Tecnologia QuantumFilm per nuovi sensori di immagine

Tecnologia QuantumFilm per nuovi sensori di immagine

di Andrea Bai, pubblicata il

“Grazie ad un particolare materiale e alle proprietà dei quantum dot, è possibile realizzare sensori fotografici dalle maggiori prestazioni rispetto agli attuali”

InVisage Technologies, una giovane azienda statunitense, ha annunciato di aver ultimato lo sviluppo di una nuova tecnologia che permetterà già nel corso dei prossimi mesi di realizzare sensori di immagine ad elevate prestazioni. Si tratta della tecnologia QuantumFilm, che si basa sulle proprietà dei quantum dot, e promette di incrementare notevolmente l'efficienza dei sensori di immagine rispetto a quanto possibile oggi con i tradizionali sensori CMOS in silicio.

Jess Lee, presidente e CEO di InVisage, ha dichiarato: "Sta diventanto sempre più difficile e costoso sviluppare sensori immagini di nuova generazione utilizzando il silicio. In sostanza, il silicio ha raggiunto i limiti. Il problema fondamentale è che il silicio non può catturare la luce in maniera efficiente, ma fino ad ora ha rappresentato l'unica opzione possibile. QuantumFilm utilizza nuovi materiali che sono creati da zero per catturare la luce".

Il nuovo materiale semiconduttore è stato messo a punto dal professor Ted Sargent dell'Università di Toronto, che ha assunto inoltre la carica di Chief Technology Officer di InVisage. Sargent ha perfezionato un metodo per la sospensione di nanoparticelle di solfuro di piombo in una matrice polimerica, dando vita ai quantum-dot e formando una nuova classe di polimeri semiconduttori per i quali InVisage ha investito gli ultimi tre anni per sviluppare un sistema di integrazione sui tradizionali processi produttivi CMOS. Il polimero può essere steso su un wafer di silicio, provvisto di un array di conduttori metallici, con l'importante differenza che sarà, appunto, il polimero a catturare la luce e non più i fotodiodi in silicio.

Dal punto di vista fisico accade che i fotoni vanno a colpire i quantum dot, dove l'energia resta confinata. In questo modo l'energia si trasforma in un eccitone, ovvero una coppia di elettrone e lacuna legati. L'elettrodo metallico va a raccogliere l'elettrone, rilevando così in questo modo la luce incidente. Dal momento che lo strato sensibile è collocato alla sommità della struttura, esso può raccogliere tutta la radiazione luminosa incidente, risultando nel complesso molto più sensibile dei sensori convenzionali. In altri termini è possibile creare, a parità di dimensioni, sensori quattro volte più sensibili oppure, a parità di sensibilità, sensori quattro volte più piccoli. I tradizionali sensori CMOS infatti costringono la luce a passare attraverso alcuni strati di pochi nanometri di spessore, prima che possano giungere ai fotoricettori sul wafer di silicio.

Per quanto riguarda invece la fabbricazione di sensori con tecnologia QuantumFilm, InVisage afferma che la particolare pellicola può essere stesa sul wafer di silicio a temperatura ambiente, ovviando così alla necessità di disporre di tecniche di produzione ad elevata temperatura richieste dai sensori convenzionali. Secondo le informazioni disponibili l'azienda si rivolgerà a TSMC per la produzione dei sensori, con l'impiego di wafer da 8 pollici e processo produttivo CMOS a 1,1 micron, rispetto ai processi a 65 nanometri con wafer da 12 pollici usati per i sensori tradizionali, il tutto a costi di produzione abbastanza contenuti.

La tecnologia QuantumFilm verrà impiegata a partire dal quarto trimestre 2010 per la produzione di sensori fotografici da destinare a telefoni cellulari e fotocamere compatte, ma sarà in futuro utilizzata anche per una vasta gamma di tecnologie image-sensing, incluse videocamere di sicurezza, videocamere ad uso automotive e applicazioni militari.


Commenti (14)

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Commento # 1 di: Stefano Villa pubblicato il 24 Marzo 2010, 09:16
Faranno la fine dei nanotubi di carbonio dei quali si sente parlare da anni, ma che ancora sono lontani dalla produzione su vasta scala ?

Inoltre il fatto che inizialmente verranno proposti solo su cellulari e fotocamere compatte mi fa pensare che pur avendo sensibilità superiore, la qualità, almeno all'inizio, non sarà in grado di competere con i sensori APS e FF...
Commento # 2 di: Spec1alFx pubblicato il 24 Marzo 2010, 09:35
C'è anche da dire che se parti dal piccolo, fintanto il processo produttivo non è affinato e pertanto non è perfetto, hai scarti molto inferiori... Se produci sensori full frame 36x24 mm e statisticamente hai un difetto del wafer ogni 400 mm^2 ne scarterai la maggior parte; se produci sensori grandi un centesimo (3,6x2,4 mm) scarti solamente quello in cui si manifesta il difetto, statisticamente uno su cento.

