發布日期：2022-10-09 點擊率：160
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原標題：InVisage的黑科技：“量子薄膜”圖像傳感器 叫板CMOS
ZD至頂網 11月12日 北京消息（文/周雅）：量宏科技（InVisage）日前在北京推出其首創產品——Quantum13相機傳感器。基于該公司QuantumFilm平臺研發的納米技術，這是首個使用電子全局快門的智能手機相機傳感器，并且能夠體驗超高寬動態，讓圖像從明到暗的所有細節都捕捉到。量宏科技展示了Quantum13相機傳感器在高通和聯發科智能手機上的運行，現場有一絲叫板CMOS的意味。
量宏科技現場演示。下圖為Quantum13相機傳感器在高通手機上拍攝的影像
量宏科技總裁兼首席執行官李政揚（Jess Lee）指出：“Quantum13傳感器的推出標志著智能手機相機產業進入一個新時代。智能手機將首次通過一種全新的材料來捕捉圖像。這種材料不是硅，不是薄膜，而是QuantumFilm?！?/p>
量宏科技總裁兼首席執行官李政揚（Jess Lee）
目前市面上手機相機里的圖像傳感器，采用的絕大都是CMOS圖像傳感器，CMOS的材質是硅。而量宏科技所推出的量子薄膜（QuantumFilm）是基于納米技術的一個新材料，所研發出的Quantum13是世界上第一種使用量子薄膜而不是硅材料來捕捉光線的圖像傳感器。
它的自然光響應曲線與人眼類似，Quantum13傳感器包含一種強大的單景高動態范圍模式，稱之為“QuantumCinema”。與傳統的CMOS圖像傳感器相比，這種模式能提高近18dB的動態范圍。這也就意味著無需任何夫家的高動態范圍軟件處理，靜態和攝像模式都可以達到這種高性能水平。
Quantum13傳感器還是全球首款將電子全局快門應用于智能手機的傳感器。這種相機技術能夠全幀捕捉，而CMOS傳感器則使用滾動快門方法從上到下掃描圖像。
通過電子全局快門，搭載Quantum13傳感器的智能手機才能以通常在只出現在單反相機中的全幀快門速度捕捉到快速移動的物體，生成流暢的2K和4K影像，不會出現任何由滾動快門造成的失真現象。
Quantum13傳感器是一種擁有1300萬像素、1.1微米像素面積的相機傳感器，可以裝入一個8.5mm×8.5mm的模塊中。QuantumFilm的光吸收率比硅高出8倍，可以形成一種超薄光捕捉媒介，可以調節具有較高入射角度的光，從而達到4mm相機模塊高度。這種更薄的相機模塊可以使智能手機的相機設計得更薄。
“量宏科技現在針對的是主流的1300萬像素的智能手機相機市場，”TSR高級分析師Tetsuo Omori解釋道，“我們的研究表明，全球1300萬像素的相機傳感器使用量預計將從2015年的4.08億個增長到2020年的9.95億個。”
早在今年6月份的時候，量宏科技便已宣布在臺灣啟用全球首座5納米制程的工廠，生產量子薄膜Quantum13圖像傳感器，目前正處于樣品制作階段，預計在今年年底實現量產，首批成品有望于本季度供應給智能手機廠商。
據悉，量宏科技成立于2006年，是一家領先的材料及影像技術平臺公司，由創投企業注資成立，總部位于美國加利福尼亞州的Menlo Park。量宏科技的首創產品——QuantumFilm傳感器可以讓手機相機以及數碼相機等移動設備捕捉到高保真、高分辨率的圖像，擁有一百余項專利。
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薄膜傳感器：InVisage的黑科技：“量子薄膜”圖像傳感器 叫板CMOS 第2張" title="量子薄膜傳感器：InVisage的黑科技：“量子薄膜”圖像傳感器 叫板CMOS 第2張-傳感器知識網"/>
原標題：又見黑科技！量子薄膜傳感器或推動VR設備變革
VR設備離不開各種各樣的傳感器，這也是頭顯笨重的原因之一。近日，美國Invisage公司發布了一項叫做量子薄膜技術（QuantumFilm）的黑科技，不僅讓圖像傳感器變得更輕薄，還可以提高傳感器的功效。
