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該成果創新性地基于二維半導體的硅基同質器件，首次提出了類腦功能的“傳感-計算-存儲一體化”神經形態芯片架構，實現了光電傳感、放大運算、信息存儲功能的一體化集成，為突破馮·諾依曼瓶頸和實現類腦智能提供了一種全新思路。 繆向水教授團隊，長期從事相變存儲器芯片、存算一體憶阻器芯片技術研究。2018年出版了國內第一本憶阻器專著《憶阻器導論》，2019年團隊93項三維相變存儲器芯片專利許可給芯片公司并合作開發產品，并與行業龍頭企業合作建立了聯合實驗室，推動存儲器芯片技術的成果轉化以及未來引領技術的探索。曾榮獲國家科技進步獎2項、湖北省技術發明一等獎1項。 同質晶體管-存儲器架構的原理及器件結構 繆向水團隊長期從事相變存儲器芯片、存算一體憶阻器芯片技術研究。2018年出版了國內第一本憶阻器專著《憶阻器導論》，2019年團隊93項三維相變存儲器芯片專利許可給芯片公司并合作開發產品，并與行業龍頭企業合作建立了聯合實驗室，推動存儲器芯片技術的成果轉化以及未來引領技術的探索。曾榮獲國家科技進步獎2項、湖北省技術發明一等獎1項。

