可测万物!这家深圳公司量产全球首款微型光谱芯片

商业 来源: 2022/4/20 15:52:45 阅读:2539

  记者日前从深圳市海谱纳米光学科技有限公司(HyperNano,简称海谱)获悉,2022年初,该公司宣布正式全球率先量产了第一代微型高光谱MEMS(微机电系统,Micro-Electro-Mechanical System)芯片,高光谱工业相机及高光谱相机模组即将推向市场。

image.png

  海谱纳米光学 南方+ 李荣华 拍摄

  据悉,基于微型高光谱MEMS芯片技术,海谱推出的高光谱成像模组在波长精度、拍摄速度、空间分辨率、半峰宽、视场角等专业技术指标上达到全球领先水平,体积比传统光谱相机缩小了近1000倍,是业界尺寸最小的高光谱相机模。


  半导体老兵深圳创业跨越“死亡之谷”

  海谱创始人兼CEO黄锦标介绍,公司于2019年1月创立,以“光谱芯视觉,感知超极限”为

,专注于高光谱成像技术的设计与研发。

image.png

  黄锦标 南方+ 李荣华 拍摄

  黄锦标毕业于南开大学微电子专业,有着20多年半导体技术和市场经验,曾担任多家半导体公司高管,有着很强的系统开发和市场开拓的经验。为深圳微纳促进会协会专家

  而海谱研发团队在MEMS领域拥有近20年的芯片设计与工艺制造经验,团队核心成员包括多名顶尖MEMS专家及深圳孔雀人才。

  2022年3月,海谱完成数千万元A轮融资,投资方包括昆仑资本、远方资本、湾信资本。

  业内人士介绍,MEMS芯片最常用的是承担传感功能,在整个大的信息系统里有点类似于人的感官系统。从行业而言,欧美是MEMS产业、技术与产品的发源地,处于全球领先地位,中国MEMS产业起步较晚,MEMS产业还处于发展的起步阶段,我国不仅在精度和敏感度等性能指标上与国外存在巨大差距,应用范围也多局限于中低端领域。因而有芯片创业难,MEMS芯片创业更难的说法。不过,尽管我国MEMS传感器厂商面临诸多挑战,但从上游设计、中游制造、下游封装等领域国产替代的空间巨大。

image.png

  海谱微型高光谱MEMS芯片 南方+ 李荣华 拍摄

  正因为身处MEMS产业这一高精尖行业,海谱从成立初期的3年,经历了高科技创业公司所面临的“死亡之谷”考验,即从技术研发到产品量产的种种挑战。

  “创业公司的技术再领先,也要把它变成一个工程化且可市场化的产品,这个过程有很多坑,只有迈过去,技术才具有商业价值。”黄锦标称。

  黄锦标介绍,海谱走到去年年底时,最核心的技术芯片开始量产。同时,将芯片应用于相机的相关模组也已准备完毕,相当于公司在技术工程化产品这个初创公司最大的槛,已经迈了过去。


  填补国内微型高光谱MEMS芯片领域空白

  说起海谱的技术,首先还要科普一下光谱技术。

  光谱学始于英国科学家牛顿,是人类借助光认知世界的重要方式,地球上不同的元素及其化合物都有自己独特的光谱特征,光谱因此被视为可以辨别物质的成分信息。

  光谱学的最大特色之一,是研究光与物质产生相互作用的学科,通过物理的方法可以获取物体的成分,在应用上可以非接触和非破坏地进行检测。典型的如天文对象、高温物体、放电气体……在分子和原子层次上物质作分析研究,主要是用光谱方法。比如人类用光谱相机拍摄遥远星球的表面物质。

image.png

  微型高光谱原理 南方+ 李荣华 拍摄

  黄锦标介绍,高光谱成像技术则将成像技术与光谱技术相结合,可获取高光谱分辨率的连续、窄波段的图像数据。其原理是将成像技术与光谱技术相结合,在探测目标二维空间信息的同时,获取其每一个空间位置上的光谱信息,从而实现对物质成分的直接检测物质光谱信息具有指纹特性,即不同的物质拥有不同的光谱,因此高光谱成像为机器视觉的物质的感知、识别和分析提供了新路径,是继2D、3D视觉技术之后的下一代革命性视觉成像技术。2019年,海谱在深圳成立后,开启第一款微型高光谱MEMS芯片的研发设计与流片。2020年初,海谱宣布正式量产第一代微型高光谱MEMS芯片,填补了国内在微型高光谱MEMS芯片领域的空白。

