先进传感材料与器件制造

工业4.0物联时代，传感器肩负重任，工业互联网将依靠智能的机器加上先进的分析工具，实现通信、计算、控制的三位一体。这其中，传感器是数据采集的入口，是物联网的神经末梢。半导体气体传感器当前已在环境污染监测、爆炸物检测、国家安防等领域得到了初步应用。这类传感器一般需要在高温工作，能耗高，长时间探测易使设备老化，可靠性差，难以便携。发展柔性低功耗传感器技术，有望在上述领域推动传感器工作模式的革新发展，并拓展其在可穿戴器件、人体健康监测、动力电池安全监控分析等新型领域的应用。本项目一方面利用自研的具备国际领先水平的高性能气体传感材料，推广其在国内外高校、科研院所与企业的应用；一方面，借助微电子打印与 3D 打印技术，研发出新型的柔性传感器芯片，推出高通量传感器制备技术与联网数据采集方法，将之用于锂离子动力电池安全联网监控、人类高危疾病的快速筛查监测等国内研制初级领域，率先建立相关行业标准与占据市场高地。通过本项目的实施，有望在柔性电子传感器芯片领域及其在新能源汽车、大健康等应用场景提供成熟服务方案。

【产品性能优势】低温电解液性能优势：气体传感器生产企业主要集中在日本，欧洲和美国。气体传感器相关企业有英国城市技术公司（Honeywell）、日本 Figaro、英国 Alphasense、 Dynament 等。国内方面，主要的气体传感器企业有汉威科技（股票代码： 300007）、天津费加罗（中日合资）等。但是相关新型领域：柔性穿戴、电池安全监测、人体健康检测芯片方面，国内企业较少涉及。相比于传统国内外传感器企业，本项目着眼于柔性穿戴、电池安全、人体大健康等技术领域，背靠这些万亿级市场，研发新型的高效传感材料与器件制造技术。本项目的关键技术点在于：（1）高性能可宏量制备的纳米材料结构，相比于大多实验室少量合成，本技术提出的纳米材料合成技术具备 Kg 级水平，结合刷涂或者印刷技术，可制备出千万级纳米传感器；（2）传感器芯片批量制备技术，申请人前期掌握了MEMS基传感芯片的4-6 寸晶圆级制备技术，单个晶圆上芯片可达 1000个以上。后续本项目将继续突破材料于器件一体化技术，即发展晶圆级传感器芯片-材料一体化复合器件制造技术，拟通过柔性电子打印机、微电子印刷技术，实现高通量传感器制造技术关口。基于上述研究，本项目将突破国外企业在柔性穿戴、电池安全监测、人体健康检测芯片的技术限制，研制出低成本、可批量、高性能的穿戴、电池安全预警等传感器，建立人类疾病呼出气体传感快速筛查、气体传感预警电池热失控的行业标准。