現階段所設計的存算一體器件單元結構如圖 1 所示： 器件的基本結構由波導和功能層（由下到上分為加熱層、電極層、保護層、相變材料（硫系化合物）層）所構成。擬通過在當前流行的絕緣層上硅(SOI)光子平臺上集成四氮化三硅光波導的方式實現器件的光學讀取功能，即在非常厚的硅襯底層上生長一層絕緣層二氧化硅和波導層，然后在基片上通過光刻、顯影、刻蝕等工藝制備四氮化三硅波導。功能層主要用于實現器件的電學寫入功能。加熱器層的主要用途是與相變材料層形成電接觸，通過較小的接觸面積使接觸處的熱量集中，從而可以在較小的電壓或電流下使相變材料發生相變。因此需要加熱器層具備較好的導熱和導電性能，同時在近 C 波段具有較低的光損耗，可采用石墨烯。電極層可用于提供相變材料器件單元所需要的編程電脈沖。當前擬采用硒摻雜的相變材料合金（如 GSST）作為器件的核心功能層的相變材料。該材料在通信/非通信波段顯示了極低的光損耗和更高的品質因數，且相變前后在通信 C 波段具有足夠大的光學常數反差，可在更惡劣的高溫環境下進行操作，適用于硅基光子器件應用。 采用的主要技術手段包括： ① 依托于相變材料的電致和光致相變特性，通過電學編程、光學讀取的方法實現器件的存儲、算術運算和邏輯運算功能：  存儲功能的實現：擬利用相變材料晶態低透過率和非晶態高透過率分別代表二進制中的‘1’和‘0’，實現數據存儲（編程）功能。例如在電極兩端施加合適的電脈沖，所產生電流流經加熱層時，生成的熱量主要集中在加熱層和相變材料層接觸處，使得接觸處的相變材料發生相變，實現存儲功能。在完成上述編程操作后，從器件波導輸入端輸入讀取連續光。由于相變材料功能層對光強的吸收能力在編程和非編程區域間存在著顯著的差異，因此當輸入光經過波導后，其能量會因為相變材料編程區域的吸收而發生改變，進而顯著改變輸出光強能量。所以通過測量輸入輸出光強的能量之比（即透過率），可實現對先前編程區域的讀取。  算術和邏輯功能的實現：通過調整編程電脈沖的幅度和寬度可以動態調控相變材料的相變程度，使得器件的中間透過率值可用于代表不同的數值，實現多級存儲功能。所以擬采用輸入脈沖數量對應加數的方法實現標量加法計算。同時由于所設計器件的讀取連續光輸出功率可視為讀取連續光輸入功率和器件透過率的乘積，因此可采用將輸入功率和透過率作為被乘數和乘數的方法實現基本乘法運算。除此之外還可以將器件功能層的初始狀態設置為非晶相，把晶化脈沖幅值和不足以產生晶化的脈沖幅值分別作為輸入邏輯‘1’和‘0’；同時設定一個判定閾值并與編程后器件透過率的變化率進行對比，把高于和低于閾值的透過率變化率分別作為輸出邏輯 ‘1’和‘0’；通過合理選擇編程脈沖有望實現各種邏輯功能輸出。 ② 基于器件透射率可調特性驗證其實現神經突觸的可行性。并依托所設計人工突觸構建人工神經網絡芯片，實現圖像、語音和文本識別功能：  突觸可塑性是大腦記憶和學習的神經生物學基礎，也是人工類腦器件需要實現的首要功能。為實現突觸可塑性，擬把相變材料和波導之間的耦合區域視為仿生神經突觸，左右兩端電極分別代表突觸前和突觸后，分別施加在兩端電極上的電脈沖則作為突觸前和突觸后刺激。通過調節從左右兩端電極輸入耦合區域的電脈沖時間差對耦合區域的光透過率進行連續調控，進而依托于上述存算理論模型和實物器件仿真和實驗實現仿生神經突觸的脈沖時序依賴可塑性（Spike-Timing-Dependent-Plasticity, STDP)。  將不同波長的光脈沖序列輸入所設計的突觸單元, 經過相變材料的作用，脈沖強度發生變化，對應于乘法器。進而借助于微環結構，將不同波長的脈沖導入進同一波導中，該功能類似加法器。相加后的脈沖光強較小時，讀取光與微環發生共振，在輸出端口沒有光強輸出。當光強達到一定的閾值后，讀取信號不再和微環發生共振，而是傳播到輸出端口。這一過程類似神經元脈沖信號的激發，實現了非線性激活函數的功能。利用上述的單個神經元結構，驗證其監督式機器學習和非監督式機器學習。對于監督式機器學習，權重的數值通過外部管理器設置；對于非監督式機器學習，不再需要外部管理器來設置權重值，而是通過輸出光脈沖進行反饋控制，調整權重值。在單個神經元結構的基礎上，更復雜的光學脈沖神經網絡結構，證明該結構的可擴展性。擬設計的神經網絡中的每一層結構包括三個功能單元，即收集器、分發器和神經突觸結構。收集器將上一層不同波長的光脈沖信號收集到同一根波導中，分發器將光脈沖分發給多個神經元，神經突觸結構則產生光脈沖信號，輸入給下一層結構。基于上述結構實現圖片、語音和文本的識別。 創新性分析：①首次研究了一款基于“電學編程、光學讀取”模式的光電混合存算一體化器件。與傳統電學存算一體化器件相比,擬研發的器件可以進行長距離的信息傳輸，具有傳輸帶寬高、信號間延遲低、損耗低、抗干擾、集成密度高等優點。②采用硒(Se)摻雜的相變材料作為存算一體化器件的核心功能材料。與采用其他相變材料的存算一體器件相比，以硒參雜的相變材料作為功能材料的存算一體器件有望展現出極低的光損耗。③提出了一種基于“電學脈沖刺激、光學權重調節”的人工神經突觸。該突觸器件有望成為未來通用型人工神經突觸，填補了光電混合型人工突觸的技術空白。 先進性分析：①所提出的光電混合工作模式使得該存算一體化器件不但具有傳統集成電路的高密度特性，且兼具光通信技術的寬頻帶、低延遲、抗干擾的優越性能。②所采用硒參雜的相變材料不但繼承了傳統材料具有的快速相變轉化速度、低功耗和穩定性強等特性，且本身在通信波段非晶態透明的同時還保持了相變前后足夠大的光學性能差異的特點。③所設計的突觸繼承了人工電子突觸和全光突觸的優點，具有高集成度、低功耗、超快響應時間、穩定性強等優點。 獨占性分析：根據已取得成果正在撰寫專利，以獲得該關鍵技術的獨有權。 

