當(dāng)我們拿起智能手機(jī)拍照定格一個個美麗的瞬間時，有一個“幕后功臣”正使出渾身解數(shù)，努力將其從外界感知的光信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字圖像信號。這個有著“人眼視網(wǎng)膜”之稱的關(guān)鍵元器件就是——圖像傳感器。正是因?yàn)橛辛怂推渌麛z像器件的高度配合，我們才能夠拍出一張張清晰美麗的照片。
從膠卷到CCD（電荷耦合器件）再到CMOS（互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體），隨著成像技術(shù)的發(fā)展，目前CMOS圖像傳感器（圖像傳感器的一種）憑借低噪聲、高靈敏度、高集成度、數(shù)字化輸出等優(yōu)勢，已成為當(dāng)前可見光成像領(lǐng)域主流的成像器件?！叭绻严鄼C(jī)、攝像機(jī)比作人類的眼睛，那么CMOS圖像傳感器就相當(dāng)于我們的視網(wǎng)膜，其性能的好壞直接關(guān)系著能否高質(zhì)高效成像。”長春長光辰芯光電技術(shù)有限公司總經(jīng)理王欣洋打了個比方。
長春長光辰芯光電技術(shù)有限公司總經(jīng)理王欣洋
然而有些尷尬的是，在工業(yè)檢測、生命科學(xué)、天文、廣電等高端裝備領(lǐng)域，我們使用的圖像傳感器幾乎全部來自進(jìn)口。如何有效發(fā)揮國家科研團(tuán)隊(duì)的作用，解決長遠(yuǎn)發(fā)展的“心腹之患”？中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所黨委副書記金宏看得很清也很遠(yuǎn)，“長春光機(jī)所不缺乏先進(jìn)的光學(xué)技術(shù)，但只有技術(shù)還不夠，我們需要探索一條從核心技術(shù)到成果轉(zhuǎn)化的成功之路?！?
于是，2012年長春光機(jī)所從歐洲引進(jìn)CMOS研發(fā)團(tuán)隊(duì)，成立了長春長光辰芯光電技術(shù)有限公司。此前曾先后參與設(shè)計了多款CMOS圖像傳感器的王欣洋，則從此開始了長達(dá)八年的創(chuàng)業(yè)之旅?！伴L春光機(jī)所在光電系統(tǒng)研發(fā)領(lǐng)域的經(jīng)驗(yàn)以及在行業(yè)領(lǐng)域的資源，都為長光辰芯發(fā)展提供了有力支持?！比缃裨倩赝?dāng)初回國創(chuàng)業(yè)的決定，王欣洋坦言，“很幸運(yùn)，沒有遇到等米下鍋的資金難題，整體比較順利?！?
“這是我們自主設(shè)計的一款背照式超高靈敏度CMOS圖像傳感器?！蓖跣姥髲纳磉叺牟Ａд故竟裰心闷鹨粋€四四方方的產(chǎn)品，信心滿滿地向記者介紹，“這款新產(chǎn)品圖像分辨率可以達(dá)到3600萬像素，有效感光面積比同類產(chǎn)品擴(kuò)大了10倍以上。通過先進(jìn)的背照式工藝，其靈敏度也提高了10倍以上。”
一連串?dāng)?shù)據(jù)意味著什么？王欣洋這樣解釋：“假如只有一個光子跑進(jìn)了這個產(chǎn)品的‘視野’，那么它就有95％的機(jī)率看到并成像，而其他產(chǎn)品捕捉的機(jī)率一般只能達(dá)到60％—70％。換句話說，即便是伸手不見五指的星光狀態(tài)下，人眼看不見，我們的產(chǎn)品也能看得清。”
苦心人天不負(fù)。而今長光辰芯通過多年研發(fā)，先后突破了低噪聲全局快門像素設(shè)計、背照式芯片技術(shù)等多項(xiàng)核心技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了四大系列CMOS圖像傳感器的研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化能力。比如，高靈敏度低噪聲GSENSE系列CMOS圖像傳感器具有高靈敏度、低噪聲、高動態(tài)范圍等特點(diǎn)，該系列產(chǎn)品面向高端科學(xué)成像應(yīng)用而開發(fā)，主要應(yīng)用領(lǐng)域包括生命科學(xué)、醫(yī)療成像、光譜學(xué)、熒光成像、天文學(xué)、高能物理和軟X射線等領(lǐng)域，可全面滿足對微光目標(biāo)有效成像的應(yīng)用需求。
再如，高速線陣GL系列CMOS圖像傳感器，具有高速、低噪聲等特點(diǎn)，其分辨率從2K到32K不等，行頻最高可達(dá)200kHz（千赫茲），能夠滿足各領(lǐng)域?qū)ο到y(tǒng)成像速度提升的需求，可用于印刷品檢測、標(biāo)簽檢測、透明材料檢測等領(lǐng)域，全面滿足對目標(biāo)高速推掃成像的應(yīng)用需求。
“目前在工業(yè)成像領(lǐng)域，我們雖然剛剛進(jìn)入兩年左右的時間，市場占有率只有0.6％左右，但未來成長空間很大。在某些其他細(xì)分市場，我們的占有率有的可以達(dá)到40％—50％，比如液晶屏檢測市場?！蓖跣姥蟾嬖V記者，長光辰芯系列CMOS圖像傳感器產(chǎn)品現(xiàn)有中外用戶超過200家，應(yīng)用范圍涵蓋生物、天文、工業(yè)、醫(yī)療、電鏡、3D成像等多個領(lǐng)域。
“2019年在中科院‘弘光專項(xiàng)’的支持下，長春光機(jī)所與長光辰芯啟動實(shí)施了‘面向高端裝備制造的系列化CMOS圖像傳感器’項(xiàng)目。面向高端裝備制造領(lǐng)域的CMOS圖像傳感器研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化工作將有效帶動國內(nèi)相關(guān)上下游產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，包括晶圓加工、陶瓷封裝殼、玻璃蓋片等圖像傳感器生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)和光學(xué)鏡頭、后背系統(tǒng)和圖像處理等支撐產(chǎn)業(yè)。”談及未來，王欣洋透露，目前長春光機(jī)所聯(lián)合吉林省、長春市和經(jīng)開區(qū)政府聯(lián)合開展了CMOS相機(jī)產(chǎn)業(yè)園建設(shè)，將依托產(chǎn)業(yè)園完善的CMOS相機(jī)產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈，形成產(chǎn)業(yè)集群效應(yīng)，“今后，長光辰芯將開展更深層次的高性能、高集成度、智能化的CMOS圖像傳感器研制。”（經(jīng)濟(jì)日報經(jīng)點(diǎn)科學(xué)工作室 記者：沈慧）
