中新網(wǎng)長春12月30日電 (記者 孫自法)從小孔成像原理到膠卷沖洗、從CCD(電荷耦合器件)到CMOS(互補金屬氧化物半導體)，隨著科技不斷進步，成像技術如今已發(fā)展到“像”由“芯”生階段——CMOS圖像傳感器芯片憑借低噪聲、高靈敏度、高集成度、數(shù)字化輸出等優(yōu)勢，成為目前可見光成像領域主流的成像器件。
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(yè)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。
為打破這一成像技術領域發(fā)展受制于人的桎梏，有新中國“光學的搖籃”之譽的中國科學院長春光學精密機械與物理研究所(中科院長春光機所)，于2012年通過從歐洲引進CMOS研發(fā)團隊成立長春長光辰芯光電技術有限公司(長光辰芯)，全力研發(fā)一批具有自主知識產(chǎn)權、具備產(chǎn)業(yè)化應用條件的高性能CMOS圖像傳感器器件，以滿足高端裝備制造領域對CMOS圖像傳感器重大應用的需求。
長光辰芯研發(fā)的一款全局快門像素設計、背照式CMOS圖像傳感器芯片。 孫自法 攝
實現(xiàn)四大系列CMOS研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化能力
8年來，長光辰芯在CMOS圖像傳感器芯片領域研發(fā)進展如何？長光辰芯總經(jīng)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，那么CMOS圖像傳感器芯片就是視網(wǎng)膜，對高質高效成像至關重要。
長光辰芯通過多年研發(fā)，現(xiàn)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，并實現(xiàn)四大系列CMOS圖像傳感器的研發(fā)及產(chǎn)業(yè)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(yè)檢測領域，全面滿足對動態(tài)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(tài)范圍等特點，其面向高端科學成像應用而開發(fā)，主要應用于生命科學、醫(yī)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(tǒng)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(tài)范圍等特點，其面向高速成像應用而研發(fā)，可以進一步拓寬高速、高性能成像應用領域。使其成為4K高速攝影、工業(yè)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圖像傳感器產(chǎn)品現(xiàn)有中外用戶超過200家，涵蓋生物、天文、工業(yè)、醫(yī)療、電鏡、3D成像等多個領域。
長光辰芯工作人員展示研發(fā)的一款1.5億像素CMOS圖像傳感器芯片。 孫自法 攝
帶動中國CMOS上下游產(chǎn)業(yè)快速發(fā)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(fā)及產(chǎn)業(yè)化，還可以帶動中國CMOS相關上下游產(chǎn)業(yè)的快速發(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)和光學鏡頭、后背系統(tǒng)和圖像處理等支撐產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展。
在長光辰芯CMOS圖像傳感器研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化帶動下，中國國內工業(yè)相機領軍企業(yè)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(fā)出一系列工業(yè)檢測相機產(chǎn)品，并已在工業(yè)檢測、快遞掃描、機器視覺等多個領域實現(xiàn)廣泛應用。
與此同時，中科院長春光機所還聯(lián)合吉林省、長春市等共同開展CMOS相機產(chǎn)業(yè)園建設，通過依托產(chǎn)業(yè)園完善的CMOS相機產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈，形成產(chǎn)業(yè)集群效應，帶動中國CMOS上、下游產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。
打造面向高端裝備CMOS“中國名片”
王欣洋表示，在持續(xù)推進CMOS研發(fā)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(wǎng)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，作為其新的研發(fā)中心，主要從事CMOS圖像傳感器設計研發(fā)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，長光辰芯后續(xù)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(fā)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”。
長光辰芯研發(fā)人員在進行面向高端裝備CMOS圖像傳感器芯片設計。 孫自法 攝
全面實現(xiàn)弘光專項CMOS項目預期目標
作為成長中的科創(chuàng)企業(yè)，長光辰芯發(fā)展當然離不開中科院及長春光機所的鼎力支持。利用自身在光學領域的雄厚基礎和獨特優(yōu)勢，中科院長春光機所瞄準國家重大戰(zhàn)略需求、聚焦市場技術需求，已打造出“光學+”的成果轉化格局，并建立起以光電子技術為核心競爭力，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、生命與健康等產(chǎn)業(yè)發(fā)展格局，目前，該所已投資助力長光辰芯等核心科創(chuàng)企業(yè)74家，年產(chǎn)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年立項啟動“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(fā)展局表示，“弘光專項”該項目實施1年來已全面實現(xiàn)預期目標。(完)