l 一种高效的痕量临床病人样本的高通量全蛋白组学定量分析方法。中国发明专利申请号：CN201710155263.3.基于二代测序和蛋白质组学的高效价特异性抗体基因工程生产和制备。

1 成果简介移动医疗与健康云指的是使用移动网络和移动终端或智能传感器收集、传输用户的生命体征数据（比如：体温、血压、脉搏、血糖、睡眠状况等）及影响这些指标的环境数据（ 比如： 温度、 PMx、甲醛、 TVOC 等），然后再通过 3 英寸到 10 英寸大小的可移动屏幕或电视屏幕呈现在用户、医生和健康教练的面前，同时这些被聚合的个人健康数据和环境数据永久保存在云端；上传至云端的数据将进行的计算和分析，形成详尽的分析报告，用户可以直接在各种移动终端或电视屏幕上查看/下载/存储分析报告，通过对云端数据进一步地分析和挖掘，不但可以获知用户现在的身体状况，还可以对未来的身体状况作出预测。 清华大学“健康云”系列产品为独立研发，具备自主知识产权的高新科技产品，立足于云技术，能快速处理海量信息并形成数据双向便捷流通，能够帮助各级政府将过去专注于医院的医疗健康思路逐步向基层社区和个人参与方向发展，使得更多的健康信息采集终端走向家庭和社区，同时在重视信息收集的基础上， 更加重视信息的反馈和互动，使得实时健康监护成为可能。图 1 项目目标2 应用说明清华“健康云” 的目标是将一切辅助医疗、健康监控和改善的工具都变成了手机或智能终端上的应用程序，各种身体指标及影响这些指标的外部和内部环境数据都可以被智能传感器收集再通过3英寸到10英寸大小的可移动屏幕随时呈现在用户、医生和健康教练的面前，这些被聚合的健康和环境数据永久保存在云端，通过后台数据分析和挖掘， 用户不但可以获知现在的身体状况，还可以对未来的身体状况作出预测。 同时，健康云平台也将与医疗机构业务系统进行对接，为用户提供医院/医生信息查询，就诊信息查询，医疗百科，药品信息查询，远程辅助诊疗等功能，使用户很方便的查询相关的医疗信息，使用医疗业务。通过手机或智能传感器网络对用户体征进行连续实时监控， 对异常情况进行报警， 实施远程诊疗，为用户提供更安全便捷， 全方位个性化的实时医疗健康服务。 图2 清华健康云系统架构。 【慢病日常监测与干预】 一期产品为针对高血压和高血糖患者推出的“ 高血压” 和“ 高血糖” 护理和干预服务。该产品的主要功能为：通过智能终端采集数据，将数据上传至云端，传至云端的数据将进行一系列的计算和分析， 形成详尽的分析报告。用户可以直接在手机上查看该报告，也可以下载、存储分析报告，并将报告发送到用户。部分异常数据交给医生诊断，最终将信息反馈给用户。在此基础上，用户能够实现实时监测身体状况，了解自身健康状况；提供身体健康状况的报告和相关建议；当身体指标异常时，给出就医提醒，避免错过最佳诊疗时机；就医时，身体指标的历史记录可为医生诊断提供参考。 二期研发则围绕利用智能终端进行心功能检测延展出包括心率、 心率变异性、 血氧饱和度等监测的心功能监测平台。图 3 高血压、高血糖护理与干预图4 TH智能终端（ 智能家居平台）图5 实时心功能检测 包括：专业的医疗和保健机构： 301医院老年人心脑血管研究所、专业的医疗设备制造商：日本的A&D公司、政府相关机构：中德卫生组织、以及综合门户网络：凤凰网等。 【居家养老/居家看护/社区医疗】图 6 家庭健康网关及居家养老示意图3 效益分析【 为什么选择医疗领域打造“健康云”】 （ 1） 移动医疗的市场潜力巨大，我国2010年物联网市场规模接近2000亿元，其中在医疗领域的个人健康监护和远程医疗等应用日趋成熟（ 2012年2月工信部《物联网“ 十二五”发展规划》）， 安防、交通和医疗三大领域有望在物联网发展中率先受益， 成为物联网产业市场容量最大、增长最为显著的领域（ 《 2010-2011年中国物联网发展年度报告》）。到2017年全球移动市场的发展将达到230亿美元（数据来源：国际GSM协会）。 （ 2） 随着我国经济飞速发展， GDP持续稳定保持高增长率，国力和国民财力均达到了一个较高水平。解决了温饱后的中国人开始对自己的健康更加关注，对生活品质有了更高追求。温家宝总理在接受CNN记者专访时提到，“让每个人活得有尊严”。“ 健康云”相关研发及产品具备来自用户的直接需求，有助于构建和谐稳定社会。 （ 3） 从国家层面，国民综合健康水平得到高度重视。卫生部十二五规划目标明确提出：国民健康水平居发展中国家前列。规划中还具体指出：“ 初步建立国家医学中心体系，加强区域医疗中心和临床重点专科建设； 继续加强社区卫生服务机构建设，力争每个街道办事处范围设置一所政府办的社区卫生服务中心，形成以社区卫生服务为基础、 社区卫生服务机构与医院和专业公共卫生机构分工合理、 协作密切的新型城市卫生服务体系。”、“ 鼓励支持社会资本举办非营利性和营利性医疗机构， 积极参与健康管理、老年护理、口腔保健和康复健身等健康服务业的发展，形成多元化办医格局， 满足多样化、多层次医疗、 预防、保健、养老、康复服务需求。”、“显著扩大慢性病防控覆盖面，提高糖尿病、高血压、 脑卒中等慢性疾病的知晓率和控制率。 继续加强疾病预防控制能力建设。 利用云技术，打造“健康云”项目及相关应用产品有利于响应国家战略规划。 （ 4） 老龄化社会已经向我们走来，亚健康成为中青年人群的普遍状况。我国65岁以上的老人所占比例持续上升，从各个家庭来说，过去的众多儿女照顾二老变为一对夫妇需要照顾少则四位老人。老人的身体健康与否直接关系到家庭压力的大小。而社会的中流砥柱，中青年人群，为了赡养老人、维持家庭，为了应对日益加快的工作节奏，不可避免的过早步入慢性病发病期。高血压、心血管疾病在中青年人群中较以往更为常见。慢性病的积极预防以及科学的进行健康管理，对于减轻家庭压力，稳定社会都起到积极作用。 （ 5） 我国现有的医疗资源现状存在弊端。首先，医疗资源有限且分配不均匀，人口只占30%的城市占有了80%的医疗资源，而在小城镇和农村，医疗条件较差、设施设备落后，农村缺医少药等问题依然十分突出。其次，疾病的治疗依赖于医生的经验和水平，但高水平的医生主要集中于大城市、大医院，基层医院及农村缺乏医学人才。此外，我国基本医疗保障力度不断下降， 加上医疗费用上涨过快，部分药品价格较高，居民个人医疗负担逐年加重。最后，在慢性病上，常规的医疗方式缺乏日常监测，给医生的诊断带来不便。亟待有新的科学的解决方式介入。 【 市场前景】 2012 年中国手机供应商的智能手机出货量预计将达到 1.014 亿部，比 2011 年的 5200万部劲增 94%，几乎是 2009 年 1020 万部的 10 倍 （ 数据来源： IHS iSuppli 公司）。随着 3G/4G网络的成熟和智能手机的普及，越来越多的人希望也能够通过手机及时获得高质量的健康信息服务。移动医疗将成为未来五年医疗信息产业的新的增长点。 2010 年 12 月，德国市场分析机构 Research2guidance 公司利用在线问卷，对 231 家进入移动医疗市场的公司对移动医疗的现状、促进因素等的认识进行了调查。结果显示，智能手机用户数量方面，受访者预测2015 年，智能手机用户数量将达到 14 亿，其中使用健康相关的智能手机应用程序的用户数量将达到 5 亿，占智能手机用户数量的 30%。在移动医疗市场份额分布上，设备销售占 30%，服务占 46%，付费下载占 14%，交易占 8%，广告收入占 1%。 60%的受访者认为关注健康问题的人是当前移动医疗服务最大的目标人群，其后依次为慢性病患者、护工和急性病患者。而到 2015 年，慢性病患者将成为移动医疗服务最大的目标人群。在最具商机的移动医疗服务领域调查中，接近 80%的受访者认为糖尿病相关的服务是健康保健领域最具商机的项目，其后依次是肥胖、高血压、冠心病、哮喘等。