TDA（芯片熱設計自動化）軟件是清華航院曹炳陽教授團隊全自主研發的國際首個芯片跨尺度熱仿真與設計系統。TDA軟件可實現芯片從納米至宏觀尺寸的熱設計與仿真，支持芯片微納結構內部熱輸運過程的模擬研究，直接提高芯片熱仿真精度與結溫預測準確度，進而提高芯片性能、壽命和可靠性。

采用高速紡絲和拉伸技術開發了高收縮滌綸，研制成具有微孔結構、保水率15％－20％的高吸水滌綸，開發了舒適性陽離子染料可染長絲以及共聚酯和纖維。相關成果獲2003年度國家科技進步二等獎、1992年度國家科技進步三等獎、1988年度上海市科技進步一等獎、2002年度上海市科技進步一等獎和1991度紡織部科技進步二等獎等。

中試階段/n該成果涉及一種面源污染治理及屋面徑流分流收集利用裝置。它包括濾網，管線和集水裝置。特征是：所述的凸形濾網連接雨落管，雨落管的末端連接軟管，軟管的末端連接分流管，分流管位于儲水器的中央，溢流管設置在儲水器上部外壁上，第一分流閥位于儲水器的一側下方，凸形濾網位于屋檐天溝的落水口，儲水器位于凸形濾網的下方，其安裝位置與凸形濾網1形成位差。凹形濾網設置在豎管的上端，分流口位于豎管的上部外側壁上，卡座位于分流口的下方，設置在豎管的內壁上，卡座下方至橫管連接處的豎管內設有浮方，其外形為圓柱形，直徑略小于豎管。豎管底端固定在混凝土底座上，底座設置在儲水器中央底部，橫管緊貼底座，橫管末端設置有第二分流閥。

產學研自主創新研發而成的植物源生物農藥“世創植豐寧” 系列產品，已獲得農業部生物農藥新藥正式登記（PD20140941），工信部頒發生產批準證書（HNP62031-D5099）；其技術成果已獲國家發明專利授權（ZL 200810180043.7）。該產品殺蟲防病廣譜，其應用效果達到了世界一線農藥水平，可與進口農藥德國拜耳嘧霉胺、歐美天王星、百菌清媲美； 同時，能顯著地調節農作物生長，促使農產品早熟并延長采摘期，提高農產品品質，同比增產7-15%；可以取代“高毒，高殘留”化學合成農藥用于防治農業病蟲

中試階段/n該成果涉及一種面源污染治理及屋面徑流分流收集利用裝置。它包括濾網，管線和集水裝置。特征是：所述的凸形濾網連接雨落管，雨落管的末端連接軟管，軟管的末端連接分流管，分流管位于儲水器的中央，溢流管設置在儲水器上部外壁上，第一分流閥位于儲水器的一側下方，凸形濾網位于屋檐天溝的落水口，儲水器位于凸形濾網的下方，其安裝位置與凸形濾網1形成位差。凹形濾網設置在豎管的上端，分流口位于豎管的上部外側壁上，卡座位于分流口的下方，設置在豎管的內壁上，卡座下方至橫管連接處的豎管內設有浮方，其外形為圓柱形，直徑略

以工業發酵檸檬酸的廢棄玉米渣（含菌絲體）和食用菌工廠化栽培產生的大 量菌根、菌渣為原料，采用高效生物轉化和膜譜分離技術制備新一代植物源氨糖 產品，具有高純度、無甲殼致敏源、無腥味、無重金屬污染的特點，能夠促進關 節軟骨恢復、緩解骨關節痛、輔助治療骨關節炎，是重要的醫藥和功能食品原料。 項目申報專利 13 件，其中授權發明專利 3 件，授權實用新型專利 2 件；獲得省高新技術產品 5 個；獲國家星火計劃 1 項、江蘇省重大成果轉化 A 類項目 1 項、國際科技合作計劃（中以合作項目）1 項、江蘇省重點技術創新計劃項目 1 項江蘇省綠色制造清潔生產及工業循環經濟項目 1 項；獲具有國際先進水平的省級鑒定成果 2 項；獲中國發明創業銀獎 1 項。項目實施應用單位建立了新型氨糖柔性生產線，生產的產品總量占國內生產總量的 20%以上，近三年來新增銷售 11.3億元，新增利潤 1.22 億元，稅收 5088 萬元，出口創匯 5947 萬美元。項目解決了原料幾丁質含量低、提取效率低、精制工藝難等瓶頸問題，提升了氨糖產業的技術水平和綜合效益。 

