知名研究与咨询数据公司(IDC)12日发布了最新的“全球半导体供应链追踪情报”。报告指出,全球半导体市场预计在2025年将迎来高速增长,这一趋势主要受全球人工智能(AI)与高效能运算(HPC)需求的强劲增长推动。在这一背景下,台积电(TSMC)作为全球晶圆代工领域的领军企业,其市占率预计将稳步攀升,持续稳居领先地位。
AI与HPC需求推动台积电市占率提升
IDC指出,随着AI和HPC应用的快速普及,全球各主要市场均面临规格升级的趋势,从云数据中心到终端装置,均受到这一趋势的影响。
在传统晶圆代工市场,IDC预测台积电的市占率将从2023年的59%攀升至2024年的64%,2025年有望进一步达到66%。若将非存储器整合元件制造(IDM)、封测和光掩膜等新定义的晶圆代工市场纳入考量,台积电2023年的市占率约为28%,并将在今明两年快速攀升,展现出全方位的竞争优势。
半导体市场整体规模持续增长
报告预测,2025年全球半导体市场整体规模将增长15%。
其中,存储器市场有望大幅成长24%,主要受AI应用对高带宽存储器(如HBM3、HBM3e及HBM4)需求增加的驱动。
非存储器市场则预期增长13%,这主要得益于高端芯片如AI服务器及高端手机芯片需求的持续畅旺。
晶圆代工产能扩增,先进与成熟制程并进
在晶圆代工产能方面,2025年总体产能年增幅预计达到7%。其中,先进制程(20nm以下)的年增幅高达12%。台积电正在加速扩建2nm和3nm产能,同时,其美国厂区的4nm与5nm制程也即将投产。
另外,成熟制程领域(22nm-500nm)同样呈现出回温态势。受消费电子市场回暖及车用电子需求增长的推动,8吋与12吋晶圆厂的产能利用率预计分别提升至75%及76%以上。
先进封装与2nm技术
地缘政治因素对全球封测产业生态产生了深远影响。IDC预测,在中国厂商自主化政策的推动下,全球封测产业的市占率有望发生重整,中国厂商的市场份额将有所扩张。同时,中国台湾厂商将聚焦AI芯片的先进封装,在高端AI GPU等领域保持领先。
先进封装方面,IDC指出,2025年扇出型面板级封装(FOPLP)有望实现快速增长,主要应用于电源管理芯片和射频芯片等领域。受英伟达和云端服务供应商等客户需求的带动,台积电的CoWoS(晶圆级封装)产能将从今年的33万片倍增至2025年的66万片。其中,CoWoS-L产品线的年增幅更是高达470%,成为主要成长动能。这一趋势将带动台湾供应链上下游如湿蚀刻、点胶及拣晶设备厂商的发展。
此外,2025年也是2nm技术的关键年。包括台积电、三星与英特尔等主要晶圆厂商均将进入2nm量产阶段。台积电在新竹与高雄的扩厂进展顺利,预期将稳健迈入量产,并瞄准AI加速器、高效能运算等关键应用领域。
亚太区IC设计市场升温,生成式AI加速落地
IDC报告还显示,2025年亚太区IC设计市场预计增长15%。这一增长主要受益于AI运算需求的延伸及个人设备需求的回温。同时,AI技术的应用范围也在不断扩大。
综观IDC的分析,2025年AI驱动下的半导体产业将持续高速增长。台积电作为全球晶圆代工龙头,凭借其在技术与产能方面的优势,将在全球供应链中保持领先地位。
时至今日,代谢组学已经成为生物组学研究领域的重要组成部分。通过检测生物样本中小分子代谢物,使得我们对于各种生物体的代谢系统以及代谢组与基因组、转录组和蛋白质组在生命的分子过程中的相互作用有了深入的理解。
高分辨质谱(HRMS)技术结合生物信息学和统计分析是当前表征生物样本中小分子代谢物的主要手段之一。然而,由于生物体内代谢物的结构复杂、多样,实现生物样本中小分子代谢物的全覆盖鉴定和准确定量分析仍然是本领域的主要挑战。其中,大极性、离子代谢物的检测尤其受到关注。离子色谱主要使用离子交换的分离原理,和常规液相色谱主要基于疏水吸附的反相分离原理形成互补,可以很好分离常规液相色谱难以分离的强极性可电离代谢物。即使是基于亲水相互作用的HILIC色谱可以分离强极性代谢物,但也难以分离强电离代谢物。离子型物质分离,必须使用离子型物质做为流动相,但离子型物质本身与质谱的最佳检测环境并不兼容。因此,我们需要安装膜抑制器作为一个持续工作的脱盐装置,通过膜转移的原理去除对位离子,使酸碱变成纯水,从而实现与质谱兼容。