目前市面上常見的圖像傳感器是CMOS圖像傳感器，多用于智能手機相機。CMOS的材質是硅，其工作原理是通過細分像素來提高分圖像辨率，由于每個像素對光的敏感性都會降低，只能得到低質量的成像。如果用于VR頭顯等精密設備總會產生一些問題。
與CMOS圖像傳感器不同的是，量子薄膜是基于納米技術的一個新材料，將對光線更敏感的量子點薄膜置于硅層（可將光信號轉化為數字信號）的上方，使傳感器可以無障礙捕捉到所有光線。這樣一來，量子薄膜傳感器比傳統的CMOS傳感器的體型更輕薄、性能更強悍。
除了前面提到的VR頭顯，還有更多設備可以用上量子薄膜傳感器。確切來說，所有的攝像頭相關的產品都可以用上這項技術，比如物聯網設備、、汽車等精密產品，這項技術可以優化所有的相機。
目前，我們還不能確定量子薄膜傳感器是否能盡快投入正在研發的產品里，當然也有不會應用于任何消費者產品上的可能性。但小編覺得這項技術被“雪藏”的可能性極小，如此兼顧成本和性能的解決方案應該很容易在市場上普及。返回搜狐，查看更多
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量子薄膜是一新型傳感器技術，有望1年內在手機上使用，轉一篇相關采訪供大家了解：
當下手機以及其他消費電子產品在外形和硬件配置日益同質化的情況下，拍照性能成為各大廠商比拼的關鍵要素，所以各大廠商競相追逐SONY最先進的傳感器，導致市場供貨緊張，在大家都在關注CMOS傳感器缺貨的時刻，攝像頭領域又出現了一個堪稱黑科技的技術-量子薄膜（QuantumFilm），由InVisage（量宏科技）公司研發生產，6月10日剛剛在臺灣新竹舉行了工廠開幕儀式，工廠名為QFAB3，擁有全球首個5nm制程生產線。52RD也受邀到現場參觀InVisage的工廠以及專訪InVisage的CEO? Jess Lee先生。
Jess Lee于2007年3月加入InVisage ，之前他曾擔任Omnivision公司副總裁
52RD：QuantumFilm圖像傳感器比CMOS圖像傳感器的優勢在哪里？具體技術原因是什么？
Jess：因為CMOS采用的吸光材質是硅，而硅最初是用來導電而不是吸光的，所以吸光的能力還不能達到最好，所以我們最終的解決方案就是采用更好的吸光材質：量子薄膜，量子薄膜傳感器拍出的照片效果更好。技術上的原因就是因為CMOS的工藝只能負載4000個電子，當4000個電子全部裝滿的時候就會出現白色，但是量子薄膜的每個Pixel可以負載個電子，也就是說量子薄膜會使得相機的分辨率及清晰度更高。
相比CMOS，量子薄膜還有一個很大的優勢，就是非常薄。Jess透露，量子薄膜傳感器模組可以做到4mm，而CMOS傳感器模組最小也只能做到4.8mm，雖然只是0.8mm的差距，但是應用到手機攝像頭和穿戴式設備上，將會是很大的改變，也許你的下一代iPhone攝像頭不會再突出了。
52RD：參觀工廠的時候聽說你們是從去年12月份才開始籌備，而且很多設備都是定制化的，為什么你們可以這么快的把工廠產線調試完畢？
Jess：我們很感謝各個領域的合作伙伴的支持，而且我們拿到工廠所在園區的執照也是比任何一家都快。另外還沒有找到建廠的地方的時候，我們就已經開始進行設備的研發設計。此次在臺灣新建的工廠雖然不大，但是這個工廠的產能可以支持10%的市場。生產流程一般是臺積電先把晶圓做好，然后我們再把量子薄膜鋪上去，接著給合作伙伴去進行測試、繼而做成模組。這樣的過程和傳統CMOS是一樣的，僅僅是增加了覆蓋量子薄膜這一步，因此量子薄膜傳感器可以將相機的性能提高5倍。
52RD：很多手機圈業內的工程師得知量宏科技的工廠開幕式時，都非常關心QuantumFilm正式大批量量產的時間是什么時候？量產可行性多高？現在的產線已經生產了多少數量？
