光固化3D打印突破：國(guó)產(chǎn)4800萬(wàn)像素，全球最高分辨率硅基液晶數(shù)字光場(chǎng)芯片

​導(dǎo)讀：傳統(tǒng)的面曝光光固化3D打印機(jī)中，其核心光學(xué)系統(tǒng)的像素一般在80萬(wàn)到200萬(wàn)之間，最近正在往4K過(guò)度，也就是400-800萬(wàn)像素​。如果有了高達(dá)4800萬(wàn)甚至1億以上像素芯片的光機(jī)，會(huì)產(chǎn)生什么樣的​應(yīng)用突破呢？​

南極熊發(fā)現(xiàn)，2020年9月5日，央視新聞在“[朝聞天下]2020年中國(guó)國(guó)際服務(wù)貿(mào)易交易會(huì)在北京開(kāi)幕 記者探訪服貿(mào)會(huì)省區(qū)市專(zhuān)區(qū)”的報(bào)道中，特別提到了“國(guó)產(chǎn)4800萬(wàn)像素?cái)?shù)字光場(chǎng)芯片，可用于3D打印、高清電影等工業(yè)和商業(yè)領(lǐng)域”。

△世界分辨率最高的硅基液晶芯片
△視頻：央視報(bào)道國(guó)產(chǎn)4800萬(wàn)像素?cái)?shù)字光場(chǎng)芯片，可用于3D打印

2020年9月6日南極熊也到服貿(mào)會(huì)現(xiàn)場(chǎng)北京的國(guó)家會(huì)議中心進(jìn)行了探訪。2020年8月完成的國(guó)產(chǎn)4800萬(wàn)像素?cái)?shù)字光場(chǎng)芯片，為我國(guó)首款工業(yè)數(shù)字光場(chǎng)芯片，同時(shí)創(chuàng)全球同類(lèi)型芯片單芯片最高分辨率；并實(shí)現(xiàn)了自主設(shè)計(jì)、自主流片、自主測(cè)試、自主封裝、自主集成并掌握了100%的知識(shí)產(chǎn)權(quán)。
△大量觀眾圍觀 國(guó)產(chǎn)4800萬(wàn)像素?cái)?shù)字光場(chǎng)芯片



△鳥(niǎo)巢旁邊的服貿(mào)會(huì)展館

據(jù)北京日?qǐng)?bào)報(bào)道，在本次服貿(mào)會(huì)的國(guó)別和省區(qū)市展區(qū)，北京、天津、河北設(shè)立了京津冀聯(lián)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(gè)共同的主題：京津冀協(xié)同發(fā)展。北京數(shù)字光芯科技有限公司的展臺(tái)帶來(lái)了由京津冀三地多家單位共同完成的多款數(shù)字光場(chǎng)芯片產(chǎn)品。
△4800萬(wàn)像素硅基液晶數(shù)字光場(chǎng)芯片及電路板。4800萬(wàn)像素硅基液晶數(shù)字光場(chǎng)芯片完成單位包括：北京數(shù)字光芯科技有限公司、五邑大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院半導(dǎo)體研究所、中國(guó)科學(xué)院微電子研究所、中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所、天津市中科新顯科技有限公司、天津?yàn)I海新區(qū)微電子研究院

北京數(shù)字光芯科技有限公司CEO孫雷介紹，數(shù)字光場(chǎng)芯片是可通過(guò)計(jì)算機(jī)數(shù)字信號(hào)控制形成任意光場(chǎng)圖形的芯片的統(tǒng)稱(chēng)，可以幫助人類(lèi)通過(guò)信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)任意所需的光場(chǎng)。數(shù)字光場(chǎng)芯片廣泛應(yīng)用于工業(yè)和民用領(lǐng)域的各個(gè)方面，在電影、投影儀、激光電視、智能車(chē)燈、虛擬現(xiàn)實(shí)、印刷打印、光固化3D打印、PCB電路板曝光、芯片光刻等領(lǐng)域起著重要的作用。

