7月11日,光学IC开发商Alpha Cen在慕尼黑上海光博会展示了一系列主动式和被动式超表面产品,包括超表面芯片和纯固态激光雷达模组。
Alpha Cen展示的纯固态激光雷达模组
Alpha Cen向36氪表示,此次展示的超表面产品在商业应用领域有十分广泛的落地场景,包括消费电子、近距离感测、AR/VR、各类型机器人(例如家用扫地机器人、大型服务机器人、工业移动机器人AGV/AMR等),以及医疗电子和智能驾驶系统等。
Alpha Cen成立于2021年,致力于晶圆级超表面光操控芯片和模组的研发,其采用半导体IC兼容的工艺将微纳光学超表面和电路、光源、光探测器等集成,让传统光电系统变得更轻、更小、更智能。
Alpha Cen拥有包括Fab厂开发制程、工艺、封装方法在内的专利。据介绍,本次发布标志着Alpha Cen成为国内首家全线拉通近红外超表面量产产线、实现被动式超透镜量产的公司。并且,其超透镜产品将首先服务于近距离传感/检测、扫地机器人、无掩膜光刻机等客户。
Alpha Cen展示的主动式超透镜
目前,在全球范围内,同时拥有主动式和被动式超表面技术公司并不多见。而Alpha Cen已经同时具备这两种超表面技术,继实现被动式超透镜量产之后,Alpha Cen的主动式超透镜产品预计将于2023年第四季度量产。
相比而言,主动式超表面的技术门槛较高,首先需要精通光学、电学、芯片架构和硬件系统的复合型专家人才,其次晶圆和光源/传感器整合也需要大量经验,并且,在工艺方面良品率的突破也是一项挑战。
超表面技术正在各领域大规模尝试,实现从无到有的突破,该技术被World Economic Forum评选为年度十大突破性技术之一,另据Lux Research预测,到2030年,超表面产品的市场规模将超100亿美元。
在应用方面,Alpha Cen介绍:传统相机镜头常由多个球面或非球面镜片的堆叠组成,体积较大,且每片镜片需要单独组装和对准。而超透镜是一片由无数纳米级微小结构单元组合成的平面透镜。可用1~2片超透镜替代多片堆叠的镜头组,减少组装步骤、降低体积和成本。主动式超表面在此基础上更进一步,让每个纳米级微小单元结构可以被电调控,实现软件可定义的、通用型的多功能光学器件。超表面透镜技术有广泛的应用场景,比如可以取代手机、显微镜、照相机等镜头,具有更高的分辨率和更薄的厚度;也可以用于结构光、全息成像、激光加工等领域,实现高精度和高灵活性的光场控制。
Alpha Cen展示的被动式超透镜
据公开报道,全球大型科技企业如苹果和三星都预计将在2024年采用超透镜技术,例如超透镜将首次替代DOE在iPad上使用,LG也宣布将在车载应用中采用超透镜,这让市场对超透镜充满了期待。
Alpha Cen表示,未来2-3年,超表面透镜的增长主要在手机(已有头部手机客户在布局超表面透镜)和机器人,稍后会扩展到车载应用、AR/VR和医疗内窥镜,小尺寸和大广角FOV的强烈需求将大幅推动超表面透镜的应用空间。
超表面技术更大的想象空间在于对二维世界的颠覆,传统摄像头只能记录光线在一个平面上的投影,光线从三维空间中的物体发射或反射,经过镜头的透镜,最后落在感光元件上,形成一个二维的图像。这个图像只包含了物体的形状、颜色和亮度等信息,但没有包含物体的深度、距离和方向等信息。因此,传统摄像机的镜头无法捕捉到三维空间中的立体效果,只能拍出2D的平面照片。
然而,超表面透镜技术能通过利用纳米结构来控制光的传播,从而完全改变现有2D图像,实现超分辨率成像、全息摄影或投影。也因此可以应用到机器视觉中的图像识别、医疗上的内窥镜、智能驾驶以及AR/VR等领域。
Alpha Cen团队汇集了微纳光学超表面和光电半导体行业的明星成员,集结来自加州理工学院、斯坦福、Apple、德州仪器、ams OSRAM、英飞凌、中芯国际等众多世界知名科研院所和行业头部公司的跨学科人才和产业专家。Alpha Cen的核心团队有着平均 10 年以上的微纳光学、光电芯片,和整机光电产品的量产经验,具备从设计到生产制造,再到系统集成和大量量产的全栈研发能力。
本次慕尼黑上海光博会的产品发布,对于AlphaCen和超表面透镜技术都是一次重要的展示,随着更多科技巨头的接纳和超表面透镜技术的成熟,这项技术有可能重塑未来,推动更多产品进入一个全新的多维视界。
关于Alpha Cen
成立于2021年的Alpha Cen 是一家源自美国硅谷的高科技创业公司, Alpha Cen 将世界上最前沿的微纳光学技术应用于3D感知和显示芯片。
关于王璠
AlphaCen联合创始人兼CEO。
10年业内*公司硬件和集成电路构架设计经验。美国苹果资深硬件设计主管,美国德州仪器芯片系统架构师,获德州仪器技术创新奖。斯坦福大学芯片设计Certificate,Udacity人工智能Nanodegree Certificate。
Q:为什么会创业?
