光固化3D打印突破：國產4800萬像素，全球最高分辨率硅基液晶數字光場芯片

​導讀：傳統(tǒng)的面曝光光固化3D打印機中，其核心光學系統(tǒng)的像素一般在80萬到200萬之間，最近正在往4K過度，也就是400-800萬像素​。如果有了高達4800萬甚至1億以上像素芯片的光機，會產生什么樣的​應用突破呢？​

南極熊發(fā)現，2020年9月5日，央視新聞在“[朝聞天下]2020年中國國際服務貿易交易會在北京開幕 記者探訪服貿會省區(qū)市專區(qū)”的報道中，特別提到了“國產4800萬像素數字光場芯片，可用于3D打印、高清電影等工業(yè)和商業(yè)領域”。

△世界分辨率最高的硅基液晶芯片
△視頻：央視報道國產4800萬像素數字光場芯片，可用于3D打印

2020年9月6日南極熊也到服貿會現場北京的國家會議中心進行了探訪。2020年8月完成的國產4800萬像素數字光場芯片，為我國首款工業(yè)數字光場芯片，同時創(chuàng)全球同類型芯片單芯片最高分辨率；并實現了自主設計、自主流片、自主測試、自主封裝、自主集成并掌握了100%的知識產權。
△大量觀眾圍觀 國產4800萬像素數字光場芯片



△鳥巢旁邊的服貿會展館

據北京日報報道，在本次服貿會的國別和省區(qū)市展區(qū)，北京、天津、河北設立了京津冀聯合展區(qū)，展覽面積300平方米，16家參展企業(yè)以各自的案例展示出一個共同的主題：京津冀協(xié)同發(fā)展。北京數字光芯科技有限公司的展臺帶來了由京津冀三地多家單位共同完成的多款數字光場芯片產品。
△4800萬像素硅基液晶數字光場芯片及電路板。4800萬像素硅基液晶數字光場芯片完成單位包括：北京數字光芯科技有限公司、五邑大學、中國科學院半導體研究所、中國科學院微電子研究所、中國科學院長春光學精密機械與物理研究所、天津市中科新顯科技有限公司、天津濱海新區(qū)微電子研究院

北京數字光芯科技有限公司CEO孫雷介紹，數字光場芯片是可通過計算機數字信號控制形成任意光場圖形的芯片的統(tǒng)稱，可以幫助人類通過信息技術實現任意所需的光場。數字光場芯片廣泛應用于工業(yè)和民用領域的各個方面，在電影、投影儀、激光電視、智能車燈、虛擬現實、印刷打印、光固化3D打印、PCB電路板曝光、芯片光刻等領域起著重要的作用。

在4800萬像素硅基液晶芯片的開發(fā)過程中，北京數字光芯完成了數字光場芯片的設計工作、五邑大學完成了半導體材料開發(fā)、芯片的測試、芯片驅動硬件開發(fā)和軟件開發(fā)工作，中國科學院長春光學精密機械與物理研究所完成了紫外液晶材料開發(fā)及液晶盒封裝工作，其他參與單位也完成了大量的如半導體材料、光學引擎開發(fā)、系統(tǒng)集成等技術攻關工作。目前整個技術合作聯盟十余家參與單位（京津冀地區(qū)8家），在五邑大學的大力支持下，高效運轉，各技術團隊精誠合作，在短期內實現了重大的技術突破。