针对生化芯片加工新技术,根据生化样品特征，按照整体、高效设计，制备 出生化芯片，具有适应面广、直观，无创，高效等优点，在生物医学、食品安全 生化芯片加工等方面都具有广泛的应用前景。

成果介绍人体器官芯片的成功研发将有力推动我国生物医疗用芯片制造技术的发展，建立全新的生命科学实验方法；能够有效减少新药研发等对动物和临床实验的依赖，加速新药研发的流程并减少研发投入技术创新点及参数微缩人工器官，以实现对人体器官功能的模拟。器官芯片高内涵装置的设计和制造，开发了标准芯片系统及器官特异性生物材料市场前景疾病模型，药物评估，个性化医疗。

一、领航一号 JFM7101 基带处理集成电路采用 SOC 设计,支持 10 路独立接收通道和 1 路发送通道,内部集成高性能 16 位数字信号处理器,支持多种通信接口,可实现北斗一代卫星 信号的接收与发送、出入站协议处理及接口通信等功能; 二、领航二号 JFM7201 基带处理集成电路 支持北斗二号B3、B1频点/GPS-L1频点信号的捕获跟

GaN系列材料具有低的热产生率和高击穿电场，是制作大功率电子器件的重要材料。利用GaN材料制造的功率管拥有承受大电流、耐高压、抗辐射，耐高温而且开关速度快的特点，非常适用于高功率微波器件。随着5G毫米波通信、工业4.0和新一代雷达的发展，这种功率微波器件将会得到更广泛的应用。但是，对于这种半导体器件的负载开关驱动提出了非常高的要求。要求负载开关驱动封装尺寸小，便于大阵列集成。并且对可靠行的要求也极高。智能功率集成电路（Smart Power Inte

交流伺服系统是跨行业、量大面广、节能效果显著的节能机电产品，几乎渗透到所有用机电领域，是工业、农业和国防建设及人民生活、正常生产和安全工作的重要保证。

1.痛点问题 元宇宙时代三维成像基础设备和数字终端成像及显示设备都将需要革命性的提升。同时，工业智能和基础科学的快速发展也对感知和成像极限提出了更高的需求。 现有的成像技术，即摄像头模组和3D成像模组，存在诸多技术和经济的缺陷，如抗扰动性能差、占据空间大、功耗大、成本高等，特别是随着传感芯片像素数的增加，传统光学成像系统需要多级较大的昂贵镜片才能实现高分辨率的成像性能，很难应用于手机等小型化设备上，不足以适应科技的高速发展。 “智能视觉感知芯片”将达成光学感知的技术革新并有效解决现存问题。通过数字自适应光学技术矫正系统像差和环境像差、实现高速重构目标景物高精度三维信息，进而实现使用普通的低成本小型化单镜片即可实现高分辨率成像，同时该芯片能够适用于不同的光学系统，包括大口径天文成像，实现高分辨率远距离成像，克服大气湍流干扰。 2.解决方案 团队提出“智能视觉感知芯片”概念，该种芯片拥有多项优势：全球领先的4D感知技术，自适应抗干扰；创新的透镜设计方案结合自主知识产权算法，可通过单摄像头模组实现原多摄像头模组功能，大幅降低现有成本、体积和功耗，显著提升分辨率。通过对目标场景进行多维度的密集采样，将多维度的耦合信息解耦，重构傅里叶面的非期望相位分布，实现高速大范围的自适应光学矫正，显著降低光学成像系统尺寸与成本，提升成像效果，同时具备三维深度感知能力。 合作需求 寻求消费电子等领域有相关技术开发、市场推广经验，能推广本技术落地的高科技企业，可以进行深度合作。

1. 痛点问题 元宇宙时代三维成像基础设备和数字终端成像及显示设备都将需要革命性的提升。同时，工业智能和基础科学的快速发展也对感知和成像极限提出了更高的需求。 现有的成像技术，即摄像头模组和3D成像模组，存在诸多技术和经济的缺陷，如抗扰动性能差、占据空间大、功耗大、成本高等，特别是随着传感芯片像素数的增加，传统光学成像系统需要多级较大的昂贵镜片才能实现高分辨率的成像性能，很难应用于手机等小型化设备上，不足以适应科技的高速发展。 “智能视觉感知芯片”将达成光学感知的技术革新并有效解决现存问题。通过数字自适应光学技术矫正系统像差和环境像差、实现高速重构目标景物高精度三维信息，进而实现使用普通的低成本小型化单镜片即可实现高分辨率成像，同时该芯片能够适用于不同的光学系统，包括大口径天文成像，实现高分辨率远距离成像，克服大气湍流干扰。 2. 解决方案 团队提出“智能视觉感知芯片”概念，该种芯片拥有多项优势：全球领先的4D感知技术，自适应抗干扰；创新的透镜设计方案结合自主知识产权算法，可通过单摄像头模组实现原多摄像头模组功能，大幅降低现有成本、体积和功耗，显著提升分辨率。通过对目标场景进行多维度的密集采样，将多维度的耦合信息解耦，重构傅里叶面的非期望相位分布，实现高速大范围的自适应光学矫正，显著降低光学成像系统尺寸与成本，提升成像效果，同时具备三维深度感知能力。 合作需求 寻求消费电子等领域有相关技术开发、市场推广经验，能推广本技术落地的高科技企业，可以进行深度合作。

