給蘋果照相，根據(jù)照片就能快速檢測出蘋果的糖分、卡路里、水分、軟硬程度等肉眼看不到的指標。讓機器擁有一雙具備四維空間透視眼的幕后功臣，是高光譜成像技術(shù)。

“為收集信息的智能傳感器安裝‘心臟’，這是未來萬物互聯(lián)時代的基本動作。”6月15日，深圳市海譜納米光學(xué)科技有限公司CEO黃錦標向記者展示了不同波段的高光譜成像MEMS(微機電系統(tǒng))芯片，其大小與指甲蓋類似。

“將它們搭載不同的模組，就能為智能終端設(shè)備裝上一雙透視眼。”黃錦標說。

除了邏輯芯片、模擬芯片、存儲芯片等傳統(tǒng)芯片類別之外，近年來，人工智能和物聯(lián)網(wǎng)正帶來全新的芯片需求。其中，用半導(dǎo)體技術(shù)在硅片上制造納米級別的電子機械系統(tǒng)，將外界的物理、化學(xué)信號轉(zhuǎn)換成電信號，這就是物聯(lián)網(wǎng)時代備受關(guān)注的MEMS芯片。它涉及電子、機械、材料、信息與自動控制、物理、化學(xué)和生物等多種學(xué)科，可以把不同功能的多個傳感器或執(zhí)行器集成于一體。

黃錦標手中的高光譜成像芯片就屬于MEMS芯片。其背后的高光譜成像技術(shù)將成像技術(shù)與光譜技術(shù)相結(jié)合，通過探測目標的一維光譜信息和二維幾何空間信息，可獲得每個物體獨一無二的“光譜紋”?；诜治龉庾V信息，高光譜技術(shù)可實現(xiàn)對物質(zhì)成分的直接檢測。

針對傳統(tǒng)高光譜相機體積龐大、價格昂貴、無法批量生產(chǎn)等業(yè)界難題，海譜納米光學(xué)專“啃”微型高光譜成像MEMS芯片研發(fā)的“硬骨頭”。2019年成立之初就開啟了首款微型高光譜成像MEMS芯片的研發(fā)設(shè)計與流片，次年成功開發(fā)出第二款微型高光譜成像MEMS芯片樣片。

今年初，海譜納米光學(xué)正式量產(chǎn)了第一代微型高光譜成像MEMS芯片，填補了國內(nèi)在該領(lǐng)域的空白，并成功研發(fā)出體積僅為傳統(tǒng)產(chǎn)品千分之一的高光譜相機微型模組。5月，海譜納米光學(xué)正式推出可見-近紅外高光譜工業(yè)相機、短波紅外高光譜工業(yè)相機、高光譜相機微型模組、超薄高光譜相機微型模組等多款產(chǎn)品。

黃錦標向記者展示了高光譜成像技術(shù)在醫(yī)療健康、食品安全、工業(yè)視覺檢測、環(huán)境監(jiān)測、物聯(lián)網(wǎng)、自動駕駛、AR/VR等領(lǐng)域的超強本領(lǐng)。

其中，高光譜成像技術(shù)可以準確獲取皮膚中血紅蛋白、黑色素、含氧度、水分等信息，及時檢測皮膚健康狀態(tài)。基于高光譜信息，高光譜成像技術(shù)可以準確檢測果蔬中農(nóng)殘含量、甜度、水分等信息。高光譜環(huán)保水質(zhì)監(jiān)測相機+數(shù)字化解決方案可實現(xiàn)可視化水質(zhì)實時跟蹤檢測。

黃錦標坦承，MEMS芯片具有個性化、分散化特點，與生產(chǎn)工藝高度標準化的集成電路芯片不同，這種非標化特征是困擾行業(yè)迅速做大的軟肋。

“但這也給我們實現(xiàn)彎道超車提供了契機。”黃錦標認為，一方面，MEMS芯片還沒有形成通用制造流程，技術(shù)更新?lián)Q代緩慢，比拼的是熟練工藝。另一方面，產(chǎn)品個性化帶來廣闊的細分市場，單一公司難以實現(xiàn)壟斷，我國豐富的市場應(yīng)用場景能夠加快0—1—N的進程。

值得注意的是，《深圳市國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和二〇三五年遠景目標綱要》在關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)重點領(lǐng)域中，也明確提出在集成電路領(lǐng)域重點圍繞芯片架構(gòu)等開展技術(shù)攻關(guān)，發(fā)展絕緣柵雙極型晶體管、微機電系統(tǒng)等特色工藝，發(fā)展碳化硅等化合物半導(dǎo)體。

關(guān)鍵詞： 智能傳感器 集成電路 芯片架構(gòu) 微機電系統(tǒng)