數日後,楊傑回到了潭州市,他剛回來就直接去了龍芯半導體公司的實驗室大樓。
“楊少,這是我們根據您提出來的堆棧技術有了新的想法,對圖像傳感器進行了重新設計,我們將原本需緊靠感光組件的電路部份置於感光組件的下方,這樣的做法可使整顆組件在同尺寸規格下得到更多的空間來獲得更大面積的感光範圍,之前大尺寸的圖像傳感器因爲整體面積過大,需要在組件下方加上一片基板來支撐整塊芯片,採用這種結構後可以取消了這塊基板,大幅度減少了組件製作的複雜程度。”
負責圖像傳感器研發的韓成民說道,他約莫五十來歲,之前一直在燕京大學負責CMOS圖像傳感器的研發,前年也加入了龍芯半導體公司,擔任了首席科學家。
韓成民加入團隊後就提出了這個技術方案,也是得到了楊傑的同意,經過一年多的設計研發,現在也是流片了出來。
技術團隊通過測試後得到了大量的數據,證明這款芯片因爲更大感光範圍新技術所帶來更低信噪比、更好的畫質表現甚至是更好的景深表現,這樣的製程改進也對動態範圍表現的加強帶來正面的幫助,圖像傳感器的處理速度更快,功耗也大大地降低了。
“楊少,我們下一步還要對電路進行優化,可以得到更高的處理速度,這樣可以得到至少六十幀每秒的處理速度。”
韓成民說道。
“嗯,你們的技術路線是對的,另外爲了提高圖像傳感器的靈敏度,我的想法是在在像素編碼技術上倒是可以再加入一個白色的子像素,形成RGBW四色像素,這樣在同環境下成像畫面更加明亮,低光噪點控制更好,得到的圖像遠近景物層次強,色彩表現接近真實,細節更多,色彩還原可以更好。”
楊傑開口說道:“現在天馬科技公司已經自開始在顯示屏上面也研發同樣的技術,這邊也要同步地開始這方面的研發。”
“楊少,增加一個白色像素的話會一定程度上損害分辨率……”
韓成民聽到楊傑的這個技術方案後立馬就意識到了這個技術的優越性,通過加入白色子像素,能夠更精準地調節單個像素點的色彩濃度和亮度,增加過渡色的同時,使層次更加分明,顏色更豐富,細節表現更到位。同時這個技術可以大大地提高了圖像的亮度,幾乎可以達到原先圖像傳感器的1.5倍,可呈現鮮明、乾淨的畫質,也正是這樣,在同等亮度下,傳感器的功耗也大大地下降了。
不過這個技術的缺點是同等尺寸下的芯片多出了白色像素點,分辨率肯定是要下降的。
“這個你們在設計像素編碼跟信號電路的時候要多想些辦法,儘量地在不損害圖像質量的基礎上提升靈敏度。”
楊傑也不會大包大攬地想出一些具體的解決辦法,很多具體的事情還需要下面的技術人員去想辦法。
“是,楊少。”韓成民倒是不會嫌老闆給技術團隊加任務,反正老闆提的要求越多,他越高興,公司給的研發經費越多。
楊傑隨後回到了嶽泰市視察了西門康公司分部,同時也視察了西門康生產基地,生產基地包括一座晶圓廠,這座晶圓廠已經進行過設備和技術升級,現在這座專門用來生產功率功率模塊的晶圓廠有三條生產線,其中兩條用來生產各種規格的半導體功率器件、IGBT功率模塊、可控硅等,還有一條正在研發氮化鎵功率器件的實驗生產線。
西門康公司之前在碳化硅跟氮化鎵材料技術上有技術儲備,楊傑對氮化鎵器件頗爲重視,也是招募了一批國內的技術專家聯合西門康的技術工程師一同研發氮化鎵器件的製造工藝跟新材料。
