热成像、紫外、生物芯片、器官芯片......冷门小众芯片战“疫”起大用

随着疫情的逐步缓解好转、社会生产秩序有序恢复，这次突发的大规模公共卫生事件在给社会大众带来冲击和教育之余，各种芯片技术也在战“疫”过程中发挥着积极作用。疫情期间和结束后，除了5G、短距离等通信芯片和用于分子设计新药筛选的高性能芯片等传统产品持续发挥作用外，下面这些平时冷门、小众的（泛）芯片产品将同样熠熠生辉。

首先，在疫情防控中和今后人群密集场所，热成像技术、芯片和系统将成为普及性产品。除手持式测温仪外，红外成像监控（仪）系统将独立或者与可见光人脸识别系统融合，成为机场、车站、学校、商场、楼宇等大客流安全检查的标配。之前，卡特彼勒Cat S60热成像手机、Seek Thermal热成像镜头、车载高分辨率热成像摄像头等终端在工业和消费领域早已得以应用。其中核心的芯片器件就是非制冷红外传感器芯片，关键技术是在氧化钒或多晶硅材料上加工制作出阵列排布的传感器单元。新一代产品将两种技术集成，可实现像素面积10.4平方毫米、阵列格式80×64、像素尺寸45µm。据目前情况，全国近期对全自动红外测温仪的需求量约在6万台左右。高德红外已经下单的有2万多台，即将交付完成。全球非制冷红外传感器市场2017年已达到百万片/年的规模，国际芯片主要供应商FLIR、ULIS以及SEEK Thermal所占市场份额分别为66%、13%和12%。国内的非制冷红外传感器芯片供应商主要有高德红外、睿创微纳、大立科技等。

其次，面向消毒、杀菌、净化等“大健康”领域的紫外、深紫外波段LED芯片应用空间开始释放。通过人工紫外线照射，直接破坏细菌或病毒的DNA或RNA分子结构从而达到杀菌目的，已经有一百年历史了。中国疾病预防控制中心病毒病预防控制所研究人员发现，应用强度大于90微瓦/平方厘米的紫外线照射冠状病毒，30分钟就可将其杀灭。采用合适的紫外线波长，通过紫外线消毒车、消毒柜（盒）等产品形态，在医院、商场等公众场所和家庭的空气、水、食品、器械等方面消毒杀菌，预计将得到更多应用。深紫外波段LED芯片外延生产用的高温/高掺铝金属有机化学气相沉积（MOCVD）设备工艺温度达到1350摄氏度，AlGaN中Al组份比例可达80%。目前在国内市场只有德国爱思强Aixtron和上海中晟TOPEC可以提供。

此外，生物芯片技术和产品在临床病毒快速诊断等方面进一步取得突破性进展。这次疫情让生物芯片诊断新型病毒从练兵场直接走向阵地，其中上海生物芯片旗下的芯超生物于今年1月29日首先开发出了“新型冠状病毒（2019-nCoV）IgM及IgM/IgG总抗体快速检测试剂盒（胶体金免疫层析法）”，并与浙江等地临床医疗机构合作开展临床试验数百例。博奥生物获得国家药监局新型冠状病毒应急医疗器械应急审批的“六项呼吸道病毒核酸检测试剂盒（恒温扩增芯片法）”能在1.5小时内检测新型冠状病毒。未来，生物芯片还会更多地被临床用于多种呼吸道病毒和其他病毒检测，如检测艾滋病毒、肝炎病毒、流感病毒等。

相近领域中，还有人体器官芯片。它指的是一种在载玻片大小的芯片上构建的器官生理微系统，包含有活体细胞、组织界面、生物流体和机械力等器官微环境关键要素。美国麻省理工学院的一个团队前期实现了一种在微流控芯片上制作神经和肌肉组织3D模型的方法。借助这种“芯片器官”，他们观察到了健康神经元与“渐冻”神经元的显著差异，并试验了两款临床测试阶段的新药。

除了上文所述领域外，还有许多芯片产品可能也将脱颖而出。诸如非接触式人体生命体征检测的太赫兹芯片，辅助医疗、人员培训、场景体验的AR芯片，人员、物资自动识别管理的射频识别芯片，高端仪器用高精度数模转换芯片，医疗成像、分析用的GPU和AI芯片等等。这些（泛）芯片产品项目顺利实施，既需要做好技术开发、市场拓展，同时还需要做好技术转移、专利保护等知识产权工作。

作者徐步陆系上海硅知识产权交易中心总经理