半夏野生變家種已有近40年歷史，但是由于野生資源減少和人工種植跟不上，每年只能提供4000噸以下半夏原藥材，遠遠低于國內和國際市場7000噸以上的半夏需求。因此，全國市場近5年半夏原藥材單價已經上漲了50%，市場上半夏魚龍混雜，出現水半夏和天南星替代優質半夏的局面。拯救半夏產業刻不容緩，利用現代生物技術培育原藥材成為行業所需。 目前半夏產業存在的主要問題： 1）品質不均，不能滿足現代中藥生產對藥材的品質要求；2）自然繁殖率低，不能滿足規模化生產優質種苗需求；3）品質衰退，病害嚴重，半夏栽培風險增加；4）缺少品種和品牌，藥材檔次不高，種植效益和市場無保障。本項目通過對半夏脫病毒復壯、優良單株倍性育種，獲得品質好，抗性、產量、成活率高的半夏新品種；利用新型植物生物反應器進行新品種半夏的工廠化擴繁，實現新品種半夏的產業化。

河南工業和信息化職業學院是經河南省人民政府批準、國家教育部備案，由河南省工業和信息化委員會主管、省教育廳負責教學管理工作的一所公辦全日制專科層次普通高等院校。學院坐落在美麗的太行山南麓、豫西北新興的中國優秀山水旅游名城——焦作市。這里山川錦繡、人杰地靈、環境優雅、交通便利，與鄭州隔河相望，鄭焦城際鐵路半小時即可到達。學院人文薈萃，師資雄厚，是莘莘學子成才深造的理想場所。 學院創建于1975年，歷經河南省煤礦學校、焦作煤炭工業學校、河南工程技術學校、河南理工大學高等職業學院等時期。2013年3月，經教育部同意，河南省人民政府批準，在與河南理工大學剝離的基礎上，設置河南工業和信息化職業學院。 建校四十多年來，學院經歷了艱苦創建、穩步推進、強化建設、快速發展四個階段，共培養了5萬余名優秀畢業生，涌現出了眾多的杰出人才。他們中有省、市、縣黨政領導干部，有知名學者、專家、教授，有眾多省管優秀企業家和全國“雙十佳”礦長，更有大量扎根基層,奮斗在各條戰線上的基層領導和技術中堅。他們在各自的崗位上，用青春和智慧譜寫了一曲曲壯麗的理想之歌，描繪出了一張張美麗的人生畫卷，為國家建設和地方經濟發展做出了巨大貢獻，學院也贏得了煤炭行業“黃埔軍校”的美譽。目前，在校生六千多人。近年來，學院相繼獲得河南省文明單位、河南省文明標兵學校、河南省示范性職業學校、河南省職業指導與就業服務先進單位，全省學校行風建設先進單位、河南省職業教育攻堅工作先進單位、全國煤炭行業教育工作先進單位、全國煤炭系統文明單位、河南省煤炭系統職業教育先進集體、2015年度中原最具成長力高職院校、焦作市五好基層黨組織等榮譽稱號。2017年學校被評為河南省職業教育特色院校。 學院占地面積777.03畝，建筑面積20余萬平方米，教學科研儀器設備總價值4818萬元，多媒體教室99個，館藏圖書52萬冊，期刊2988種。擁有物流沙盤實訓室、會計手工記賬室、創客中心、電氣控制、西門子PLC實訓室、工業機器人實訓室、計算機中心、電子商務實訓室、標準語音室、數控機床加工、珠寶鑒定實訓室等具有真實職業氛圍和產學研一體化功能的現代化校內實驗實訓室97個，建有穩定的校外實訓基地49個，實驗實訓開出率為100%。 