“像”由“芯”生：中國打造自主高端圖像傳感器芯片
王欣洋介紹長光辰芯面向高端裝備CMOS圖像傳感器芯片研發及市場應用情況。 孫自法 攝
中新網長春12月30日電 (記者 孫自法)從小孔成像原理到膠捲沖洗、從CCD(電荷耦合器件)到CMOS(互補金屬氧化物半導體)，隨着科技不斷進步，成像技術如今已發展到“像”由“芯”生階段——CMOS圖像傳感器芯片憑藉低噪聲、高靈敏度、高集成度、數字化輸出等優勢，成為目前可見光成像領域主流的成像器件。
中國對於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、廣電等高端裝備製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展受制於人的桎梏，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)，於2012年通過從歐洲引進CMOS研發團隊成立長春長光辰芯光電技術有限公司(長光辰芯)，全力研發一批具有自主知識產權、具備產業化應用條件的高性能CMOS圖像傳感器器件，以滿足高端裝備製造領域對CMOS圖像傳感器重大應用的需求。
長光辰芯研發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
實現四大系列CMOS研發及產業化能力
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採訪時介紹説，如果將相機、攝像機比作眼睛，那麼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產業化能力：
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，可廣泛應用於平板顯示器檢測、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，主要應用於生命科學、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，可用於印刷品檢測、標籤檢測、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。使其成為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圖像傳感器產品現有中外用户超過200家，涵蓋生物、天文、工業、醫療、電鏡、3D成像等多個領域。
長光辰芯工作人員展示研發的一款1.5億像素CMOS圖像傳感器芯片。 孫自法 攝
帶動中國CMOS上下游產業快速發展
王欣洋指出，面向高端裝備製造領域推進CMOS圖像傳感器研發及產業化，還可以帶動中國CMOS相關上下游產業的快速發展，包括晶圓加工、陶瓷封裝殼、玻璃蓋片等圖像傳感器生產產業和光學鏡頭、後背系統和圖像處理等支撐產業協同發展。
在長光辰芯CMOS圖像傳感器研發及產業化帶動下，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產品，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，中科院長春光機所還聯合吉林省、長春市等共同開展CMOS相機產業園建設，通過依託產業園完善的CMOS相機產業生態圈，形成產業集羣效應，帶動中國CMOS上、下游產業的快速發展。
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，作為其新的研發中心，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，他説，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圖像傳感器的研製，助力中國高端裝備製造領域的快速發展。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”。
長光辰芯研發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
全面實現弘光專項CMOS項目預期目標
作為成長中的科創企業，長光辰芯發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勢，中科院長春光機所瞄準國家重大戰略需求、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、高端裝備製造、超高清成像與顯示、激光技術與應用、生命與健康等產業發展格局，目前，該所已投資助力長光辰芯等核心科創企業74家，年產值達22億元人民幣。
依託中科院科技成果轉移轉化重點專項“弘光專項”，長光辰芯於2019年立項啓動“面向高端裝備製造的系列化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)