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评论论文 DOI: 10.34343/ijpest.2020.14.e01002 下一代互联传感器微电子技术挑战 Ol
评论论文 DOI：10.34343/ijpest.2020.14.e01002 下一代互联传感器的微电子技术挑战 Olivier A. Bonnaud 1, 2, * 1 雷恩第一大学微电子与微传感器系，IETR UMR CNRS 6164，雷恩，法国 2 GIP-CNFM，法国格勒诺布尔 MINATEC 方向国家微电子和纳米技术培训协调中心 * 通讯作者：Olivier.bonnaud@univ-rennes1.fr (OA Bonnaud) 收到日期：2019 年 11 月 24 日 修订日期：2020 年 2 月 2 日 接受日期：2020 年 2 月 3 日 在线发布日期：2020 年 2 月 12 日 摘要 全球数字社会的到来正在推动物联网 (IoT) 的发展和互联对象的创造。许多联网物体都包含各种传感器，这些传感器的数量在过去 15 年里呈指数级增长。与此同时，服务器和数据中心也呈指数级增长，能源消耗也同样呈指数级增长。为了避免在 20 年内达到无法克服的全球能源限制，必须提高微电子系统的集成度，并将其能耗降低 100 倍。这涉及到微电子的所有方面，主要是基本设备、设计和电路架构。这只有通过调整人力资源，即教学方法来培养能够应对挑战的技术人员、工程师和医生，才能实现。本文讨论了联网传感器的背景、它们的能耗和联网物体未来技术的新挑战，以及法国微电子教学网络为培养能够应对挑战的未来专家而制定的战略。关键词：传感器、微电子、联网物体、技术和人力挑战。 1. 引言 21 世纪的世界正日益转向数字化社会，这导致了物联网 (IoT) 的发展和互联物体的发展。这种演变与社会数字化相对应，服务的重要性日益增加。话虽如此，工业仍必须生产这些物体。许多互联物体都包含各种传感器，以控制社会的所有活动，如健康、环境、交通、能源或安全，以及工业生产 [1]。后者对应于第四次工业革命，即工业 4.0。[2]。这就是为什么新的互联传感器系列被称为传感器 4.0。[3]。世界上这些物体的数量增长令人印象深刻，因为近 15 年来一直呈指数级增长。传感器和执行器的数量也是如此，因为每个互联系统最多可以有几十个传感器。此外，互联网接入服务器和数据中心已经大幅增长，系统的运行，数据和存储会导致功耗同样呈指数级增长。目前的预测表明，到 2040 年，物联网的功耗预计将与全球所有形式（交通、住房、通信、工业、农业）的当前能耗（2018 年）持平。这首先会对微电子系统和智能传感器的集成产生影响，这些系统必须包含越来越多的功能，包括与通信相关的功能，确保安全性和可靠性背景下的任务概况，从而增加复杂性，但必须消耗更少的能源，这显然是矛盾的。应通过发挥微电子的所有方面，包括电路设计和架构，以及涉及新材料和新电子概念的基本设备概念和制造技术，将这种消耗减少 100 倍。只有通过调整人力资源，即培训能够克服挑战的技术人员、工程师和医生的教学方法，才能实现这一转变。
在高温下可能的自旋偏振库珀配对
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自动化、视觉与工业系统控制 (AVCSI) 实验室自动化工程系，科学技术大学
工业系统自动化、视觉与控制 (AVCSI) 实验室 阿尔及利亚奥兰科技大学自动化工程系。 ORCID：https://orcid.org/0000-0002-3781-9779 doi:10.15199/48.2023.03.43 使用 3D-TLM 方法和 COMSOL Multiphysics 软件对基于 MEMS 的气体传感器进行微加热器热分析 摘要。带有金属氧化物 (MOx) 的气体传感器为 MEMS 传感器提供了新的机会，因为它们拥塞少、灵敏度高、响应速度快。微热板是这些传感器中控制传感层温度的关键组件。在这项工作中，已经制造并设计了一种蜿蜒的铂基加热器。传输线矩阵 3D-TLM 方法和 COMSOL 软件用于预测均匀的温度分布。因此，在设计任何气体传感器和 MEMS 之前，微加热器热区的温度控制非常重要。压力。使用金属 (MOx) 技术可以将 MEMS 技术与其他技术结合起来。 Płyta grzejna jest kluczowym elementem tych czujników do kontrolowaniaTemperature Warstwy czujnikowej。 W tej pracy wykonano i zaprojektowano Meandrowy grzejnik na bazie platyny。 Metoda 3D-TLM 是一种通过 COMSOL 程序传输的 Macierz 语言，可用于测量温度。控制温度和微机电温度是 MEMS 项目中的一个重要问题。 ( 分析方法 3D-TLM i oprogramowaniem COMSOL Multiphysics dla czujnika gazu MEMS ) 关键词：基于 MEMS 的气体传感器、微型加热器、3D-TLM、COMSOL Multiphysics、均匀温度分布。主题：基于 MEMS 的气体传感器、微控制器、3D-TLM、COMSOL Multiphysics、温度传感器。简介基于 MEMS 的气体传感器（微机电系统）具有相当有趣的特点，例如高灵敏度、低成本和越来越小的尺寸。MOX 传感器是家庭、商业应用和工业安全设备中最主要的固态气体检测设备。然而，这种传感器的性能受到其加热板的显著影响，加热板控制传感层的温度，传感层应在加热器区域所需的温度范围内，以便检测不同的气体。这些传感器是由 Taguchi [1] 首次开发的。它们的工作原理基于金属氧化物层的电导率随周围气体性质的变化而变化。然后，这些传感器的结构可以小型化，因为它们的制造与微电子工艺兼容。这样可以降低成本，并可以将这些传感器和相关电子电路集成到单个组件中。许多研究都集中在微传感器的设计和建模上，例如 M. Dumitrescu 等人 [2] 和 S.Semancik 等人 [3] 的研究，他们在兼容的 SiO 2 平台上引入了多晶硅微加热板平台并集成了片上电路。M. Afridi 等人 [4] 设计了一种带有多晶硅微加热器的单片 MEMS 气体传感器。之后，J. Cerda Belmonte 等人 [5] 描述了检测 O 2 和 CO 气体的制造工艺。2007 年，Ching-Liang Dai 等人 [6] 设计了一种基于 WO3 纳米线的片上湿度传感器，JF Creemer 等人 [7] 提出了一种 TiN 微加热板。而 G.Velmathi 等人 [8] 提出了一种基于 TiN 微加热板的传感器。 [8] 提出了各种微加热器几何形状，M. Gayake、Jianhai Sun [9, 10] 通过有限元法模拟比较了这些基于聚酰亚胺的微加热器几何形状。2017 年，T. Moseley [11] 介绍了半导体金属氧化物气体传感器技术的发展进展，刘奇等人 [12] 综述了基于单层 SiO2 悬浮膜的新型形状微加热板的热性能可能性。R. Jagdeep 等人 [13] 提到