在4800萬(wàn)像素硅基液晶芯片的開(kāi)發(fā)過(guò)程中，北京數(shù)字光芯完成了數(shù)字光場(chǎng)芯片的設(shè)計(jì)工作、五邑大學(xué)完成了半導(dǎo)體材料開(kāi)發(fā)、芯片的測(cè)試、芯片驅(qū)動(dòng)硬件開(kāi)發(fā)和軟件開(kāi)發(fā)工作，中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所完成了紫外液晶材料開(kāi)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(dǎo)體材料、光學(xué)引擎開(kāi)發(fā)、系統(tǒng)集成等技術(shù)攻關(guān)工作。目前整個(gè)技術(shù)合作聯(lián)盟十余家參與單位（京津冀地區(qū)8家），在五邑大學(xué)的大力支持下，高效運(yùn)轉(zhuǎn)，各技術(shù)團(tuán)隊(duì)精誠(chéng)合作，在短期內(nèi)實(shí)現(xiàn)了重大的技術(shù)突破。

△聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室

五邑大學(xué)智能制造學(xué)部部長(zhǎng)張昕教授介紹到：傳統(tǒng)的基于微機(jī)械（MEMS）技術(shù)路線的DMD芯片，受制于MEMS芯片結(jié)構(gòu)和制程的復(fù)雜性限制，像素尺寸難以進(jìn)一步做小，在現(xiàn)有光刻機(jī)曝光區(qū)域尺寸限制下，短期內(nèi)很難突破1000萬(wàn)像素。而如3D打印、PCB電路板曝光等工業(yè)曝光領(lǐng)域卻需要千萬(wàn)像素乃至億級(jí)像素?？v觀數(shù)字光場(chǎng)芯片發(fā)展歷史和人類(lèi)集成電路產(chǎn)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(shù)量一直趨于快速增長(zhǎng)。而基于微機(jī)械技術(shù)路線的DMD芯片像素集成速度在過(guò)去的10余年間僅提高了1-2倍已無(wú)法滿足目前的工業(yè)曝光產(chǎn)業(yè)的需要。因此五邑大學(xué)聯(lián)合北京數(shù)字光芯等一系列合作伙伴共同推進(jìn)基于數(shù)字光電技術(shù)路線的數(shù)字光場(chǎng)芯片。光電型數(shù)字光場(chǎng)芯片主要包括硅基液晶、Micro LED等技術(shù)方案，具有結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單、像素單元可小型化、集成密度高、良率高的特點(diǎn)。此次五邑大學(xué)及各聯(lián)合機(jī)構(gòu)團(tuán)隊(duì)共同推出的4800萬(wàn)像素硅基液晶數(shù)字光場(chǎng)芯片，將同類(lèi)型的光場(chǎng)芯片由百萬(wàn)像素級(jí)提升到千萬(wàn)像素級(jí)，實(shí)現(xiàn)了大幅度的歷史性的跨越。我們聯(lián)合實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)有信心在2025年前將單芯片像素?cái)?shù)量由千萬(wàn)像素推進(jìn)到億級(jí)。用極高的數(shù)字光場(chǎng)芯片技術(shù)確保真正實(shí)現(xiàn)高加工速度、高精度、大幅面兼顧的工業(yè)數(shù)字曝光。

△五邑大學(xué)張昕教授現(xiàn)場(chǎng)科普數(shù)字光場(chǎng)芯片知識(shí)


