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【中國新聞網】“像”由“芯”生:中國打造自主高端圖像傳感器芯片
2021-01-03
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   中新网长春12月30日电 (记者 孙自法)从小孔成像原理到胶卷冲洗、从CCD(电荷耦合器件)到CMOS(互补金属氧化物半导体),随着科技不断进步,成像技术如今已发展到“像”由“芯”生阶段——CMOS图像传感器芯片凭借低噪声、高灵敏度、高集成度、数字化输出等优势,成为目前可见光成像领域主流的成像器件。

  中國對于CMOS圖像傳感器芯片需求量居世界第一,但是在工業檢測、生命科學、天文、廣電等高端裝備制造領域使用的圖像傳感器芯片幾乎全部來自進口。

  为打破这一成像技术领域发展受制于人的桎梏,有新中国“光学的摇篮”之誉的中國科學院长春光学精密机械与物理研究所(中科院长春光机所),于2012年通过从欧洲引进CMOS研发团队成立长春长光辰芯光电技术有限公司(长光辰芯),全力研发一批具有自主知识产权、具备产业化应用条件的高性能CMOS图像传感器器件,以满足高端装备制造领域对CMOS图像传感器重大应用的需求。

  
长光辰芯研发的一款全局快门像素设计、背照式CMOS图像传感器芯片。 孙自法 摄

  實現四大系列CMOS研發及産業化能力 

  8年來,長光辰芯在CMOS圖像傳感器芯片領域研發進展如何?長光辰芯總經理王欣洋近日接受媒體采訪時介紹說,如果將相機、攝像機比作眼睛,那麽CMOS圖像傳感器芯片就是視網膜,對高質高效成像至關重要。

  長光辰芯通過多年研發,現已攻克了低噪聲全局快門像素設計、背照式芯片技術等多項核心技術,並實現四大系列CMOS圖像傳感器的研發及産業化能力:

  高分辨率大靶面(GMAX)系列CMOS圖像傳感器具有高分辨率、全局快門等特點,可廣泛應用于平板顯示器檢測、半導體檢測、工廠自動化檢測等高分辨率工業檢測領域,全面滿足對動態目標高清成像的應用需求。

  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、高動態範圍等特點,其面向高端科學成像應用而開發,主要應用于生命科學、醫療成像、光譜學、熒光成像、天文學、高能物理和軟X射線等領域,可全面滿足對微光目標有效成像的應用需求。

  高速線陣(GL)系列CMOS圖像傳感器,具有高速、低噪聲、時間延遲積分工作模式等特點,其分辨率從2K到32K不等,能滿足各領域對系統成像速度提升的需求,可用于印刷品檢測、標簽檢測、透明材料檢測等領域,全面滿足對目標高速推掃成像的應用需求。

  高速面陣(GSPRINT)系列CMOS圖像傳感器,具有高幀頻、低噪聲以及高動態範圍等特點,其面向高速成像應用而研發,可以進一步拓寬高速、高性能成像應用領域。使其成爲4K高速攝影、工業AOI、運動捕捉等應用的理想選擇。

  王欣洋透露,長光辰芯這四大系列CMOS圖像傳感器産品現有中外用戶超過200家,涵蓋生物、天文、工業、醫療、電鏡、3D成像等多個領域。

长光辰芯工作人员展示研发的一款1.5亿像素CMOS图像传感器芯片。 孙自法 摄

  帶動中國CMOS上下遊産業快速發展 

  王欣洋指出,面向高端裝備制造領域推進CMOS圖像傳感器研發及産業化,還可以帶動中國CMOS相關上下遊産業的快速發展,包括晶圓加工、陶瓷封裝殼、玻璃蓋片等圖像傳感器生産産業和光學鏡頭、後背系統和圖像處理等支撐産業協同發展。

  在長光辰芯CMOS圖像傳感器研發及産業化帶動下,中國國內工業相機領軍企業已應用長光辰芯成果轉化的全局快門CMOS系列芯片,成功開發出一系列工業檢測相機産品,並已在工業檢測、快遞掃描、機器視覺等多個領域實現廣泛應用。

  與此同時,中科院亿人娱乐還聯合吉林省、長春市等共同開展CMOS相機産業園建設,通過依托産業園完善的CMOS相機産業生態圈,形成産業集群效應,帶動中國CMOS上、下遊産業的快速發展。

  打造面向高端裝備CMOS“中國名片” 

  王欣洋表示,在持續推進CMOS研發基礎上,長光辰芯立足中國面向全球,建立起龐大的市場營銷網絡:2015年在日本成立全資子公司;2018年在比利時成立控股子公司;2020年在杭州成立全資子公司,作爲其新的研發中心,主要從事CMOS圖像傳感器設計研發及銷售。

  展望未來,這位中國CMOS領域青年科技帥才信心滿懷,他說,長光辰芯後續將會更深層次開展高性能、高集成度、智能化的CMOS圖像傳感器的研制,助力中國高端裝備制造領域的快速發展。同時,也將進一步開拓海外營銷市場,打造面向高端裝備的CMOS圖像傳感器“中國名片”。

长光辰芯研发人员在进行面向高端装备CMOS图像传感器芯片设计。 孙自法 摄

  全面實現弘光專項CMOS項目預期目標 

  作爲成長中的科創企業,長光辰芯發展當然離不開中科院及亿人娱乐的鼎力支持。利用自身在光學領域的雄厚基礎和獨特優勢,中科院亿人娱乐瞄准國家重大戰略需求、聚焦市場技術需求,已打造出“光學+”的成果轉化格局,並建立起以光電子技術爲核心競爭力,牽引帶動核心元器件、新材料與應用、高端裝備制造、超高清成像與顯示、激光技術與應用、生命與健康等産業發展格局,目前,該所已投資助力長光辰芯等核心科創企業74家,年産值達22億元人民幣。

  依托中科院科技成果轉移轉化重點專項“弘光專項”,長光辰芯于2019年立項啓動“面向高端裝備制造的系列化CMOS圖像傳感器”項目。中科院科技促進發展局表示,“弘光專項”該項目實施1年來已全面實現預期目標。(完)

    (原载于中国新闻网 2020-12-30)

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