Spero di essermi spiegato =)
Commento # 3 di: Stefano Villa pubblicato il 24 Marzo 2010, 10:01
Originariamente inviato da: Spec1alFx
C'è anche da dire che se parti dal piccolo, fintanto il processo produttivo non è affinato e pertanto non è perfetto, hai scarti molto inferiori... Se produci sensori full frame 36x24 mm e statisticamente hai un difetto del wafer ogni 400 mm^2 ne scarterai la maggior parte; se produci sensori grandi un centesimo (3,6x2,4 mm) scarti solamente quello in cui si manifesta il difetto, statisticamente uno su cento.

Spero di essermi spiegato =)


Si certo quello è ovvio, il punto è che è una tecnologia nuova e che va appunto ancora affinata, che si scontra con una tecnologia, la CMOS, che ha alle spalle decine di anni di affinamento e miglioramento...

Senza dubbio è molto interessante, ma se ne sono viste troppe di tecnologie che sono rimaste sulla carta, vuoi per una questione vuoi per un'altra... Staremo a vedere !!!
Commento # 4 di: Superboy pubblicato il 24 Marzo 2010, 10:06
una tecnologia disruptive non va giudicata per quello che è alla sua uscita ma al potenziale di sviluppo intrinseco, esempio tipico le prime fotocamere digitali con sensore a risoluzione VGA
Commento # 5 di: Stefano Villa pubblicato il 24 Marzo 2010, 10:24
Originariamente inviato da: Superboy
una tecnologia disruptive non va giudicata per quello che è alla sua uscita ma al potenziale di sviluppo intrinseco, esempio tipico le prime fotocamere digitali con sensore a risoluzione VGA


Certamente, questo è vero, ma bisogna appunto capire le potenzialità future ed i relativi costi...
Commento # 6 di: rb1205 pubblicato il 24 Marzo 2010, 10:50
Originariamente inviato da: Stefano Villa
Inoltre il fatto che inizialmente verranno proposti solo su cellulari e fotocamere compatte mi fa pensare che pur avendo sensibilità superiore, la qualità, almeno all'inizio, non sarà in grado di competere con i sensori APS e FF...


Tutt'altro: dal momento che questa tecnologia essenzialmente risolve i problemi legati dell'aumento di densità dei pixel sul sensore, ha perfettamente senso IMHO implementarla inizialmente nei dispositivi che più presentano questo problema.

Spero vivamente che questa tecnologia sia valida al punto da rendere possibili sensori di piccole dimensioni nelle reflex, il giorno in cui si potrà girare con una sola lente tuttofacente è più vicino.
Commento # 7 di: daedin89 pubblicato il 24 Marzo 2010, 11:29
i problemi degli obbettivi rimarranno...non capisco come si puo pensare, grazie a questa nuova tecnologia, di andare in giro con un tuttofare meglio di quanto gia si faccia..
Commento # 8 di: Stefano Villa pubblicato il 24 Marzo 2010, 11:35
Originariamente inviato da: daedin89
i problemi degli obbettivi rimarranno...non capisco come si puo pensare, grazie a questa nuova tecnologia, di andare in giro con un tuttofare meglio di quanto gia si faccia..


Quoto, il sensore di certo non è in grado di migliorare la luce che lo colpisce....
Commento # 9 di: rb1205 pubblicato il 24 Marzo 2010, 12:55
Diminuendo l'area sensibile, aumenta il moltiplicatore di focale. è il motivo per cui una bridge, che ha un sensore di dimensioni tipiche da compatta, riesce ad arrivare a zoom equivalenti di 500mm. Se questa tecnologia consentirà effettivamente di ridurre la dimensione del sensore senza perdere in qualità e rumore, potremo avere reflex che con un obiettivo simile come dimensioni agli attuali 20-70mm in bundle potrà coprire tutte le lunghezze focali dal tele al grandangolo.
Commento # 10 di: FlatEric pubblicato il 24 Marzo 2010, 14:01
Originariamente inviato da: rb1205
Diminuendo l'area sensibile, aumenta il moltiplicatore di focale. è il motivo per cui una bridge, che ha un sensore di dimensioni tipiche da compatta, riesce ad arrivare a zoom equivalenti di 500mm. Se questa tecnologia consentirà effettivamente di ridurre la dimensione del sensore senza perdere in qualità e rumore, potremo avere reflex che con un obiettivo simile come dimensioni agli attuali 20-70mm in bundle potrà coprire tutte le lunghezze focali dal tele al grandangolo.


Semmai da un normale ad un tele, se per caso ad esempio arrivassimo a un moltiplicatore di focale rispetto a 35 mm di 2,5x. Ergo, come già accade oggi, per avere un grandangolo decente, metti un 20 equivalente, dovrai avere un obiettivo con focale estrema, nel caso del molti 2,5x dovrebbe essere 8, che costa una follia ed ha distorsioni spaventose.

Infatti le FF al giorno d'oggi sono ancora la scelta migliore per chi predilige i grandangoli.
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