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【国际在线】中国科技工作者布局图像传感器芯

发布日期:2021-07-06 18:54

  【国际在线】中国科技工作者布局图像传感器芯片市场 实现国产替代进口的 “突围”

  图像传感器(芯片)号称电子产品的眼睛,可以为各种应用提供机器视觉。CMOS图像传感器是当前可见光成像领域主流的成像器件。中国科学院长春光学精密机械与物理研究所以及长光集团孵化的一批高新技术企业,正瞄准高端装备制造领域的应用需求进行产品研发和产业化。在图像传感器芯片领域,中国的科技工作者一步步从追赶变为超越,逐步切分市场,实现国产替代进口的 “突围”。

  “这是我们一款3600万分辨率的背照式图像传感器,跟以前的产品比起来,成像的效率提高了10倍之上。它的灵敏度非常高,比如说我们在伸手不见五指的星光状态下,nba直播,还能实现一个非常好的图像的这么一个效果。”

  在长光辰芯光电技术有限公司晶圆检测实验室旁,总经理王欣洋告诉记者,公司研发的这款图像传感器具有高灵敏度、低噪声、高动态范围等特点,能够全面满足生命科学、医疗成像等领域对微光目标有效成像的应用需求。

  王欣洋表示:“一个是像素的分辨率,在我们这款器件出来之前,主要市场是400万分辨率和600万分辨率,我们这款直接做到了3600万分辨率,可以实现一个量级上的提升。第二就是我们的感光的效率,传统来说一般是达到60%~70%,我们直接做到了95%,接近了理想值的100%的极限,可以说也实现了30%的提升。”

  成像技术的发展经历了胶卷、电荷耦合器件(也就是CCD器件)和互补金属氧化物半导体器件(也就是CMOS器件)等不同的时代,而后者是当前可见光成像领域主流的成像器件。正是基于对市场的研判,这家企业并未把大家触手可及的手机等图像传感器设计制造作为主攻方向,而是瞄准科学、工业和专业成像三大方向为主的高端装备制造领域。

  王欣洋表示:“这三个市场事实上都有,有的市场占有率很高的这种竞争对手都在海外。我们在每一个点上找到一个细分的点,然后进行逐步的海外替代,相当于把我们的器件的性能做得更好,来一步一步进行切分。但是这种高端市场就是一个一个去切,它是要花很多时间去做的。”

  2019年,长春光机所联合长光辰芯光电技术有限公司负责中科院弘光专项项目“面向高端装备制造的系列化CMOS图像传感器”。项目已经突破了低噪声、全局快门像素设计、背照式芯片制造等多项核心技术,实现了该类型图像传感器四大系列研发及产业化能力。公司总经理王欣洋介绍:“比如在工业市场,我们在这个行业仅仅进去了两年,我们现在的占有率是比较低的,可能才有5%-6%,但未来成长空间很大。在某些细分市场的话,我们占有率已经很高。比如液晶屏的检测。像生命科学显微镜,我们现在可能全球也会超过40%的市场占有率了。”

  目前,国内工业相机领军企业海康机器人、华睿科技等公司应用该项目转化的系列芯片成功开发出工业检测相机产品,并已在快递扫描、机器视觉等多个领域实现广泛应用。

  瞄准高端装备芯片制造的可不止这一家。芯片是由晶圆切割形成的半成品,而晶圆制造企业通常两成设备用于生产,八成设备用于检测。晶圆测试探针台是半导体芯片制造前道工序中必不可少的关键设备。由于该设备技术含量高、研制难度大,国内市场被日本、韩国几家大公司垄断。

  在吉林省光电子产业孵化器培育下,长春光华微电子设备工程中心研发的高端晶圆测试探针台,已经完成中试,经过国内多家用户测试,达到要求。产品预计2021年将逐渐进入市场,替代进口,打破国外设备垄断国内市场局面,满足行业需求。公司董事长田兴志说:“最多的就是测试厂,测试厂它会有很多很多设备几十台,甚至上百台几百台,它是专门接测试,代工给别人做。”

  目前,长春光机所正联合当地政府共同建设产业园,通过产业生态圈形成集群效应,带动我国相关领域上、下游产业快速发展。中科院长春光机所党委副书记金宏说:“成果转化核心的问题是怎么能够把成果转化为市场的应用的产品。我们最大的问题是有技术优势,但却没有对市场的认识、没有对市场的开发能力。所以仅有技术优势绝对不可能作为成果转化作为产品来产生。所以我们现在做的工作就是来做探索一条从核心技术到成果转化的一个成功之路。”