分离度
核苷酸、糖类等在代谢通路中存在多个同分异构体,这些同分异构体在细胞代谢中承担着不同且重要的功能。因此,我们不仅需要检出相关化合物,更需要将这些同分异构体代谢物进行有效色谱分离
灵敏度
在浓度为60 ppb(0.2-0.7 μmol/L)的情况下,使用IC-MS分析极性代谢物对照品。
代谢通路覆盖度
采用IC-MS的方法进行细胞代谢组学分析,几乎完整地覆盖了糖酵解途径和三羧酸循环(TCA)的主要代谢物。
小结
离子抑制技术的发展,特别是连续电解离子抑制技术,使得离子交换色谱与高分辨质谱的结合成为可能,这种组合带来了新的分析机会。IC-MS平台技术的商业化推广使得越来越多的实验室探索了IC-MS的新应用领域,并揭示了超出传统应用领域的成功案例。例如,除了对无机离子的分析外,有机和生物极性和离子分析物已经成功地在广泛的环境和生物样品类型中进行了有针对性的分析和表征。使用离子抑制的IC-MS分析具有产生洗脱剂和极性选择性的组合特性,减少了有效基质复杂性,降低了质谱检测中可能导致分析干扰的基质效应和色谱拥挤。分析物通常已经处于离子形式;因此,通过质谱检测实现高灵敏度分析可以减少离子抑制。相比之下,用于离子和高极性分析物表征的其他色谱方法(如RP-MS、HILIC-MS、GC-MS和IP-MS)可能抑制分析物的离子特性(使用低质子溶剂、衍生化等),以便提供有效的分析条件,这可能导致覆盖范围和信号抑制的偏差。总之,IC-MS已经成为一种有效的互补(或替代)分析工具,表现出高水平的平台稳定性、保留时间重现性、灵敏度和低检测限。迄今为止,大多数应用集中在法医科学、环境科学、技术和制造业以及食品化学领域。然而,在制药科学、临床化学、诊断学、微生物学、代谢组学和细胞生物学等领域的应用越来越多,这些领域还有许多重要的进一步发展和应用的空间(图5)。无论是在复杂基质中还是在高极性或离子分析物中,IC-MS都有新的应用空间。展望未来,我们认为IC-MS的未来应用将包括对复杂生物和环境系统和过程的深入研究,宿主-病原体关系,微生物组代谢,植物与土壤化学之间的关系,药代动力学和药效动力学,以及与疾病的诊断、预后和病因相关的生物标志物研究。从传统意义上讲,这些领域在分析上具有特殊的挑战性,特别是在使用非靶向方法时;因此,IC-MS在发现导向和有针对性应用中有潜力发挥重要作用。
透射是红外光谱最早使用的测试方法,也是目前常用的测试方法。绝大部分的固体、液体以及气体都可以采用透射的方式来测量。常用的有固体压片、液体涂膜、液体池和气体池,测试常常需要依赖于相关附件进行测试。
当红外光束照射到样品表面时,入射光束会以多种方式与样品发生相互作用。如图 1 所示,一是光在样品表面发生镜反射且不穿过样品,称之为反射光;二是光进入样品颗粒内部,被样品吸收;三是光在穿过样品时被样品改变传播方向,发生散射;四是光照射到样品上激发样品产生荧光;五是光不与样品发生相互作用,直接透过样品。
图一
在使用透射附件时,我们除了测试透过光谱外,还常常会测试吸收光谱,其纵坐标为吸收度 A,吸收度满足朗博-比尔定律 A=Kbc, K 为摩尔吸光系数,它与吸收物质的性质及入射光的波长λ有关; b 为吸收层厚度;c 为吸光物质的浓度。透过率和吸收度的关系为 A=-lgT=-lg(I/I0) 。
常见的透射附件
1. 常规透射附件
该附件常用于固体粉末测试,一般将样品和溴化钾粉末一起研磨,然后用压片机将样品压成透明的固体片,然后进行测试。采用透射附件测试需要用到压片机和模具、研钵、烘干的溴化钾,还需要采用合适浓度的样品并且要求压片透明,制样所需的时间长,因此现在常规的测试往往采用 ATR 附件进行测试。