  传统光谱成像设备一般手工组装,存在体积大、价格昂贵、无法批量生产等问题,海谱纳米光学微型高光谱MEMS芯片具备高空间分辨率、高透光率等性能优势,解决了光谱成像设备体积、成本等问题;芯片化量产还可有效降低高光谱成像设备的台间差,实现芯片至整机全自动组装。

  由此,海谱突破性地实现了MEMS特殊工艺的突破,解决了高光谱成像工业化、低成本和量产化的业界难题,研发能力覆盖芯片设计、光学模组、产品相机、算法研发、完整应用解决方案等高光谱全链条技术,可为全球多领域客户提供一站式高光谱成像解决方案。

  “传统的光谱成像设备是一个大仪器;海谱的相机模组才一片指甲大,而且更便宜,不管从体积还是价格、便利性都跨越民用的门槛,也是中国在这个细分芯片赛道上做到了世界领先的位置。”黄锦标这样比较。

image.png

  高光谱原理 南方+ 李荣华 拍摄


  芯片产品覆盖全光谱波段,万物皆可测

  目前,公司已推出几款芯片,形成全光谱覆盖,实现万物皆可测。

  黄锦标介绍,高光谱成像MEMS芯片及模组可以应用于工业检测、医疗健康、安防环保、食品检测、IOT等多场景。

  例如在工业检测领域,高光谱技术可在非接触的情况下实现食品检测分拣、质量等级筛选等功能,以往几分钟或数小时的检测结果如今可实时在线获取;在医疗健康,高光谱设备可赋予普通显微镜高光谱视觉能力,同时还可实现癌症筛查、手术辅助成像等功能;在安防环保领域,高光谱技术可对水质、环境进行实时监测,实现对水质的定性、定量观测,实现云图可视化效果;在食品检测领域,高光谱成像技术可对肉类、果蔬、粮油等进行材质分析,检测果蔬的糖度、水分、硬度、酸度等指标,智能分析肉类的新鲜程度。

  值得留意的是,海谱不仅有硬件团队,也有AI算法团队,这也保证了芯片获取数据后可以计算建模,得到一致性较高的结果。

  为何一个默默无名的初创科技公司,可以填补芯片产业空白,实现全球技术领先?

  黄锦标介绍,高光谱MEMS芯片是一个多学科的技术突破,不单单涉及微电子,还有化学、材料、机械、光学等。但是,公司一直聚焦于高光谱成像技术这一细分领域,而且公司核心研发团队此前20年专注于该细分技术的研发,有着世界领先的技术沉淀。

  “中国芯片暂时落后于国外,实际上差在积累不够,除了资本、政策和市场加持,需要很多科研人员、工程师长年累月地在实验室和芯片产线上辛勤付出,这样才有领先技术突破。”黄锦标称,作为一名90年代从大学毕业后进入半导体行业的老兵,见证了深圳20来年半导体行业的萌生、发展和蓬勃,希望通过自主科技创新,支持国产技术在半导体“无人区”技术实现更多突破。


  【企业档案】

  海谱纳米光学

  公司成立于2019年,公司深圳市海谱纳米光学科技有限公司是微型高光谱成像的开拓者,技术成果世界首创,填补国内空白。公司技术研发能力覆盖芯片设计、生产工艺、光学模组、产品相机和算法等领域的解决方案。

  团队成员:创始人黄锦标有20多年半导体从业经验、郭斌是一名有海外科研经历的光学微电子专家。

  融资状态:2022年3月,完成数千万元A轮融资,投资方包括昆仑资本、远方资本、湾信资本。

  【深创者说@黄锦标】

  我们一直强调,一个技术是否具有先进性、突破性,一定要有用,要为市场和消费者提供所认可的解决方案。

  海谱将微型高光谱MEMS芯片与人工智能算法结合,来为消费者转译物体的成分信息。比如我们人眼或者普通相机拍一块肉,就是一张普通照片,但是安装我们芯片的相机拍出的照片,经过算法读取,会转换出一个普通人可理解的结果,告诉你这块肉是否新鲜。

  我们坚持不会做终端产品。现在国内尤其深圳已经有很多全球知名的硬件终端产品公司,我们的定位是生产芯片以及解决方案,来服务这些硬件终端产品公司。

  在我们看来,现在中国卡脖子,是卡在缺少上游核心芯片或器件的技术和制造能力。海谱立志于去做这样的一个角色。

  【记者】李荣华

  【统筹】曲广宁

  【图片】李荣华,部分为受访者供图




相关文章