集成式元光学:光学集成的革命性飞跃

超透镜——光学集成的进化
正如计算领域在 20 世纪 40 年代从占满房间的计算机演进为强大的芯片,我们正在见证光学领域的类似变革。传统光学系统面临的挑战,与早期计算机时代颇为相似:
- 体积庞大的镜头系统,装配复杂
- 生产流程成本高
- 集成能力有限
- 器件分立、难以进一步小型化
在 Alpha Cen,我们不仅在制造“平面透镜”,更是在革新光学元件与现代电子系统的集成方式。
我们的突破:像制造集成电路一样制造光学元件
我们的创新方法带来多项颠覆性优势:
- 将笨重的镜头系统转变为高度集成的平面透镜
- 光电模块可实现类似 IC 封装的无缝装配
- 制造流程兼容 CMOS 工艺
- 在显著缩小体积的同时,保持甚至提升性能
借助前沿超表面技术,我们正在消除光学系统长期存在的诸多限制。我们的设计更精简、更易生产,也更符合当今科技产业的需求。这正是光学像微芯片之于电子一样,具备变革力量的路径。
快速进展与持续创新
自 2021 年 4 月成立以来,Alpha Cen 取得了一系列重要里程碑:
- 建成 12 英寸 CMOS 兼容超透镜产线——工厂针对高产量生产优化,并具备精密光刻图形控制能力。
- 完成全流程验证(2022 年 8 月)——验证工艺可靠性与可扩展性。
- 首批样品出货(2023 年 7 月)——向行业头部客户提供样品并获得高度积极反馈。
- 启动量产出货(2024 年 7 月)——向客户交付商业化产品,标志运营规模化的重要阶段。
市场领先
我们迈向市场领导地位的过程中已取得显著成果:
- 首家在知名真空机器人品牌中落地超透镜技术的公司——展示了超透镜的真实应用场景,建立行业可信度。
- 当前产能达每月 10 万件并持续增长——产能体现了市场对小型高性能光学的需求。
- 相比传统方案的更优指标:
- 1.3× 均匀性——更高光学均匀性,提升成像质量。
- 0.3× 模组体积——显著降低体积,支持更紧凑的系统设计。
- 2× 温度范围——更强热性能,适应更广泛环境。
技术:让光的操控“数字化”
我们的技术代表光学控制的根本性变化:从传统曲面透镜转向先进的、由软件定义的光场调控。这一变化类似电子从模拟走向数字。我们的方式带来:
- 更强的控制灵活性——像配置软件参数一样调整光的特性。
- 更简化的制造流程——减少元件数量、装配更简单。
- 显著降本——利用现有 CMOS 基础设施,减少额外投入。
- 与传感器、光源及计算 IC 的深度集成——实现高度紧凑的光电系统。
制造优势
Alpha Cen 在制造方面取得了显著进展,聚焦规模化与集成:
- 与现有半导体工厂直接集成——流程与标准 CMOS 产线完全兼容,便于量产。
- 通过先进光刻实现更优图形控制——使用高分辨率光刻技术形成精密光学结构。
- 兼容背照式 CIS 工艺——可与背照式传感器技术无缝协同,提升成像能力。
- 支持多层图形能力——实现更复杂的透镜结构,增强产品功能。
- 成本友好的规模化量产——即使高产量下也能保持更低单件成本。
可靠性与耐久性
我们的产品通过严格测试以确保可靠性与耐久性,关键特性包括:
- 受保护的纳米柱结构——增强对环境因素的抵抗能力。
- 全面的环境耐受测试——在极端条件下评估产品表现。
- 先进热管理能力——优化应对温度变化。
- 制造流程兼容性验证——确保在半导体晶圆厂中可顺利生产。
- 完整可靠性认证——满足国际质量与性能标准。
未来愿景
我们展望技术持续演进,进一步塑造光学未来:
- 从近红外扩展至可见光谱——应用领域从专业传感拓展到日常成像。
- 从单波长走向宽光谱能力——打造适用于多场景的通用器件。
- 从无源走向有源、软件定义的通用设备——实现可按需动态适配的器件形态。
- 从感知进一步拓展至可见光成像与计算——不仅提升感知能力,也将计算能力引入光学系统。
客户支持与服务
为支持客户,我们提供覆盖开发全周期的服务体系:
- 全球首个公开超透镜 PDK——工艺设计套件帮助客户开发定制超透镜方案。
- 先行者超透镜 MPW 拼片计划——多项目晶圆(MPW)拼片,让打样更可及。
- 与超透镜设计算法平台集成——加速从概念到量产的开发周期。
- 从概念到样品的全流程支持——从方案设计到样品交付全程协助。
- 面向量产的工艺包——帮助客户快速高效规模化。
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