2.液体透射附件。
液体样品的透射测试一般采用液体涂膜或者使用液体池进行测试,对于不同的液体样品,需要选择不同类型的液体池。
3.气体透射附件。
对于气体样品,需要用到气体池进行测试。根据气体的浓度,需要用到不同光程的气体池,荧飒光学可根据用户的实际需求,设计各种光程、各种体积、各种材质、各种窗片、可精确控温的气体池。
透射光谱的测量及注意事项
对于固体粉末样品,在压片时需要注意溴化钾使用前需要干燥,样品和溴化钾研磨要均匀,压片需要均匀透明,否则难以得到较好的光谱图。测量透过光谱时需要使用平行光,且注意保证样品与光路垂直。
对于液体样品,需要选择合适光程的液体池,在使用完液体池后一定要清洗干净液体池,再进行下一次测量,特别是做定量分析时需要额外注意,避免样品残留造成的结果错误。
对于气体样品,它同样需要选择合适光程的气体池,在使用时需要注意气体池的密封性,避免气体泄漏。对于一些特殊气体如氟化氢的测量需要选用特殊材质的气体池避免氟化氢对气体池的腐蚀。
在实际使用过程中我们常常会在光谱中发现水和二氧化碳的波动,这往往是由环境中的水和二氧化碳的波动引起的,一般采用氮气吹扫的方式来减少水和二氧化碳的干扰,但是并不能完全解决这个问题。
透射光谱的测量及注意事项
对于固体粉末样品,在压片时需要注意溴化钾使用前需要干燥,样品和溴化钾研磨要均匀,压片需要均匀透明,否则难以得到较好的光谱图。测量透过光谱时需要使用平行光,且注意保证样品与光路垂直。
对于液体样品,需要选择合适光程的液体池,在使用完液体池后一定要清洗干净液体池,再进行下一次测量,特别是做定量分析时需要额外注意,避免样品残留造成的结果错误。
对于气体样品,它同样需要选择合适光程的气体池,在使用时需要注意气体池的密封性,避免气体泄漏。对于一些特殊气体如氟化氢的测量需要选用特殊材质的气体池避免氟化氢对气体池的腐蚀。
在实际使用过程中我们常常会在光谱中发现水和二氧化碳的波动,这往往是由环境中的水和二氧化碳的波动引起的,一般采用氮气吹扫的方式来减少水和二氧化碳的干扰,但是并不能完全解决这个问题。
透射光谱的应用
1.透过率测试。
如汽车玻璃、眼镜、太阳镜、防晒保护膜、手机电视显示屏、塑料包装等相关材料的透过率测定。
2.油品分析。
对汽柴油、润滑油中水、抗磨组分、氧化值、硝化值、磺化值以及烟炱等物种的监测,判断油品质量好坏。
3.气体分析。
焚烧厂、钢铁厂以及大气环境中的一氧化碳、一氧化氮、二氧化氮、二氧化硫等相关气体监测。
液相压力升高故障排查介绍
二恶英作为脂溶性物质,它没有颜色和气味,带有一些毒性。它不是单一物质,属于有机化合物,分为异构体和同类物两种。它化学结构有很多种。在自然环境中,二恶英不能自然清除,一些水解作用和微生物对二恶英影响很小。它分为210种化合物,物理和化学性质稳定,熔点偏高,可以溶解于许多有机溶剂中,不能溶解于水中。下面小编介绍一下环境二恶英检测方法。
激光质谱法
这一测试方法出现很早,通过多光子电离共振、质谱飞行时间技术等,它实现二恶英测试分析。这一方式准确度高,选择性良好,实现多组分析。但是,大家在测试二恶英之前,预先掌握污染物的光谱结构,了解多种波长的激光,实施准确测试。
免疫法和生物法是新型测试方法。它通过免疫定量分析,确定二恶英实际含量等。
高分辨质谱法
作为定量定性分析方法,它通过仪器快速测量,掌握样品中二恶英物质的浓度、质量等,规避很多种干扰因素。大家先采集环境中废气和空气的量,样品不能太少,否则影响测试的准确度。
此外,二恶英还可以使用气相色谱、薄层色谱、液相色谱等方式测试。其实,气相色谱测试准确和迅速。质谱仪和电子俘获检测器属于测试仪器。
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