物理世界的數(shù)字化時(shí)代正奔涌而來。2D、3D視覺技術(shù)將物體的顏色、形狀、大小、尺寸、位置等信息轉(zhuǎn)換為AI時(shí)代的大數(shù)據(jù)，但物質(zhì)成分的數(shù)字化進(jìn)程卻停步不前。

如今，可解碼萬物“指紋”的革命性視覺成像技術(shù)—高光譜成像正打破這一僵局。

高光譜成像突破人眼限制，可實(shí)現(xiàn)萬物成分檢測，為機(jī)器視覺提供更真實(shí)、更準(zhǔn)確的物理世界信息，為人類提供更高維度觀察世界的方式。

近日，《南方日報(bào)》等媒體持續(xù)聚焦海譜納米光學(xué)(以下簡稱“海譜”)微型高光譜成像MEMS芯片及快速增長的高光譜成像市場。從專注研發(fā)到高光譜產(chǎn)品的工程化、市場化，海譜跨過創(chuàng)業(yè)公司“死亡之谷”的背后，折射的是國產(chǎn)MEMS芯片在全球高端芯片競技場的突圍。

以下為報(bào)道內(nèi)容 ：

記者日前從深圳市海譜納米光學(xué)科技有限公司(Hypernano，簡稱海譜)獲悉，2022年初，該公司宣布正式全球率先量產(chǎn)了第一代微型高光譜成像MEMS(微機(jī)電系統(tǒng)，Micro-Electro-Mechanical System)芯片，高光譜工業(yè)相機(jī)及高光譜相機(jī)模組即將推向市場。

據(jù)悉，基于微型高光譜成像MEMS芯片技術(shù)，海譜推出的高光譜成像模組在波長精度、拍攝速度、空間分辨率、半峰寬、視場角等專業(yè)技術(shù)指標(biāo)上達(dá)到全球領(lǐng)先水平，體積比傳統(tǒng)光譜相機(jī)縮小了近1000倍，是業(yè)界尺寸最小的高光譜相機(jī)模組。

半導(dǎo)體老兵深圳創(chuàng)業(yè)跨越“死亡之谷”

海譜創(chuàng)始人兼CEO黃錦標(biāo)介紹，公司于2019年1月創(chuàng)立，以“光譜芯視覺，感知超極限”為使命，專注于高光譜成像技術(shù)的設(shè)計(jì)與研發(fā)。

黃錦標(biāo)畢業(yè)于南開大學(xué)微電子專業(yè)，有著20多年半導(dǎo)體技術(shù)和市場經(jīng)驗(yàn)，曾擔(dān)任多家半導(dǎo)體公司高管，有著很強(qiáng)的系統(tǒng)開發(fā)和市場開拓的經(jīng)驗(yàn)。

而海譜研發(fā)團(tuán)隊(duì)在MEMS領(lǐng)域擁有近20年的芯片設(shè)計(jì)與工藝制造經(jīng)驗(yàn)，團(tuán)隊(duì)核心成員包括多名頂尖MEMS專家及深圳孔雀人才。

2022年3月，海譜完成數(shù)千萬元A輪融資，投資方包括昆侖資本、遠(yuǎn)方資本、灣信資本。

業(yè)內(nèi)人士介紹，MEMS芯片最常用的是承擔(dān)傳感功能，在整個(gè)大的信息系統(tǒng)里有點(diǎn)類似于人的感官系統(tǒng)。

從行業(yè)而言，歐美是MEMS產(chǎn)業(yè)、技術(shù)與產(chǎn)品的發(fā)源地，處于全球領(lǐng)先地位，中國MEMS產(chǎn)業(yè)起步較晚，MEMS產(chǎn)業(yè)還處于發(fā)展的起步階段，我國不僅在精度和敏感度等性能指標(biāo)上與國外存在巨大差距，應(yīng)用范圍也多局限于中低端領(lǐng)域。因而有芯片創(chuàng)業(yè)難，MEMS芯片創(chuàng)業(yè)更難的說法。

不過，盡管我國MEMS傳感器廠商面臨諸多挑戰(zhàn)，但從上游設(shè)計(jì)、中游制造、下游封裝等領(lǐng)域國產(chǎn)替代的空間巨大。

正因?yàn)樯硖嶮EMS產(chǎn)業(yè)這一高精尖行業(yè)，海譜從成立初期的3年，經(jīng)歷了高科技創(chuàng)業(yè)公司所面臨的“死亡之谷”考驗(yàn)，即從技術(shù)研發(fā)到產(chǎn)品量產(chǎn)的種種挑戰(zhàn)。