學院現設資源環境系、機械工程系、電氣工程系、土木工程系、信息工程系、財經商貿系、基礎部、思政部、體育部、中專部和繼續教育學院等11個教學系部(院)，開設電子商務、物流管理、計算機應用技術、動漫制作技術、建筑工程技術、工程造價、機電一體化技術、電氣自動化技術、工程測量技術、煤礦開采技術等33個專業及方向，圍繞工業和信息化正在建設資源環境與安全、裝備制造、土木建筑、電子信息、財經商貿等五大專業群。 學院師資力量雄厚，現有專任教師316人，其中副教授以上職稱58人 ，中級職稱110人;具有碩士學位教師159人，研究生學歷84人，“雙師型”教師比例達70%;有省廳級學術技術(學科)帶頭人13名、省廳級骨干教師4名;有院級學術技術帶頭人29名、院級骨干教師38名、院級教學名師20名、教學標兵27名、教學能手35名;另外還聘請中國工程院院士張鐵崗等知名專家教授24人，企業兼職教師35人，形成了一支專兼結合、師德高尚、學術水平高、創新能力強、結構合理的教學團隊。 學院學術氛圍濃厚，教科研成果豐碩。近年來，我校教師在各級各類刊物上發表論文600余篇，其中核心期刊48篇、EI收錄論文22篇;出版各類教材、著作117部;獲得省市級相關課題研究獎225項、省市級優秀成果評選獎67項。 學院是中國煤炭教育協會常務理事單位，全國煤炭職業教育教學指導委員會委員單位，河南省工業和信息化校企合作聯盟常務副主任單位、秘書長單位，河南省職業技術教育學會理事單位及實訓基地建設工作委員會、就業工作委員會會員單位，河南省煤炭行業職業教育校企合作指導委員會常務副主任單位、秘書長單位，全民技能振興工程職業院校師資培養培訓示范基地，河南省電子商務職業教育實訓基地。在長期的辦學過程中，學院始終堅持社會主義辦學方向，育人為本、德育為先，以服務為宗旨、以就業為導向、走產教融合的發展道路。大力推行校企合作、工學結合，不斷深化教育教學改革，強化學生職業素質和職業能力的培養，促進了學生素質的全面提升。學院培養的畢業生思想素質高，業務能力強，一直供不應求，深受用人單位歡迎和好評。學院2016年委托第三方機構——河南省教育評估中心對我院2016屆畢業生就業質量調查數據顯示：我院畢業生平均薪酬是3790.93元/月，就業崗位與所學專業的相關度達到82.69%，學生雙證獲取率100%。 經過四十多年的積淀，逐步形成了“嚴謹勤奮、明德善學”的校風,“自強博學、唯實創新”的校訓,“敬業篤學、厚生樂教”的教風和“好學深思、知行合一”的學風。近年來，學院十分重視學生職業素質和能力的培養，在省級以上職業技能大賽中，先后獲得第六屆全國信息技術大賽最佳組織獎1項，個人二等獎2項;首屆中國青年APP大賽河南分賽優秀組織獎和創意一等獎;中國大學生計算機設計大賽河南省級賽二等獎;河南省電子專業人才設計與技能大賽電子組裝組二等獎;全國職業院校技能大賽高職組河南選拔賽測繪賽綜合二等獎;全國職業院校英語口語大賽河南賽區選拔賽二等獎;第四屆全國煤炭行業職業院校技能大賽高職組煤礦綜采電氣控制項目二等獎;第二屆“中國創翼”青年創新創業大賽“金翼獎”;第二屆全國建設類院校施工技術應用技能大賽總冠軍。 春華秋實譜新篇，桃李芬芳遍神州。古老而年輕，深邃而睿智的河南工業和信息化職業學院在新的征程上，將跨上時代的高鐵，奮起直追，實現新的超越，創造新的燦爛與輝煌，為早日把學校建成在同類院校中有重要影響、在國內有一定知名度的特色鮮明的示范性職業院校而努力奮斗!