近日，紹芯實(shí)驗(yàn)室包文中團(tuán)隊(duì)在當(dāng)前熱門(mén)的圖像芯片領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)突破，他們成功研發(fā)集成電路領(lǐng)域的“千里眼”和“成像神器”——基于二維半導(dǎo)體材料的晶圓級(jí)集成通用光電成像平臺(tái)，構(gòu)建了高性能、多功能和大規(guī)模集成的成像系統(tǒng)。該成果將同步推動(dòng)電子設(shè)備實(shí)現(xiàn)小型化和成像質(zhì)量的提升。記者從該研究團(tuán)隊(duì)了解到，在此基礎(chǔ)上，他們計(jì)劃進(jìn)一步將該平臺(tái)升級(jí)為超高速事件相機(jī)，旨在捕捉更高速、更精細(xì)的動(dòng)態(tài)事件，用于物理、化學(xué)、生物等領(lǐng)域的實(shí)驗(yàn)研究，幫助科學(xué)家觀察分析變化過(guò)程和現(xiàn)象，為成像技術(shù)的發(fā)展開(kāi)辟新篇章。

據(jù)悉，該研究團(tuán)隊(duì)突破性地研發(fā)了晶圓級(jí)集成制備技術(shù)，成功實(shí)現(xiàn)二維半導(dǎo)體光電探測(cè)器陣列的大規(guī)模集成，實(shí)現(xiàn)高像素畫(huà)面動(dòng)態(tài)捕捉，形成“千里眼”和超過(guò)100幀每秒（即每秒包含100個(gè)靜態(tài)圖像）的高幀率成像，構(gòu)成“成像神器”。

該研究團(tuán)隊(duì)相關(guān)人士還告訴記者，該系統(tǒng)展現(xiàn)了出色的多光譜成像能力，覆蓋可見(jiàn)光至短波紅外波段。它還能夠在單一芯片上實(shí)現(xiàn)多波段成像。這些特性在許多領(lǐng)域都有重要應(yīng)用，例如在醫(yī)療成像中可以同時(shí)獲取表面和深層組織的信息，在環(huán)境監(jiān)測(cè)中可以識(shí)別不同的氣體和污染物。

該成果論文已發(fā)表在全球唯一聚焦芯片類研究的綜合性國(guó)際期刊。晶圓級(jí)集成光學(xué)技術(shù)采用類似于半導(dǎo)體集成電路的生產(chǎn)工藝，可以將多個(gè)光學(xué)元件和光電子器件集成在一個(gè)晶圓上，從而實(shí)現(xiàn)高度集成、小型化和低成本的光學(xué)系統(tǒng)。該技術(shù)能夠感測(cè)到更多物體細(xì)節(jié)，圖像更清晰、像素更高。長(zhǎng)期來(lái)看，該技術(shù)還能在電信、消費(fèi)電子、汽車、醫(yī)療保健等行業(yè)有多種應(yīng)用。

芯片作為信息時(shí)代的“心臟”，為大數(shù)據(jù)和人工智能的發(fā)展提供源源不斷的動(dòng)力。當(dāng)前常用的硅基芯片已接近摩爾定律物理極限，而隨著AR/VR等領(lǐng)域的發(fā)展，芯片在視頻領(lǐng)域有著大規(guī)模需求，呼喚其性能再提升。而業(yè)界公認(rèn)，芯片性能提升需要依賴材料端的突破，其中，二維半導(dǎo)體材料被認(rèn)為是芯片材料下一個(gè)風(fēng)口，制備突破硅基工藝限制的二維材料器件是當(dāng)前國(guó)際研究熱點(diǎn)。

記者了解到，包文中團(tuán)隊(duì)基于多種二維材料，創(chuàng)新性地研發(fā)了晶圓級(jí)集成制備技術(shù)，該技術(shù)突破了傳統(tǒng)界限，能夠直接在芯片襯底制造出大面積且品質(zhì)卓越的二維材料薄膜，實(shí)現(xiàn)了二維材料與傳統(tǒng)硅基電子器件間無(wú)縫且高兼容性的集成。此外，研究人員還開(kāi)發(fā)了特殊的封裝技術(shù)，以保護(hù)敏感的二維材料免受環(huán)境影響，從而延長(zhǎng)器件使用壽命。

今年5月，復(fù)旦大學(xué)首批科研團(tuán)隊(duì)入駐紹芯實(shí)驗(yàn)室，標(biāo)志著該“高研值”綜合性科創(chuàng)平臺(tái)建設(shè)邁入新階段。相關(guān)負(fù)責(zé)人表示：“結(jié)合紹興產(chǎn)業(yè)，把原創(chuàng)技術(shù)轉(zhuǎn)化成新質(zhì)生產(chǎn)力，用復(fù)旦所能滿足紹興所需，把紹芯實(shí)驗(yàn)室打造成輻射長(zhǎng)三角區(qū)域的全省重點(diǎn)戰(zhàn)略科創(chuàng)平臺(tái)?！庇浾吡私獾?，包文中現(xiàn)為上海復(fù)旦大學(xué)微電子學(xué)院研究員、博士生導(dǎo)師，從事二維原子晶體材料研究近20年。