速度为5 m/s时，AODV-SP的路由发起频率和路由开销较AODV分别降低了365%和709%，节点的移动速度为8 m/s时，AODV-SP的分组投递率提高了059%，平均端到端时延降低了1309%。为进一步验证AODV-SP协议的性能，在实验室环境中搭建了基于领航-跟随法的小型多机器人无线通信物理平台并将AODV-SP在此平台应用，并进行了静态丢包率和动态测试。测试结果表明，节点相距25 m时静态丢包率为0，距离100 m时丢包率为2101%；动态行驶时能使机器人维持链状拓扑结构。本研究可为果园多机器人在实际环境中通信系统的搭建提供参考。

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[10]黄凯, 舒磊, 李凯亮, 杨星, 朱艳, 汪小旵, 苏勤 太阳能杀虫灯物联网节点的防盗防破坏设计及展望[J] 智慧农业(中英文), 2021, 3(1): 129-143

HUANG Kai, SHU Lei, LI Kailiang, YANG Xing, ZHU Yan, WANG Xiaochan, SU Qin Design and prospect for anti-theft and anti-destruction of nodes in Solar Insecticidal Lamps Internet of Things[J] Smart Agriculture, 2021, 3(1): 129-143

摘要： 太阳能杀虫灯在有效控制虫害的同时，可减少农药施药量。随着其部署数量的增加，被盗被破坏的报道也越来越多，严重影响了虫害防治效果并造成了较大的经济损失。为有效地解决太阳能杀虫灯物联网节点被盗被破坏问题，本研究以太阳能杀虫灯物联网为应用场景，对太阳能杀虫灯硬件进行改造设计以获取更多的传感信息；提出了太阳能杀虫灯辅助设备——无人机杀虫灯，用以被盗被破坏出现后的部署、追踪和巡检等应急应用。通过上述硬件层面的改造设计和增加辅助设备，可以获取更为全面的信息以判断太阳能杀虫灯物联网节点被盗被破坏情况。但考虑到被盗被破坏发生时间短，仅改造硬件层面还不足以实现快速准确判断。因此，本研究进一步从内部硬件、软件算法和外形结构设计三个层面，探讨了设备防盗防破坏的优化设计、设备防盗防破坏判断规则的建立、设备被盗被破坏的快速准确判断、设备被盗被破坏的应急措施、设备被盗被破坏的预测与防控，以及优化计算以降低网络数据传输负荷六个关键研究问题，并对设备防盗防破坏技术在太阳能杀虫灯物联网场景中的应用进行了展望。

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