當(dāng)我們拿起智能手機(jī)拍照定格一個(gè)個(gè)美麗的瞬間時(shí)，有一個(gè)“幕后功臣”正使出渾身解數(shù)，努力將其從外界感知的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字圖像信號(hào)。這個(gè)有著“人眼視網(wǎng)膜”之稱的關(guān)鍵元器件就是——圖像傳感器。正是因?yàn)橛辛怂推渌麛z像器件的高度配合，我們才能夠拍出一張張清晰美麗的照片。
從膠卷到CCD（電荷耦合器件）再到CMOS（互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體），隨著成像技術(shù)的發(fā)展，目前CMOS圖像傳感器（圖像傳感器的一種）憑借低噪聲、高靈敏度、高集成度、數(shù)字化輸出等優(yōu)勢(shì)，已成為當(dāng)前可見(jiàn)光成像領(lǐng)域主流的成像器件。“如果把相機(jī)、攝像機(jī)比作人類的眼睛，那么CMOS圖像傳感器就相當(dāng)于我們的視網(wǎng)膜，其性能的好壞直接關(guān)系著能否高質(zhì)高效成像?！遍L(zhǎng)春長(zhǎng)光辰芯光電技術(shù)有限公司總經(jīng)理王欣洋打了個(gè)比方。
長(zhǎng)春長(zhǎng)光辰芯光電技術(shù)有限公司總經(jīng)理王欣洋
然而有些尷尬的是，在工業(yè)檢測(cè)、生命科學(xué)、天文、廣電等高端裝備領(lǐng)域，我們使用的圖像傳感器幾乎全部來(lái)自進(jìn)口。如何有效發(fā)揮國(guó)家科研團(tuán)隊(duì)的作用，解決長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的“心腹之患”？中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所黨委副書(shū)記金宏看得很清也很遠(yuǎn)，“長(zhǎng)春光機(jī)所不缺乏先進(jìn)的光學(xué)技術(shù)，但只有技術(shù)還不夠，我們需要探索一條從核心技術(shù)到成果轉(zhuǎn)化的成功之路?！?
于是，2012年長(zhǎng)春光機(jī)所從歐洲引進(jìn)CMOS研發(fā)團(tuán)隊(duì)，成立了長(zhǎng)春長(zhǎng)光辰芯光電技術(shù)有限公司。此前曾先后參與設(shè)計(jì)了多款CMOS圖像傳感器的王欣洋，則從此開(kāi)始了長(zhǎng)達(dá)八年的創(chuàng)業(yè)之旅。“長(zhǎng)春光機(jī)所在光電系統(tǒng)研發(fā)領(lǐng)域的經(jīng)驗(yàn)以及在行業(yè)領(lǐng)域的資源，都為長(zhǎng)光辰芯發(fā)展提供了有力支持。”如今再回望當(dāng)初回國(guó)創(chuàng)業(yè)的決定，王欣洋坦言，“很幸運(yùn)，沒(méi)有遇到等米下鍋的資金難題，整體比較順利?！?
“這是我們自主設(shè)計(jì)的一款背照式超高靈敏度CMOS圖像傳感器?！蓖跣姥髲纳磉叺牟Ａд故竟裰心闷鹨粋€(gè)四四方方的產(chǎn)品，信心滿滿地向記者介紹，“這款新產(chǎn)品圖像分辨率可以達(dá)到3600萬(wàn)像素，有效感光面積比同類產(chǎn)品擴(kuò)大了10倍以上。通過(guò)先進(jìn)的背照式工藝，其靈敏度也提高了10倍以上。”
一連串?dāng)?shù)據(jù)意味著什么？王欣洋這樣解釋：“假如只有一個(gè)光子跑進(jìn)了這個(gè)產(chǎn)品的‘視野’，那么它就有95％的機(jī)率看到并成像，而其他產(chǎn)品捕捉的機(jī)率一般只能達(dá)到60％—70％。換句話說(shuō)，即便是伸手不見(jiàn)五指的星光狀態(tài)下，人眼看不見(jiàn)，我們的產(chǎn)品也能看得清?！?
苦心人天不負(fù)。而今長(zhǎng)光辰芯通過(guò)多年研發(fā)，先后突破了低噪聲全局快門(mén)像素設(shè)計(jì)、背照式芯片技術(shù)等多項(xiàng)核心技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了四大系列CMOS圖像傳感器的研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化能力。比如，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(dòng)態(tài)范圍等特點(diǎn)，該系列產(chǎn)品面向高端科學(xué)成像應(yīng)用而開(kāi)發(fā)，主要應(yīng)用領(lǐng)域包括生命科學(xué)、醫(yī)療成像、光譜學(xué)、熒光成像、天文學(xué)、高能物理和軟X射線等領(lǐng)域，可全面滿足對(duì)微光目標(biāo)有效成像的應(yīng)用需求。
再如，高速線陣GL系列CMOS圖像傳感器，具有高速、低噪聲等特點(diǎn)，其分辨率從2K到32K不等，行頻最高可達(dá)200kHz（千赫茲），能夠滿足各領(lǐng)域?qū)ο到y(tǒng)成像速度提升的需求，可用于印刷品檢測(cè)、標(biāo)簽檢測(cè)、透明材料檢測(cè)等領(lǐng)域，全面滿足對(duì)目標(biāo)高速推掃成像的應(yīng)用需求。
“目前在工業(yè)成像領(lǐng)域，我們雖然剛剛進(jìn)入兩年左右的時(shí)間，市場(chǎng)占有率只有0.6％左右，但未來(lái)成長(zhǎng)空間很大。在某些其他細(xì)分市場(chǎng)，我們的占有率有的可以達(dá)到40％—50％，比如液晶屏檢測(cè)市場(chǎng)。”王欣洋告訴記者，長(zhǎng)光辰芯系列CMOS圖像傳感器產(chǎn)品現(xiàn)有中外用戶超過(guò)200家，應(yīng)用范圍涵蓋生物、天文、工業(yè)、醫(yī)療、電鏡、3D成像等多個(gè)領(lǐng)域。
“2019年在中科院‘弘光專項(xiàng)’的支持下，長(zhǎng)春光機(jī)所與長(zhǎng)光辰芯啟動(dòng)實(shí)施了‘面向高端裝備制造的系列化CMOS圖像傳感器’項(xiàng)目。面向高端裝備制造領(lǐng)域的CMOS圖像傳感器研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化工作將有效帶動(dòng)國(guó)內(nèi)相關(guān)上下游產(chǎn)業(yè)的高速發(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(xué)鏡頭、后背系統(tǒng)和圖像處理等支撐產(chǎn)業(yè)?！闭劶拔磥?lái)，王欣洋透露，目前長(zhǎng)春光機(jī)所聯(lián)合吉林省、長(zhǎng)春市和經(jīng)開(kāi)區(qū)政府聯(lián)合開(kāi)展了CMOS相機(jī)產(chǎn)業(yè)園建設(shè)，將依托產(chǎn)業(yè)園完善的CMOS相機(jī)產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈，形成產(chǎn)業(yè)集群效應(yīng)，“今后，長(zhǎng)光辰芯將開(kāi)展更深層次的高性能、高集成度、智能化的CMOS圖像傳感器研制。”（經(jīng)濟(jì)日?qǐng)?bào)經(jīng)點(diǎn)科學(xué)工作室 記者：沈慧）