“創(chuàng)業(yè)公司的技術(shù)再領(lǐng)先，也要把它變成一個(gè)工程化且可市場化的產(chǎn)品，這個(gè)過程有很多坑，只有邁過去，技術(shù)才具有商業(yè)價(jià)值?！秉S錦標(biāo)稱。

黃錦標(biāo)介紹，海譜走到去年年底時(shí)，最核心的技術(shù)芯片開始量產(chǎn)。同時(shí)，將芯片應(yīng)用于相機(jī)的相關(guān)模組也已準(zhǔn)備完畢，相當(dāng)于公司在技術(shù)工程化產(chǎn)品這個(gè)初創(chuàng)公司最大的檻，已經(jīng)邁了過去。

填補(bǔ)國內(nèi)微型高光譜MEMS芯片領(lǐng)域空白

說起海譜的技術(shù)，首先還要科普一下光譜技術(shù)。

光譜學(xué)始于英國科學(xué)家牛頓，是人類借助光認(rèn)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獨(dú)特的光譜特征，光譜因此被視為可以辨別物質(zhì)的成分信息。

光譜學(xué)的最大特色之一，是研究光與物質(zhì)產(chǎn)生相互作用的學(xué)科，通過物理的方法可以獲取物體的成分，在應(yīng)用上可以非接觸和非破壞地進(jìn)行檢測。典型的如天文對象、高溫物體、放電氣體……在分子和原子層次上物質(zhì)作分析研究，主要是用光譜方法。比如人類用光譜相機(jī)拍攝遙遠(yuǎn)星球的表面物質(zhì)。

▲高光譜原理

黃錦標(biāo)介紹，高光譜成像技術(shù)則將成像技術(shù)與光譜技術(shù)相結(jié)合，可獲取高光譜分辨率的連續(xù)、窄波段的圖像數(shù)據(jù)。其原理是將成像技術(shù)與光譜技術(shù)相結(jié)合，在探測目標(biāo)二維空間信息的同時(shí)，獲取其每一個(gè)空間位置上的光譜信息，從而實(shí)現(xiàn)對物質(zhì)成分的直接檢測。

物質(zhì)光譜信息具有指紋特性，即不同的物質(zhì)擁有不同的光譜，因此高光譜成像為機(jī)器視覺的物質(zhì)感知、識(shí)別和分析提供了新路徑，是繼2D、3D視覺技術(shù)之后的下一代革命性視覺成像技術(shù)。

2019年，海譜在深圳成立后，開啟第一款微型高光譜成像MEMS芯片的研發(fā)設(shè)計(jì)與流片。2020年初，海譜宣布正式量產(chǎn)第一代微型高光譜成像MEMS芯片，填補(bǔ)了國內(nèi)在微型高光譜成像MEMS芯片領(lǐng)域的空白。

傳統(tǒng)光譜成像設(shè)備一般手工組裝，存在體積大、價(jià)格昂貴、無法批量生產(chǎn)等問題，海譜微型高光譜成像MEMS芯片具備高空間分辨率、高透光率等性能優(yōu)勢，解決了光譜成像設(shè)備體積、成本等問題;芯片化量產(chǎn)還可有效降低高光譜成像設(shè)備的臺(tái)間差，實(shí)現(xiàn)芯片至整機(jī)全自動(dòng)組裝。

由此，海譜突破性地實(shí)現(xiàn)了MEMS特殊工藝的突破，解決了高光譜成像工業(yè)化、低成本和量產(chǎn)化的業(yè)界難題，研發(fā)能力覆蓋芯片設(shè)計(jì)、光學(xué)模組、產(chǎn)品相機(jī)、算法研發(fā)、完整應(yīng)用解決方案等高光譜全鏈條技術(shù)，可為全球多領(lǐng)域客戶提供一站式高光譜成像解決方案。

“傳統(tǒng)的光譜成像設(shè)備是一個(gè)大儀器;海譜的相機(jī)模組才一片指甲大，而且更便宜，不管從體積還是價(jià)格、便利性都跨越民用的門檻，也是中國在這個(gè)細(xì)分芯片賽道上做到了世界領(lǐng)先的位置。”黃錦標(biāo)這樣比較。