“對(duì)于3D打印行業(yè)來(lái)說(shuō)，光固化3D打印領(lǐng)域目前主力產(chǎn)品曝光像素約為80萬(wàn)-200萬(wàn)之間。由于我們的數(shù)字光場(chǎng)芯片采用了自主芯片技術(shù)，可在相同的成本下將同類(lèi)3D打印設(shè)備迅速升級(jí)到千萬(wàn)像素以上。這一過(guò)程類(lèi)似于數(shù)碼相機(jī)在2002年-2010年的發(fā)展進(jìn)程，由一百萬(wàn)像素過(guò)渡到五百萬(wàn)像素。數(shù)碼相機(jī)感光元件的像素?cái)?shù)量提升直接擴(kuò)大了數(shù)碼相機(jī)的應(yīng)用場(chǎng)景和應(yīng)用范圍，最終導(dǎo)致了數(shù)字成像技術(shù)替代掉了模擬式的膠片成像技術(shù)。在3D打印技術(shù)從百萬(wàn)像素最終邁向億級(jí)像素的過(guò)程中，通過(guò)擴(kuò)大打印面積、提高打印速度、提高打印精度，最終也會(huì)大大擴(kuò)大3D打印技術(shù)的應(yīng)用場(chǎng)景，進(jìn)一步有力的推動(dòng)整個(gè)3D打印行業(yè)的技術(shù)升級(jí)和產(chǎn)業(yè)升級(jí)。同時(shí)也能解決我國(guó)光固化3D打印領(lǐng)域沒(méi)有國(guó)產(chǎn)芯片100%依賴(lài)進(jìn)口的問(wèn)題。”張昕教授說(shuō)?！跋Ｍ?D打印行業(yè)的廣大企業(yè)和科研人員，加入我們新型數(shù)字光場(chǎng)芯片技術(shù)開(kāi)發(fā)的聯(lián)盟，共同為我國(guó)自主的工業(yè)數(shù)字光場(chǎng)芯片事業(yè)盡一份力量。”

△五邑大學(xué)李星星博士現(xiàn)場(chǎng)接受采訪


對(duì)于這款芯片在3D打印領(lǐng)域的應(yīng)用，孫雷告訴南極熊，4800萬(wàn)像素的芯片，在理論上可以更好的同時(shí)兼顧光固化領(lǐng)域的3D打印精度和打印幅面，目前適合405納米的光敏樹(shù)脂材料，未來(lái)將開(kāi)發(fā)365納米專(zhuān)用芯片。同時(shí)在產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用后，綜合設(shè)備成本與目前200萬(wàn)像素DLP設(shè)備成本持平。現(xiàn)在北京數(shù)字光芯與五邑大學(xué)也已經(jīng)聯(lián)合利用它來(lái)開(kāi)發(fā)面曝光光固化3D打印機(jī)。歡迎各種產(chǎn)學(xué)研合作，也歡迎各界投資者對(duì)本領(lǐng)域進(jìn)行投資合作。

北京數(shù)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(guó)產(chǎn)自主數(shù)字光場(chǎng)芯片。如果有對(duì)我們感興趣的合作伙伴或機(jī)構(gòu)，可以直接聯(lián)系南極熊?！保蠘O熊備注：對(duì)此感興趣的投資機(jī)構(gòu)可加微信號(hào)pan666000）。

究竟這款芯片長(zhǎng)得怎么樣？希望下面這個(gè)視頻可以讓大家初步了解：

△視頻：孫雷現(xiàn)場(chǎng)解說(shuō)國(guó)產(chǎn)4800萬(wàn)像素?cái)?shù)字光場(chǎng)芯片

看到相關(guān)報(bào)道后，一批網(wǎng)友開(kāi)始激動(dòng)了：

“重點(diǎn)詞，芯片和全球第一，我奇怪了，全球第一不是日本和美國(guó)嗎？難道這種芯片不重要，非也！當(dāng)一種芯片可以做到全球第一時(shí)候，證明我們的芯片工業(yè)整體實(shí)力再上一個(gè)臺(tái)階了，這種進(jìn)步很快會(huì)推動(dòng)其他芯片領(lǐng)域的進(jìn)步，不用等太久，我們的芯片之痛就會(huì)變成芯片之強(qiáng)?！?br />
“希望不要好了傷疤忘了痛，等外國(guó)一降價(jià)再加上一忽悠再來(lái)個(gè)造不如買(mǎi)，都不用國(guó)內(nèi)的了，再把國(guó)內(nèi)的企業(yè)給逼死了”

“多一些這樣的芯片，就不會(huì)被人卡脖子了?！?br />