Jess：InVisage已經獲得了兩大頂級相機公司的合同，而且已收到總數1000萬美金的首期開發費用，QFab3也即將投產。有一些客戶已經關注我們很多年了，也非常希望能夠盡快使用我們的產品，但是我們堅持品質至上，一直研發了這么多年，所以首推出來的產品的可行性、可靠性都無可挑剔。目前我們只是生產了小數量的wafer，爬坡量產將在今年后半年，而且TSMC已經開始在為InVisage計劃明年全年的產能。
52RD：還有一個大家比較關注的問題，客戶什么時候能拿到樣品來進行試用？
Jess：事實上我們的第一批樣品已經提供給了一些重要的客戶，他們已經做了測試并給了非常正面的反饋，今年后半年我們將會有更多的樣品提供給更多的客戶。過段時間，我們將在上海舉辦正式的產品發布會，產品正式發布之后我們將為大陸客戶提供樣品，應該是7、8月份，大家可以期待一下。
52RD：從QuantumFilm的產品介紹發現，QuantumFilm可以應用到很多領域、比如手機攝像頭、高端相機、安防攝像機等，請問你們最開始要進入哪一領域？
Jess：因為智能手機的快速發展，拍照手機已經無處不在，尤其是中國手機品牌，已經占據全球份額的38%，全球智能手機前10名中有5名來自中國，400+智能手機制造商在中國，因此InVisage的重點會放在手機相機，這是一個非常大的市場和機遇。預期搭載量子薄膜技術的智能手機會在1年內上市。
52RD：今天在參觀工廠的時候，我注意到索尼的人也有過來，而且還提了很多問題，請問你們以后跟其他的sensor廠商會保持競爭關系還是合作關系？
Jess：其實我們的QuantumFilm技術對很多市場都有很大的影響，而且我們是唯一一家擁有這個技術的公司，但是因為我們只專注于sensor這個市場，所以說我們之前也沒有競爭對手或者合作伙伴，但是去年我們對兩家公司伸出了橄欖枝，Sony就是其中一家，他們對量子薄膜技術非常感興趣。
52RD：如果和其他傳感器廠商合作，量子薄膜是由傳感器廠商是自己加進去還是你們幫他們加進去？
Jess：量子薄膜的鋪設工序由我們的工廠幫他們做，因為這涉及到一些機密技術，只有我們的工廠才能夠完成，所以我們可以掌控整個工序，沒有我們的授權其他人是不能夠生產這個wafer的。
52RD：所以說不僅是TSMC可以為你們提供貼量子薄膜的部分，其他CMOS Sensor廠商也可以和你們合作？
Jess：關于這個問題，比較敏感，可能有的CMOS sensor廠商可以合作，可能有些不能合作，這個需要具體判斷，后續我們會給出更多的答案
52RD：量子薄膜的功耗（power consumption） 和CMOS比怎么樣？
Jess：和CMOS是一樣的。因為量子sensor和CMOS sensor的架構是一樣的，唯一不同的是中間那一層量子薄膜（見下圖），而量子薄膜所能消耗的功率是非常低的。
52RD：你們的sensor已經準備好了，那么和模組廠的合作定下來了嗎？如果模組廠商拿到你們的sensor，需要多久可以做成模組？
Jess：我們已經有了非常多的合作伙伴，今天來的嘉賓中有一個是模組廠，正是我們重要的合作伙伴，而且跟大陸的很多模組廠我們也有很親密的合作關系。至于周期時長，我們在研發這個技術的時候，就已經考慮了這個問題，在模組廠拿到我們的sensor后，兩周時間就可以做成模組，這和其他的sensor是一樣的。
根據專訪和Invisage公司現場的宣傳視頻，我們總結出QuantumFilm擁有以下三大技術優勢，這些新技術將會極大改善目前攝像頭所遇到的亟待解決的問題。
一、吸光能力是硅的8倍，吸光材料更薄，減少串擾
現有主流CMOS傳感器的感光器件是Photo Diode（感光二極管），感光二極管的工作原理是利用特殊摻雜的硅，讓照射進來的光子激發出電子空穴對，然后利用傳輸門TX讀出，工作原理是很簡單的，而硅材料的感光能力卻非常弱。QuantumFilm最大的革新就是解決了CMOS傳感器感光度低這個痛點