我与联合创始人彭斯颖是多年的好友,我们是高中同学,一直保持交流。当她找到我想一起干点什么事情的时候,自然而然想到的是我跟她专业方向的交叉,光和电结合的一个领域。
Q:解释一下Alpha Cen在做的事情
我们做的是软件定义的光操控芯片,这个听起来好像有一点神奇,其实是一个光学薄膜,通过电信号改变材料的折射率,从而改变光的相位,也就是说,让光的性质可以被电路控制的微纳结构改变。这个应用会非常广泛,有两个比较重要的应用方向:一个是传感器,比方说激光雷达;另一个是显示,例如 AR/VR头盔等。
打个比方,手机已经发展得非常成熟了,市场也非常饱和,所以现在大家都在积极寻找下一个个人设备会是什么产品。现在看到的路径是可穿戴、AR/VR等设备,除此之外,另外一个现在正在爆发的,是围绕智能驾驶所展开的上下游产业链。
从AR/VR角度来说,从硬件层面来说要急需解决的问题是低功耗和轻量化。轻量化的痛点是传统光学元件比较大并且笨种,因为需要用厚的镜头。所以为了实现轻量化,需要替代传统的光学元件,*一条已知的路径就是走微纳光学这条路。
我们Alpha Cen做是光和电结合的技术,不光把传统光学器件替代成微纳光学器件,并且用一个薄膜来替代现有的比较厚的镜头,同时我们还可以用电去控制薄膜的性质。其实是在不改变系统的机械结构的情况下,可以调成器件的光学性能,并且可以很大程度上帮助系统降低功耗。近期来看,我们现在做的*个产品是应用在激光雷达上,可以操纵激光的旋转方向的设备。
Q: 如何走上这条技术道路?
我一直都想搞科研,我读高中的时候最想学生物,想探索生命的奥秘。Engineering是生物的之外的另一个选择,因为我对做机器人之类的也很感兴趣。选专业方向的时候并没有想太多,当时很年轻,其实我是挑了一个非常非常成熟的一个engineering的方向,然后在Texas A&M读博士的过程中,慢慢发现它太成熟了,这个领域的breakthrough更依赖于像新材料等等之类其他的学科。然后当时机会比较好,去了TI(德州仪器)实习,发现像这种非常非常成熟的方向最前沿的东西一定是在工业界,所以毕业后就一直在业界。总体来讲的话,我还是 follow我的初心,很喜欢特别前沿的东西,我的兴奋点在去别人没去过的地方,做别人没做过的事情。
Q:你觉得在过去的成长过程中,有什么经历是可以被视为你的人生的转折点?
创业,我之前是从来没有想过要创业的,因为我的性格比较内敛,感兴趣的事情比较偏研发。创业后发现,我要解决的问题是更多维度的,很多之前在大公司既有的条条框框被拆掉了,每天都有新的问题等你去解决,这可以不断地我兴奋点,然后应该来说比我之前的工作挑战更大,更有意思,我也更快乐了。之前没有意识到创业这件事是多么有趣。
Q:你觉得在你个人的性格特质中有哪些帮助您更好的成就这份事业?
