پژوهشگران چینی یک تراشه جدید ۱۰ دلاری توسعه داده‌اند که می‌تواند انقلابی در دوربین‌های مادون‌قرمز ایجاد کند.
به گزارش سرویس سخت افزار تکناک، این تیم تحقیقاتی از دانشگاه شی‌دیان چین، تراشه‌های تشخیص مادون‌قرمز کوتاه‌موج (SWIR) را با همان فرایندهای استاندارد ساخت تراشه‌های گوشی‌های هوشمند تولید کرد. این دستاورد می‌تواند فناوری را که پیش‌تر تنها در اختیار ماهواره‌های نظامی و سیستم‌های هدایت موشکی بود به حوزه‌هایی مانند الکترونیک مصرفی و خودروهای خودران وارد کند.
بر اساس اعلام پژوهشگران، تولید انبوه این تراشه جدید مادون‌قرمز قرار است از پایان سال ۲۰۲۶ آغاز شود و برای این منظور یک خط تولید اختصاصی مبتنی بر سیلیکون-ژرمانیوم در حال ساخت است.
مرتبط: پرچم‌داران اندرویدی با دوربین‌های سه‌گانه ۱۰۰ مگاپیکسلی
نور مادون‌قرمز کوتاه‌موج دارای طول موج‌هایی است که برای چشم انسان نامرئی هستند، اما توانایی نفوذ در مه، دود، غبار و حتی برخی مواد جامد را دارند. دوربین‌هایی که به حسگرهای SWIR مجهز هستند، می‌توانند در تاریکی کامل بدون نیاز به نور کمکی، تصویر ثبت کنند و حتی عیوب داخلی محصولات را از پشت بسته‌بندی تشخیص دهند.
به همین دلیل، این فناوری به طور گسترده در کاربردهایی مانند شناسایی ماهواره‌ای، نظارت پهپادی و سیستم‌های هدایت موشک استفاده می‌شود، جایی که عملکرد اهمیت بیشتری نسبت به هزینه دارد.
با وجود این، هزینه تولید این تراشه‌ها همواره بسیار بالا بوده است. قیمت هر تراشه SWIR می‌تواند از چند صد تا چند هزار دلار متغیر باشد، چرا که این فناوری معمولاً به نیمه‌رسانای خاصی به نام آرسنید ایندیوم-گالیوم (InGaAs) متکی است که ادغام آن با فرایندهای استاندارد CMOS دشوار و پرهزینه است.
تیم تحقیقاتی دانشگاه شی‌دیان رویکرد متفاوتی اتخاذ کرده و به‌جای InGaAs از ترکیب سیلیکون-ژرمانیوم استفاده کرده است؛ ماده‌ای که به طور گسترده در صنعت نیمه‌رسانا کاربرد دارد و کاملاً با خطوط تولید CMOS سازگار است.
مرتبط: رقابت مستقیم دوربین ولاگری ویوو با DJI Osmo Pocket
هرچند، چالش اصلی اختلاف ۴.۲ درصدی در فاصله شبکه بلوری بین سیلیکون و ژرمانیوم است، که باعث ایجاد نقص در محل اتصال این دو ماده می‌شود. این نقص‌ها در حسگرهای حساس می‌توانند نویز ایجاد کنند و کارایی تشخیص را کاهش دهند.
پژوهشگران برای حل این مشکل، از لایه‌های واسط استفاده کردند تا این اختلاف ساختاری را به صورت تدریجی جذب کنند و چگالی نقص‌ها را کاهش دهند. همچنین با انجام عملیات حرارتی و اصلاح شیمیایی سطح از نشت جریان الکتریکی جلوگیری کردند.
این اقدامات باعث کاهش نویز و جریان تاریک شد و در نتیجه حساسیت حسگر به طور قابل توجهی بهبود یافت. بر اساس اعلام دانشگاه، عملکرد این تراشه جدید مادون‌قرمز اکنون با بهترین نمونه‌های جهانی رقابت می‌کند یا حتی از آنها فراتر می‌رود.
یکی از اعضای تیم تحقیقاتی اعلام کرده است که این روش امکان تولید حسگرهای SWIR را با همان هزینه و فرایند ساخت تراشه‌های موبایل فراهم می‌کند.
مرتبط: دوربین نظارتی ZTE SC41 با کیفیت 2.5K معرفی شد
برآوردها نشان می‌دهد که هزینه هر تراشه می‌تواند تا حدود ۱۰ دلار کاهش یابد، در حالی که قیمت فعلی این تراشه‌ها بین صدها تا هزاران دلار است. این کاهش هزینه به مقیاس تولید انبوه و بازدهی خطوط CMOS وابسته است.
کاهش چشمگیر هزینه می‌تواند کاربردهای نظامی این فناوری را نیز متحول کند. برای مثال، پهپادها می‌توانند به حسگرهای پیشرفته‌ای مجهز شوند که در هر شرایط آب‌وهوایی و نوری عملکرد دقیقی داشته باشند.
در حوزه غیرنظامی نیز کاربردهای گسترده‌ای برای این فناوری وجود دارد. خودروهای خودران می‌توانند در شرایطی مانند مه یا نور کم، عملکرد بهتری داشته باشند. همچنین سیستم‌های بازرسی صنعتی می‌توانند بدون تخریب، محصولات را از پشت بسته‌بندی بررسی کنند.
علاوه بر این، استفاده از این فناوری در دوربین گوشی‌های هوشمند نیز می‌تواند امکان تصویربرداری در تاریکی کامل بدون نیاز به فلش را فراهم کند.
