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量子薄膜傳感器：InVisage的黑科技：“量子薄膜”圖像傳感器 叫板CMOS
原標題：InVisage的黑科技：“量子薄膜”圖像傳感器 叫板CMOS
ZD至頂網(wǎng) 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(chuàng)產(chǎn)品——Quantum13相機傳感器。基于該公司QuantumFilm平臺研發(fā)的納米技術(shù)，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(tài)，讓圖像從明到暗的所有細節(jié)都捕捉到。量宏科技展示了Quantum13相機傳感器在高通和聯(lián)發(fā)科智能手機上的運行，現(xiàn)場有一絲叫板CMOS的意味。
量宏科技現(xiàn)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(zhí)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(chǎn)業(yè)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。”
量宏科技總裁兼首席執(zhí)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(zhì)是硅。而量宏科技所推出的量子薄膜（QuantumFilm）是基于納米技術(shù)的一個新材料，所研發(fā)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(yīng)曲線與人眼類似，Quantum13傳感器包含一種強大的單景高動態(tài)范圍模式，稱之為“QuantumCinema”。與傳統(tǒng)的CMOS圖像傳感器相比，這種模式能提高近18dB的動態(tài)范圍。這也就意味著無需任何夫家的高動態(tài)范圍軟件處理，靜態(tài)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(yīng)用于智能手機的傳感器。這種相機技術(shù)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(xiàn)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(xiàn)任何由滾動快門造成的失真現(xiàn)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(diào)節(jié)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(shè)計得更薄。
“量宏科技現(xiàn)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(yù)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(chǎn)量子薄膜Quantum13圖像傳感器，目前正處于樣品制作階段，預(yù)計在今年年底實現(xiàn)量產(chǎn)，首批成品有望于本季度供應(yīng)給智能手機廠商。
據(jù)悉，量宏科技成立于2006年，是一家領(lǐng)先的材料及影像技術(shù)平臺公司，由創(chuàng)投企業(yè)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(chuàng)產(chǎn)品——QuantumFilm傳感器可以讓手機相機以及數(shù)碼相機等移動設(shè)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(wǎng)"/>
量子薄膜傳感器：又見黑科技！量子薄膜傳感器或推動VR設(shè)備變革
原標題：又見黑科技！量子薄膜傳感器或推動VR設(shè)備變革
VR設(shè)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(fā)布了一項叫做量子薄膜技術(shù)（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(zhì)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(zhì)量的成像。如果用于VR頭顯等精密設(shè)備總會產(chǎn)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(shù)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(zhuǎn)化為數(shù)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(tǒng)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(shè)備可以用上量子薄膜傳感器。確切來說，所有的攝像頭相關(guān)的產(chǎn)品都可以用上這項技術(shù)，比如物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備、、汽車等精密產(chǎn)品，這項技術(shù)可以優(yōu)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(fā)的產(chǎn)品里，當(dāng)然也有不會應(yīng)用于任何消費者產(chǎn)品上的可能性。但小編覺得這項技術(shù)被“雪藏”的可能性極小，如此兼顧成本和性能的解決方案應(yīng)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(shù)，有望1年內(nèi)在手機上使用，轉(zhuǎn)一篇相關(guān)采訪供大家了解：
當(dāng)下手機以及其他消費電子產(chǎn)品在外形和硬件配置日益同質(zhì)化的情況下，拍照性能成為各大廠商比拼的關(guān)鍵要素，所以各大廠商競相追逐SONY最先進的傳感器，導(dǎo)致市場供貨緊張，在大家都在關(guān)注CMOS傳感器缺貨的時刻，攝像頭領(lǐng)域又出現(xiàn)了一個堪稱黑科技的技術(shù)-量子薄膜（QuantumFilm），由InVisage（量宏科技）公司研發(fā)生產(chǎn)，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(chǎn)線。52RD也受邀到現(xiàn)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(dān)任Omnivision公司副總裁
52RD：QuantumFilm圖像傳感器比CMOS圖像傳感器的優(yōu)勢在哪里？具體技術(shù)原因是什么？
Jess：因為CMOS采用的吸光材質(zhì)是硅，而硅最初是用來導(dǎo)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(zhì)：量子薄膜，量子薄膜傳感器拍出的照片效果更好。技術(shù)上的原因就是因為CMOS的工藝只能負載4000個電子，當(dāng)4000個電子全部裝滿的時候就會出現(xiàn)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(yōu)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(yīng)用到手機攝像頭和穿戴式設(shè)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(shè)備都是定制化的，為什么你們可以這么快的把工廠產(chǎn)線調(diào)試完畢？
Jess：我們很感謝各個領(lǐng)域的合作伙伴的支持，而且我們拿到工廠所在園區(qū)的執(zhí)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(jīng)開始進行設(shè)備的研發(fā)設(shè)計。此次在臺灣新建的工廠雖然不大，但是這個工廠的產(chǎn)能可以支持10%的市場。生產(chǎn)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(tǒng)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(yè)內(nèi)的工程師得知量宏科技的工廠開幕式時，都非常關(guān)心QuantumFilm正式大批量量產(chǎn)的時間是什么時候？量產(chǎn)可行性多高？現(xiàn)在的產(chǎn)線已經(jīng)生產(chǎn)了多少數(shù)量？