△聯合實驗室

五邑大學智能制造學部部長張昕教授介紹到：傳統(tǒng)的基于微機械（MEMS）技術路線的DMD芯片，受制于MEMS芯片結構和制程的復雜性限制，像素尺寸難以進一步做小，在現有光刻機曝光區(qū)域尺寸限制下，短期內很難突破1000萬像素。而如3D打印、PCB電路板曝光等工業(yè)曝光領域卻需要千萬像素乃至億級像素。縱觀數字光場芯片發(fā)展歷史和人類集成電路產業(yè)發(fā)展史，集成電路或顯示芯片的晶體管或像素等核心單元的數量一直趨于快速增長。而基于微機械技術路線的DMD芯片像素集成速度在過去的10余年間僅提高了1-2倍已無法滿足目前的工業(yè)曝光產業(yè)的需要。因此五邑大學聯合北京數字光芯等一系列合作伙伴共同推進基于數字光電技術路線的數字光場芯片。光電型數字光場芯片主要包括硅基液晶、Micro LED等技術方案，具有結構相對簡單、像素單元可小型化、集成密度高、良率高的特點。此次五邑大學及各聯合機構團隊共同推出的4800萬像素硅基液晶數字光場芯片，將同類型的光場芯片由百萬像素級提升到千萬像素級，實現了大幅度的歷史性的跨越。我們聯合實驗團隊有信心在2025年前將單芯片像素數量由千萬像素推進到億級。用極高的數字光場芯片技術確保真正實現高加工速度、高精度、大幅面兼顧的工業(yè)數字曝光。

△五邑大學張昕教授現場科普數字光場芯片知識


“對于3D打印行業(yè)來說，光固化3D打印領域目前主力產品曝光像素約為80萬-200萬之間。由于我們的數字光場芯片采用了自主芯片技術，可在相同的成本下將同類3D打印設備迅速升級到千萬像素以上。這一過程類似于數碼相機在2002年-2010年的發(fā)展進程，由一百萬像素過渡到五百萬像素。數碼相機感光元件的像素數量提升直接擴大了數碼相機的應用場景和應用范圍，最終導致了數字成像技術替代掉了模擬式的膠片成像技術。在3D打印技術從百萬像素最終邁向億級像素的過程中，通過擴大打印面積、提高打印速度、提高打印精度，最終也會大大擴大3D打印技術的應用場景，進一步有力的推動整個3D打印行業(yè)的技術升級和產業(yè)升級。同時也能解決我國光固化3D打印領域沒有國產芯片100%依賴進口的問題�！睆堦拷淌谡f�！跋Ｍ�3D打印行業(yè)的廣大企業(yè)和科研人員，加入我們新型數字光場芯片技術開發(fā)的聯盟，共同為我國自主的工業(yè)數字光場芯片事業(yè)盡一份力量�！�

△五邑大學李星星博士現場接受采訪


對于這款芯片在3D打印領域的應用，孫雷告訴南極熊，4800萬像素的芯片，在理論上可以更好的同時兼顧光固化領域的3D打印精度和打印幅面，目前適合405納米的光敏樹脂材料，未來將開發(fā)365納米專用芯片。同時在產業(yè)化應用后，綜合設備成本與目前200萬像素DLP設備成本持平�，F在北京數字光芯與五邑大學也已經聯合利用它來開發(fā)面曝光光固化3D打印機。歡迎各種產學研合作，也歡迎各界投資者對本領域進行投資合作。

北京數字光芯表示，“南極熊是我們不離不棄多年的合作伙伴，一直支持國產自主數字光場芯片。如果有對我們感興趣的合作伙伴或機構，可以直接聯系南極熊�！保�南極熊備注：對此感興趣的投資機構可加微信號pan666000）。

究竟這款芯片長得怎么樣？希望下面這個視頻可以讓大家初步了解：

△視頻：孫雷現場解說國產4800萬像素數字光場芯片

看到相關報道后，一批網友開始激動了：

“重點詞，芯片和全球第一，我奇怪了，全球第一不是日本和美國嗎？難道這種芯片不重要，非也！當一種芯片可以做到全球第一時候，證明我們的芯片工業(yè)整體實力再上一個臺階了，這種進步很快會推動其他芯片領域的進步，不用等太久，我們的芯片之痛就會變成芯片之強�！�

“希望不要好了傷疤忘了痛，等外國一降價再加上一忽悠再來個造不如買，都不用國內的了，再把國內的企業(yè)給逼死了”

“多一些這樣的芯片，就不會被人卡脖子了�！