作为信息化时代各领域发展的重要基础与保障，信息安全是一个不容忽视的国家安全战略。当今信息安全领域广泛使用的公钥密码体制主要都是基于经典计算机“难以求解”的数学问题所设计构造的。近些年来，随着量子计算技术的快速发展，传统公钥密码体制不再安全。一方面，Shor算法、Grover搜索算法、量子傅里叶变换等算法相继被提出，从理论上证明这些算法在量子计算机上运行可以显著缩短传统公钥密码体制所依赖数学问题的求解时间。另一方面，实际可行的量子计算机技术不断发展，2019年，Google宣布制造出53量子比特的量子处理器“悬铃木”，在绝对零度条件下可以在200秒完成超级计算机1万年的计算任务。在即将到来的“后量子时代”，我们需要更安全的密码体制来保护隐私，也就是后量子密码（Post-QuantumCryptography,PQC）。未来10年商用量子计算机将面世，在量子计算机面前，构造传统公钥密码体制所基于的数学难题将毫无安全性可言，进而依赖密码体制而构建的信息安全系统及各种应用将面临着严峻的安全问题，甚至存在被完全破解的潜在威胁，亟待研究抵御量子攻击的密码体制及其芯片实现技术。 2022年美国政府正式签署安全法案，首次将后量子密码纳入美国国家安全备忘录，同时还提出《量子计算网络安全准备度法案》，旨在指导推动信息安全系统向后量子密码学过渡。2022年9月7日，美国国家安全局(NSA)发布了《商业国家安全算法套件2.0》，其中将入选第三轮抗量子密码标准化选择的CRYSTALS-KYBER(以下简称Kyber)算法列为国家安全系统未来过渡迁移的必备算法。我国也在后量子密码领域积极跟进，参与国际竞争，于2020年发布国内首份量子安全白皮书，广泛布局后量子密码安全技术应用与产业生态。目前后量子密码算法的研究正在逐渐走向成熟与标准化，未来将有数十亿新旧设备完成从传统公钥密码体制向后量子密码算法的迁移过程。在充分考虑安全性能、算法性能、便利性和合规性的前提下，研制出符合国际标准且具有国际竞争力的后量子密码SoC芯片并应用，对于我国加快抢占后量子密码国际领先地位，保障量子时代下的信息安全具有重要意义。 图1 后量子密码在未来信息安全领域的应用 本成果提出一种应用在云计算、数据中心加密中的高性能随机数生成哈希核心算子，实现了具有灵活性和高吞吐量的可配置Keccak核心。该核心可配置为支持多个采样策略，通过高吞吐量随机数扩展发生器新型结构达到11.7Gbps的吞吐率，性能表现为目前世界最高水平。 图2 高性能后量子密码哈希核心算子 在国际上首次提出了具有侧信道SPA攻击防御机制的可配置BS-CDT高斯采样器。该设计基于CDT反演高斯采样算法，通过真随机数发生器和随机化功耗特性的电路结构，采取隐藏相关数据的防御机制，高效获取安全性更好的均匀分布随机数，并可以有效抵御时间攻击和潜在的功耗分析攻击，显著提高安全性。电路采样精度可达112bit，新型多级快速查找表结构极大缩短了概率函数分布表搜索时间，性能相较于同类设计提升近18倍。解决了高精度需求与采样速度不匹配的冲突问题，优化了概率函数分布表的存储资源，灵活划分密码系统中的高斯采样值，并有效加固了后量子密码系统数据前级的侧信道安全性。 图3 多模域计算兼容可重构算术单元 针对后量子密码计算量大，数据复杂的痛难点，优化格数学难题中的数论变换（NTT）算法，实现了一种高性能NTT硬件加速单元。采用双倍位宽乒乓式对称存储结构突破访存限制，改进模乘运算单元关键结构，提高多项式运算的效率，相比同类运算操作下最先进的设计快3.95倍。 图4 灵活指令集型后量子密码安全处理器芯片架构及版图 针对后量子密码算法的多样化计算需求，创新性地提出了一种多模域计算兼容型可重构核心算子，能够配置为不同模域下的关键运算结构，灵活支持Karatsuba、Toeplitz、NTT等运算结构。在配置为NTT结构的运算下，运算性能与美国MIT研究团队在IEEEISSCC发表的相关成果保持国际同步水平，并具备更强的灵活性与通用性。 图5 多模域计算兼容型可重构核心算子 在团队积累多年的后量子密码相关先进技术研究的基础上，在SMIC40nm工艺下实现了两款后量子密码芯片，能够兼容国际最新标准的CRYSTAL-Kyber后量子密码算法。后量子密码Kyber芯片采用了高性能流水线结构的蝶形运算单元及高速NTT运算单元，解决了加解密运算中访问存储器所带来的速度瓶颈问题。灵活指令集型后量子密码芯片采用可编程自定义指令集架构，基于多模域计算兼容的可重构算术单元与可配置多功能哈希/随机采样核心算子，在实现高性能的后量子密码运算的同时提高了芯片的灵活性与适应性。 图6 后量子密码Kyber处理器芯片架构及版图 图7 灵活指令集型后量子密码处理器芯片架构及版图