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分享兰克奖得主谈数码相机芯片: gordon 2017-1-25 12:58; 为什么我们的项目能得到这个奖？传统的成像的器件是 CCD ，当时是 80 年代末， 90 年代初。我们想， CCD 也是用 Silicon 材料，那个硅片做。既然 CCD 是用的 PN 结 , 有这样的共性，那么我们能不能够用超大规模集成电路的主流工艺来做传感器，那么超大规模集成电路的主流工艺能否做？这个地方 , 如果大家不是搞技术的，我说得简化一点，所有的材料 , 一个是绝缘体，一个是导体，为什么是这样？关键是 , 金属中有很多的自由电子来传输能量，所谓的电的传输，热量的传输 , 就是这个电子跑来跑去，那么现在有一种材料叫半导体，它的电子不像绝缘体那么不爱动，也不像自由电子那么爱动 , 这就是半导体。它也可以是把电子拿掉一部分，拿掉一部分就出现空穴 . 空穴型的半导体与电子型的半导体结合形成 PN 结，就是二级管。 PN 结是所有的有源器件的基础。光照也可以改变 PN 结的状态，光线强，促进电子和空穴的活动。刚才用不是很准确的语言说明 PN 结与光线的关系，那么 CCD 成像就是利用这一点。比如说，如果形成 PN 结阵列，用镜头，把图象聚焦到这个阵列上，对某个 PN 结来说，如果对应的图象的内容是我们头发等黑的地方，它接收的光少，而如果对应的图象的内容是眼白或者是灯光，它是白的，那么一定的时间光照以后，黑的 PN 结和白的 PN 结留下来的电子数是不一样的。那么我们要做的是，就是把它排成阵列，每一点对应图象不同的点，得到的信号就是和你的图象强弱有关，那么再相应的恢复回去，就是一幅图象了， CCD 是用电荷藕合的方法把每个 PN 结上的电压读出的，制作的工艺复杂，功耗也大，成本高。那么我们就想了，如果能用 CMOS 工艺来做图像传感器，成本就会很低。首先 CMOS 做 PN 结是它的天性，又由于 CMOS 是做集成电路的主流工艺，可以将所有的扫描电路、放大电路，控制电路都一起做也很容易，进一步地可以将图像处理电路都做到一起，形成单芯片的数字相机，更重要的是， CMOS 图像传感器可以随着 CMOS 集成电路主流工艺同步发展，前途不可限量。现在你去买数码相机已经到几百万甚至一千多万象素了，那么图象清晰率就越来越高。能够做到这一点，是我们当初起步的，后来就归结于工艺的发展，以前是 0.8 微米线宽做的，现在到了 0.5 、 0.3 ， 0.18 甚至 90 纳米。工艺的发展做得很高。现在每天全世界都生产几百万个数码相机和手机相机，都是用这个技术，后面这几年的发展，也走了很长的路，其中有一个美国科学家有一个重要的贡献，它在 PN 图上，它在象素里面搞了一个有源器件。相关的专利很多，有很多大公司都在技术发展过程中做出了贡献，所以形成了现在数码相机和手机拍照的普及，也是因为这个原因，大家认为它改变了人类的生活。那么这个产业并不是一帆风顺地就发展到这一步，从我们的技术突破以后，实际上我们也想是否能在产业化做出贡献。所以我给大家汇报，把我们一些不成功的方面给大家讲出来。当时我们这个公司做了 5 、 6 年，也取得了一些进展，但是市场没有做得很大，甚至负债累累，那么一直到欧洲一个大的公司，把它收购了，到了 2000 年以后，就是这个手机需要拍照的功能，从市场来说，技术发展来说，提出一个要求来，全球的几个公司，都是在 2002 、 2003 、 2004 ，产量一下子上去了，做数码相机现在是很划算的。但是自主的产业化的成果，我们四个人都没有做到这一步。 **************************************************************************** 陆明莹和丈夫王国裕及他俩的苏格兰博士生导师和另一位科研伙伴于 2008 年共同获得了英国 Rank 奖，我们现在广泛使用的数码相机，就蕴含着他们的重要贡献，因为他们在世界上首先用 CMOS 工艺做成了图像传感器，做成了单芯片的数字照相机的成像芯片，比过去的生产工艺大大降低了成本。陆明莹的父亲是陆钟祚，是我国电子学领域的先驱者和开拓者，著名的微波电子学专家，韦钰院士当年的指导老师就是陆钟祚先生。 **************************************************************************** 提问：您做的第一个项目专利是属于自己的专利，是否曾经卖给过其它的公司？王国裕：这个问题很有意思，这个技术是从上个世纪 80 年代末， 90 年代初的工作为主，后来是产业化，我们一直在努力，真正突破的工作是当时取得的，当然是有专利，也有技术权利，当时爱丁堡大学搞了一个产业化的公司，就和外面拿到钱做那个公司，当时我们也有一些收益，大学给我们提供了一些，几十个人都有，具体我占多少我也没算。; 230 次阅读|0 个评论

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