▲高光譜成像技術(shù)可檢測物質(zhì)成分

芯片產(chǎn)品覆蓋全光譜波段，萬物皆可測

目前，公司已推出幾款芯片，形成全光譜覆蓋，實(shí)現(xiàn)萬物皆可測。

黃錦標(biāo)介紹，高光譜成像MEMS芯片及模組可以應(yīng)用于工業(yè)檢測、醫(yī)療健康、安防環(huán)保、食品檢測、IOT等多場景。

例如在工業(yè)檢測領(lǐng)域，高光譜技術(shù)可在非接觸的情況下實(shí)現(xiàn)食品檢測分揀、質(zhì)量等級篩選等功能，以往幾分鐘或數(shù)小時(shí)的檢測結(jié)果如今可實(shí)時(shí)在線獲取。

在醫(yī)療健康，高光譜設(shè)備可賦予普通顯微鏡高光譜視覺能力，同時(shí)還可實(shí)現(xiàn)癌癥篩查、手術(shù)輔助成像等功能。

在安防環(huán)保領(lǐng)域，高光譜技術(shù)可對水質(zhì)、環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，實(shí)現(xiàn)對水質(zhì)的定性、定量觀測，實(shí)現(xiàn)云圖可視化效果。

在食品檢測領(lǐng)域，高光譜成像技術(shù)可對肉類、果蔬、糧油等進(jìn)行材質(zhì)分析，檢測果蔬的糖度、水分、硬度、酸度等指標(biāo)，智能分析肉類的新鮮程度。

值得留意的是，海譜不僅有硬件團(tuán)隊(duì)，也有AI算法團(tuán)隊(duì)，這也保證了芯片獲取數(shù)據(jù)后可以計(jì)算建模，得到一致性較高的結(jié)果。

為何一個(gè)默默無名的初創(chuàng)科技公司，可以填補(bǔ)芯片產(chǎn)業(yè)空白，實(shí)現(xiàn)全球技術(shù)領(lǐng)先?

黃錦標(biāo)介紹，高光譜成像MEMS芯片是一個(gè)多學(xué)科的技術(shù)突破，不單單涉及微電子，還有化學(xué)、材料、機(jī)械、光學(xué)等。但是，公司一直聚焦于高光譜成像技術(shù)這一細(xì)分領(lǐng)域，而且公司核心研發(fā)團(tuán)隊(duì)此前20年專注于該細(xì)分技術(shù)的研發(fā)，有著世界領(lǐng)先的技術(shù)沉淀。

“中國芯片暫時(shí)落后于國外，實(shí)際上差在積累不夠，除了資本、政策和市場加持，需要很多科研人員、工程師長年累月地在實(shí)驗(yàn)室和芯片產(chǎn)線上辛勤付出，這樣才有領(lǐng)先技術(shù)突破?！秉S錦標(biāo)稱，作為一名90年代從大學(xué)畢業(yè)后進(jìn)入半導(dǎo)體行業(yè)的老兵，見證了深圳20來年半導(dǎo)體行業(yè)的萌生、發(fā)展和蓬勃，希望通過自主科技創(chuàng)新，支持國產(chǎn)技術(shù)在半導(dǎo)體“無人區(qū)”技術(shù)實(shí)現(xiàn)更多突破。

——【深創(chuàng)者說@黃錦標(biāo)】

“我們一直強(qiáng)調(diào)，一個(gè)技術(shù)是否具有先進(jìn)性、突破性，一定要有用，要為市場和消費(fèi)者提供所認(rèn)可的解決方案。

海譜將微型高光譜成像MEMS芯片與人工智能算法結(jié)合，來為消費(fèi)者轉(zhuǎn)譯物體的成分信息。比如我們?nèi)搜刍蛘咂胀ㄏ鄼C(jī)拍一塊肉，就是一張普通照片，但是安裝我們芯片的相機(jī)拍出的照片，經(jīng)過算法讀取，會(huì)轉(zhuǎn)換出一個(gè)普通人可理解的結(jié)果，告訴你這塊肉是否新鮮。

我們堅(jiān)持不會(huì)做終端產(chǎn)品?，F(xiàn)在國內(nèi)尤其深圳已經(jīng)有很多全球知名的硬件終端產(chǎn)品公司，我們的定位是生產(chǎn)芯片以及解決方案，來服務(wù)這些硬件終端產(chǎn)品公司。

在我們看來，現(xiàn)在中國卡脖子，是卡在缺少上游核心芯片或器件的技術(shù)和制造能力。海譜立志于去做這樣的一個(gè)角色。

審核編輯：符乾江