其實國內對氮化鎵器件在軍事上的用途早就開始了研發工作,已經能製作出高純度的氮化鉀晶體,也利用氮化鎵晶體制造出了氮化鎵晶體管,不過主要用在了軍事用途中,包括雷達,衛星,通信和電子戰系統,同時這方面的技術人才也很多,楊傑也是找到了幾名專家組成了一支團隊。
楊傑深知氮化鎵技術的主要應用焦點是微波和毫米波功率放大器上,單個放大器可以達到幾十瓦的功率水平,數個放大器進行配置後功率達到數百甚至數千瓦特都是可能的,使用氮化鎵放大器的話可大大地縮小天線的體積。
雖然現在這些硅晶管可以提供提供了數百、上千瓦的功率水平,但是這些器件不能在6GHz以上的頻率使用。
華興通信設備公司的這些通信專家們爲了最大限度地提高數據的傳輸速率,挖空心思地提高載頻頻率,現在WLAN通信網絡的頻段在2.4GHz上下,但是要把傳輸速率提高到數倍的話,那麼需要將載頻頻率也要相應地提高數倍,早就超過了硅晶管的最大的頻率限制。
這個時候就只能使用氮化鎵晶體管器件了,氮化鎵晶體管器件可以在30GHz或更高的頻率上輕鬆提供數十到數百,甚至數千瓦的功率。
華興集團公司主要的業務是通信設備和技術服務商,這麼重要的技術自然是要早早地進行佈局。
對於功率轉換,氮化鎵器件也有相當大的優勢,氮化鎵晶體管開關是高電壓操作,因此是大功率轉換器和其他開關模式電路的理想選擇,因爲氮化鎵晶體管耐熱的程度遠遠高於硅晶管,比如在高溫環境下,氮化鎵晶體管制造的器件可以代替IGBT,而因爲氮化鎵的材料的它還具有高電子遷移率,器件可以可以實現更小尺寸,更有效和耐熱的電路。
另外用氮化鎵技術製造出來的激光二極管工作壽命非常長,超過了10000個小時,愛華科技公司和燕京激光物化所合作生產的藍光二極管就是使用的氮化鎵材料。
中原汽車公司現在正在和激光物化所合作研發激光雷達,準備以後是要用在自動駕駛技術上面的,現在還是處在實驗室階段。
不過就算激光雷達取得了成果後,激光雷達系統偵測的資料的質素,包括資料的準確性、精確度及製作速度都是需要高速低脈寬的脈衝大電流驅動,而用氮化鎵晶體管剛好可以滿足這一點。
激光雷達是自主駕駛技術的核心關鍵技術,楊傑自然是非常重視,在他視察的過程中也是詳細地瞭解了氮化鎵材料、製造工藝、加工設備等方方面面的技術細節。
不過現階段來說氮化鎵材料的製備跟製造工藝跟加工設備各個方面都是有這樣那樣的問題,進展很不順利。
楊傑也是好生勉勵了這些技術團隊一番,研發過程中哪會有那麼順利的,總會碰到各種各樣的問題,要做的就是花時間花精力一個問題一個問題地去解決。
他對氮化鎵的技術的前景是非常看好的,對此也有足夠的耐心。
氮化鎵技術的缺點是成本很高,這也是也是因爲這方面器件的產量非常少,使用量也非常少,供應商都是處在觀望的狀態。
隨着數量的進一步增加,生產成本肯定會下降,不過最後還是會高於高於CMOS工藝成本的水平。
自上個世紀60年代以來,半導體行業一直在追捧摩爾定律,不過硅晶管特徵尺寸達到了材料中的原子大小是最終的限制,到後面最後全世界就只剩下數家最大和設備齊全的半導體廠商纔可以基於更小的幾何尺寸開發芯片。
到時候硅產品將繼續存在,汽車電子和物聯網設備市場、手機行業仍然需要標準芯片以及速度更快的芯片,到時候更多的新材料、新工藝將被採納,而氮化鎵、石墨烯這些材料也是種子選手之一。
到時候就看誰在這些材料上有重大的技術突破了。