运用计算机视觉新方法——电子材料筛选速度提升八十五倍

科技日报记者 张佳欣

据11日《自然·通讯》杂志报道，美国麻省理工学院工程师开发的一种计算机视觉技术大大加快了新合成电子材料的表征速度。该技术自动分析印刷半导体样品图像，并快速估计每个样品的两个关键电子属性：带隙（衡量电子激活能的指标）和稳定性（衡量寿命的指标）。这项新技术对电子材料的准确表征比传统方法提升了85倍。

提高太阳能电池、晶体管、LED和电池的性能，需要更好的电子材料。科学家正在使用人工智能（AI）工具从数亿种化学配方中识别有前途的材料。与此同时，工程师正在建造可以根据AI搜索算法标记的化学成分，并一次打印数百个材料样本的机器。但是，材料表征的最后一步一直是先进材料筛选过程中的主要瓶颈。

一种新的电子材料被合成后，其性能的表征通常由领域专家们负责，他们每小时表征约20个材料样本，这种手动过程很精确，但也很耗时。

于是，团队开发了两种新的计算机视觉算法来自动解释电子材料图像：一种用于估计带隙，另一种用于确定稳定性。第一种算法旨在处理来自高细节、高光谱图像的视觉数据。第二种算法分析标准RGB图像，并根据材质颜色随时间的变化来评估材质的稳定性。

该团队应用这两种新算法对大约70个印刷半导体样品的带隙和稳定性进行了表征。这些样品含有不同成分比例的钙钛矿。运用一种算法，整个带隙提取过程约需6分钟。另一种算法还产生了一个可以衡量每个样本耐久性的指数。

新算法带隙和稳定性的测量准确率分别为98.5%和96.9%，与专家的手动测量相比速度快85倍。

研究人员计划将这项技术整合到全自动材料筛选系统中，其应用将涵盖半导体材料的多个领域。

来源： 科技日报

2024年电子材料行业分析：电子材料广泛应用于生物医疗领域

电子材料是现代电子工业和科学技术发展的物质基础，同时也是科技领域中技术密集型学科的重要组成部分，以下是2024年电子材料行业前景分析。

  电子材料行业分析

  研究报告-可研报告-市场调研报告-研精毕智市场调研网指出，电子材料家族已涵盖超过两万种产品，广泛应用于LED照明、传感器、集成电路、分立器件、LCD液晶显示、OLED有机发光显示、印刷电路板以及太阳能电池等关键领域，为现代科技生活注入了无限活力。

  上游主要包括稀土、金属、非金属等基础原材料的供应，这些原材料是新型电子材料研发和生产的基础。这些原材料在全球范围内分布不均，因此产业链中的企业需通过国际贸易、战略合作或垂直整合等方式，确保原材料的稳定供应。

  中游环节聚焦于新型电子材料的研发、生产和加工。这一环节需要先进的技术和设备支持，以及大量的研发投入。企业在此环节中通过技术创新和产品优化，不断提升材料性能，满足市场不断变化的需求。

  下游则涉及新型电子材料在电子信息、航空航天、生物医疗等多个领域的应用。企业通过与下游应用领域的合作，推动新型电子材料在更广泛的市场中得到应用，从而促进行业的发展和升级。

  目前，国内电子材料企业主要集中在封装材料、高纯试剂、基板材料等少数领域的中低端市场。然而，随着技术的不断进步和市场需求的增加，国内企业开始逐步向高端市场渗透。主要企业包括强力新材、有研新材、中环股份、上海新阳、南大光电等。

  作为中国战略性新兴产业之一，新材料行业受到国家的高度重视和支持。近年来，国家出台了一系列政策举措以推动新材料产业的发展，包括《新材料产业发展指南》《国家新材料生产应用示范平台建设方案》等。

  电子材料行业前景

  智能设备的普及和物联网的发展，电子材料的需求持续上升。5G技术的推广使得对高性能电子材料的需求急剧增加，尤其是在高频、高速通信设备中，需求显著推动了相关材料的发展。电子材料行业前景分析指出，新能源汽车的兴起也带动了对电子材料的需求，特别是在电池、半导体和传感器等领域。

  全球对环保和可持续发展的日益重视下，电子材料行业也在朝着绿色方向发展。企业越来越注重材料的回收利用和生产过程的环保化。例如，开发可降解材料和无毒材料，减少对环境的影响，已成为行业发展的重要趋势。

  电子材料行业高度依赖全球供应链，国际贸易政策、地缘政治和自然灾害等因素可能对供应链造成影响。因此，企业在发展过程中需要重视供应链的灵活性和安全性，寻求多元化的供应来源，减少潜在风险。

  各国政府对电子材料行业的支持力度加大，特别是在研发和技术创新方面，提供了资金和政策支持。这些政策不仅激励企业进行技术研发，也促进了产学研合作，推动了电子材料的持续发展。

  未来，全球电子材料市场将集中在美国、日本和中国这三个国家之间。美国将集中于芯片，中国将集中于5G，日本将集中于人工智能。

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