我比较享受从零开始搭建一个比较复杂的系统的过程。一是因为这个事情本身我很擅长的,二是我还挺enjoy做这件事情的。而且我之前的工作经验,也基本上是在做这方面的事情。
比方说我在德州仪器做芯片架构,其实是做芯片的顶层设计。在 Apple的话,做的是整机的电源产品。我比较喜欢这种Top down的一个从零开始搭建一个复杂系统的事情。现在在Alpha Cen和做芯片是相似的,除了技术和产品以外,其他各个方面都需要我去搭建去解决,例如融资、招人、管理等等。
Q:您觉得就自己作为女性,你认为当下女性在职场过程中有哪些因为性别带来的偏见和阻碍呢?
芯片工程师、硬件工程师这样的职业中其实的确会存在刻板影响,例如人们会自然而然的会觉得做这个事情的人一定是白头发白胡子,50岁以上的男性。看到这样符合刻板影响形象的工程师出现的时候,就会觉得这个产品、这个芯片一定特别好。不过我在美国工作了10多年的时间,虽然做硬件的女性工程师要相对来说比男性还是要少一些,但是我在工作环境中没有感觉到有任何区别,或者被特殊对待。
*一次让我感受到因为自己的女性身份而受到偏见的是去韩国出差的经历。那是我在在TI的最后一年,我主导设计了一个芯片,里面有很多创新的地方。当时我作为芯片架构总设计师韩国客户方做demo。到了客户公司之后,韩国工程师站在我面前问我,“你们工程师呢?” 他潜意识里不认为我会是位工程师。
当然这个场面很快就反转了,他们当时有一个技术问题正在讨论,我看了一下很快地指出了问题是什么原因造成的,他们应该做什么改进。气氛就一下子不一样了,他们意识到原来我真是芯片的总设计师。后面芯片在客户那边demo得比较好,最后不光买了芯片,客户还主动和TI联系,希望和我们组建立一个联合实验室,促进进一步的合作等等。
现在在国内创业一年多,感觉也还好,偶尔也会有人有一些偏见,例如会被问类似「你们两个女生创业」的问题。
Q:你有做哪些措施来来推动职场上的性别平等呢?
我后来意识到,为什么有些事情我非常敏感,例如同事和同事之间相处那根线应该在哪。其中一个原因是我之前任职的每家美国公司,每年都有各种课程的培训,例如员工保密义务、同事之间相处的尊重和界限、隐私保护、职场性骚扰的界定等等行为准则,不仅要上课还要完成考试。但国内公司一般都不知道这是什么东西以及为什么需要这些课程,但在美国的学校和公司都非常重视,入职前就会培训好,告诉你什么是可以的,什么是不可以的。
所以我在Udemy上找了一些这方面的课程,入职前都会要求员工上一遍。因为我发现如果不去做这个事情的话,同事间的有一些玩笑可能会开地点过。而且在公司创立初期这些行为准则还挺重要,因为创始团队现在是怎么样的一个行为,之后人多了之后,其他员工的行为习惯是初期团队的一个复制和放大。我肯定要先把初始团队的种种行为习惯,做事的方法都给统一好,之后等公司成长起来,员工越来越多,就越规范越好管理,整个职场的氛围也会越好。
Q:作为我们火山石投资成员企业,您在哪方面感受到我们火山石在推动性别平等上做出的努力。
有些投资人来DD的时候偶尔会问例如在家庭方面的考虑、两个女生怎么的,但火山石没有问过任何类似的问题。
Q:您的女性榜样是谁
在美国的时候参加过Grace Hopper Celebration,这是一个为从事STEM行业的女性所开展的一个大型会议,来鼓励STEM专业的女性从事相关领域的工作。在这个会议上我见到了SpaceX的COO Gwynne Shotwell。Elon Musk对于Space X来说是一个大方向的带领者,一个精神*,我一直觉得SpaceX这个公司的执行力实在是太强,这肯定是和一位专门管理运营的人是密不可分的。当时Gwynne Shotwell是来做一个演讲,她一上台,你就知道她是一个执行力*的人,整个人的气场极其强大,让人肃然起敬。
Q:推荐一本最近您读过的好书或者看过的电影。
最近在读一些比较“临时抱佛脚”的工具书,《关键对话:如何高效能沟通》是我比较推荐的。
追随自己初心的王璠一直探索着自己的边界,无论是作为工程师研发人员还是创业公司的管理者,她不断去解决着一个又一个的新问题,并且享受着乐趣。
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