如上圖所示，橙色代表QuantumFilm的吸光能力，灰色是硅的吸光能力，可以看到兩者的差距極大。吸光能力提升的最大好處就是可以提高攝像頭的動態范圍，動態范圍代表了手機究竟可以拍出多亮的白色和多暗的黑色，最好的體現就是夜間和強光下拍攝的質量。而低照度性能一直是CMOS傳感器的最大弱點，也是手機無法在夜景出片的一個主要原因。
另外QuantumFilm在非可見光的光譜范圍內的光靈敏度也非常高，如果有紅外線補光，可以利用這個特性來用QuantumFilm傳感器開發手勢識別等應用。
二、量子薄膜傳感器模組比CMOS傳感器模組尺寸更小
可以說目前手機等移動設備為了追求美感，都會把機器設計的越來越薄，而影響厚度最大的瓶頸就是攝像頭模組的高度。即使是極度追求外觀極致的蘋果公司，在iPhone 6上也不得不將攝像頭突出。攝像頭模組主要受傳感器尺寸、鏡片TTL值，馬達高度這三個因素影像，目前來看如果鏡片TTL值太低，也會產生畸變，中心和四周解像力達不到要求等。同樣，馬達也同樣重要，目前VCM馬達的厚度已經基本做到了極限，如果再往下走，就會很大的影響成像質量。
QuantumFilm的生產工藝可以輕易地實現5nm，也就是說結合自身的高吸光特性，QuantumFilm的Pixel Size可以做到更小，也就是說相同性能下量子薄膜傳感器相比CMOS圖像傳感器擁有尺寸和高度雙重優勢，這樣對于很多體積有限的IOT設備，都有了集成攝像頭的可能性，這也是InVisage公司認為量子薄膜圖像傳感器未來的市場容量是現有CMOS圖像傳感器的十倍的原因。
QuantumFilm的吸收層比傳統BSI的CMOS傳感器的硅厚度低0.8mm。手機機攝像頭模組現在每降低0.1mm都要面臨驚人的難度，而采用QuantumFilm卻可以使模組厚度降低0.8mm，這是多么大的一個進步！
三、全局快門
目前的CMOS傳感器技術都是采用Rolling shutter(卷簾快門)方式，通過Sensor逐行曝光的方式實現的，在曝光開始的時候，Sensor逐行掃描逐行進行曝光，直至所有像素點都被曝光。每列像素曝光有先后順序，不可能在同一時間點完成所有像素曝光。對于CMOS傳感器，Rolling shutter可以達到更高的幀速，但當曝光不當或物體移動較快時，會出現部分曝光(partial exposure)、斜坡圖形(skew)、晃動(wobble) 等現象。
而QuantumFilm可以整體斷電，所以可以輕易的實現global shutter(全局快門)，全局快門可以更容易的拍攝動態目標，使畫面保持穩定，而且也會很好的處理閃光燈和曝光匹配的問題。
QuantumFilm這三大技術優勢可以說都是目前CMOS圖像傳感器的痛點，我們將持續關注QuantumFilm圖像傳感器量產后的表現，如真能順利量產并實現這些技術優勢，那會為消費電子行業帶來一場新的技術革命。
最后附上傳統技術（硅）與QuantumFilm的技術對比圖：
via：我愛研發
David
早年毒德大學輟學，創辦入魔。喜搞機，喜偷拍，知名鍵盤攝影師。被授予眾多榮譽頭銜：佳粉，鐵絲，索托...
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手機攝影已經取得長足的進步，但更小的傳感器意味著更復雜的工藝，尤其是對更小的產品來說，如物聯網設備和VR頭顯。量子薄膜（QuantumFilm）傳感器已經準備好推出市場，并有可能改變整個局面。
這個技術由美國Invisage（量宏科技）研發而成，并有可能替代CMOS傳感器。量子薄膜傳感器有著更輕薄的體積，更強的光線敏感度，更大的動態范圍、和優化的成像穩定。
傳統的傳感器通過令像素變得更小來提高分辨率。這意味著每個像素對光線的敏感度更低，從而降低了圖像質量。InVisage使用了光線敏感度更強的量子點，這個薄膜位于硅層的上方，這樣傳感器就能捕捉到所有的光線。
量子薄膜傳感器會讓采用更小傳感器的相機獲益，如物聯網設備、無人機、還有虛擬現實頭顯。但這個技術可以優化所有的相機。
來源：影視工業網
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