Jess：InVisage已經(jīng)獲得了兩大頂級相機公司的合同，而且已收到總數(shù)1000萬美金的首期開發(fā)費用，QFab3也即將投產(chǎn)。有一些客戶已經(jīng)關(guān)注我們很多年了，也非常希望能夠盡快使用我們的產(chǎn)品，但是我們堅持品質(zhì)至上，一直研發(fā)了這么多年，所以首推出來的產(chǎn)品的可行性、可靠性都無可挑剔。目前我們只是生產(chǎn)了小數(shù)量的wafer，爬坡量產(chǎn)將在今年后半年，而且TSMC已經(jīng)開始在為InVisage計劃明年全年的產(chǎn)能。
52RD：還有一個大家比較關(guān)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(jīng)提供給了一些重要的客戶，他們已經(jīng)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(chǎn)品發(fā)布會，產(chǎn)品正式發(fā)布之后我們將為大陸客戶提供樣品，應(yīng)該是7、8月份，大家可以期待一下。
52RD：從QuantumFilm的產(chǎn)品介紹發(fā)現(xiàn)，QuantumFilm可以應(yīng)用到很多領(lǐng)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(lǐng)域？
Jess：因為智能手機的快速發(fā)展，拍照手機已經(jīng)無處不在，尤其是中國手機品牌，已經(jīng)占據(jù)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(yù)期搭載量子薄膜技術(shù)的智能手機會在1年內(nèi)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(guān)系還是合作關(guān)系？
Jess：其實我們的QuantumFilm技術(shù)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(shù)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(shù)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(shè)工序由我們的工廠幫他們做，因為這涉及到一些機密技術(shù)，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(quán)其他人是不能夠生產(chǎn)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(guān)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(xù)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(gòu)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(jīng)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(jīng)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(guān)系。至于周期時長，我們在研發(fā)這個技術(shù)的時候，就已經(jīng)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(jù)專訪和Invisage公司現(xiàn)場的宣傳視頻，我們總結(jié)出QuantumFilm擁有以下三大技術(shù)優(yōu)勢，這些新技術(shù)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?dāng)_
現(xiàn)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(fā)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(tài)范圍，動態(tài)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(xiàn)就是夜間和強光下拍攝的質(zhì)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(nèi)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(fā)手勢識別等應(yīng)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(shè)備為了追求美感，都會把機器設(shè)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(chǎn)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(jīng)基本做到了極限，如果再往下走，就會很大的影響成像質(zhì)量。
QuantumFilm的生產(chǎn)工藝可以輕易地實現(xiàn)5nm，也就是說結(jié)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(yōu)勢，這樣對于很多體積有限的IOT設(shè)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(xiàn)有CMOS圖像傳感器的十倍的原因。
QuantumFilm的吸收層比傳統(tǒng)BSI的CMOS傳感器的硅厚度低0.8mm。手機機攝像頭模組現(xiàn)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(shù)都是采用Rolling shutter(卷簾快門)方式，通過Sensor逐行曝光的方式實現(xiàn)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(dāng)曝光不當(dāng)或物體移動較快時，會出現(xiàn)部分曝光(partial exposure)、斜坡圖形(skew)、晃動(wobble) 等現(xiàn)象。
而QuantumFilm可以整體斷電，所以可以輕易的實現(xiàn)global shutter(全局快門)，全局快門可以更容易的拍攝動態(tài)目標，使畫面保持穩(wěn)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(shù)優(yōu)勢可以說都是目前CMOS圖像傳感器的痛點，我們將持續(xù)關(guān)注QuantumFilm圖像傳感器量產(chǎn)后的表現(xiàn)，如真能順利量產(chǎn)并實現(xiàn)這些技術(shù)優(yōu)勢，那會為消費電子行業(yè)帶來一場新的技術(shù)革命。
最后附上傳統(tǒng)技術(shù)（硅）與QuantumFilm的技術(shù)對比圖：
via：我愛研發(fā)
David
早年毒德大學(xué)輟學(xué)，創(chuàng)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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量子薄膜傳感器：量子薄膜傳感器出場 期待VR迎來全新變革
手機攝影已經(jīng)取得長足的進步，但更小的傳感器意味著更復(fù)雜的工藝，尤其是對更小的產(chǎn)品來說，如物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和VR頭顯。量子薄膜（QuantumFilm）傳感器已經(jīng)準備好推出市場，并有可能改變整個局面。
這個技術(shù)由美國Invisage（量宏科技）研發(fā)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(tài)范圍、和優(yōu)化的成像穩(wěn)定。
傳統(tǒng)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(zhì)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(lián)網(wǎng)設(shè)備、無人機、還有虛擬現(xiàn)實頭顯。但這個技術(shù)可以優(yōu)化所有的相機。
來源：影視工業(yè)網(wǎng)
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