2022年01月21日，中芯熱成科技（北京）有限責(zé)任公司（以下簡稱“中芯熱成”）完成首輪千萬級融資協(xié)議簽署、入資及變更手續(xù)。中芯熱成專注于新型紅外量子材料器件制備及封裝技術(shù)，圍繞低維量子材料構(gòu)建下一代低成本、高分辨率短波及中波紅外成像芯片解決方案。中芯熱成是國內(nèi)首家專注于紅外量子材料成像芯片領(lǐng)域的高科技企業(yè)，圍繞量子點(diǎn)、納米線、二維材料等新興紅外半導(dǎo)體，突破傳統(tǒng)半導(dǎo)體倒裝鍵合工藝，實(shí)現(xiàn)低成本硅基讀出電路片上集成式紅外芯片的封裝與測試（圖一）。

圖一 片上集成式紅外芯片耦合與封裝方法

中芯熱成首輪融資用于在北京設(shè)立企業(yè)研發(fā)中心，具備激光直寫光刻、蒸發(fā)鍍膜、線綁定及激光鍵合等完整封裝工藝能力。目前，中芯熱成與北京理工大學(xué)光電學(xué)院紅外量子點(diǎn)團(tuán)隊(duì)合作，成功封裝、測試國內(nèi)首個膠體量子點(diǎn)短波焦平面及中波紅外焦平面器件。實(shí)現(xiàn)了2.5微米及5微米截止波段的量子點(diǎn)成像測試組件（圖二），并可提供1.5微米~6.0微米波段范圍內(nèi)任意截止波長的多面陣規(guī)格紅外芯片，為工業(yè)檢測、氣體探測、汽車自動駕駛等多種應(yīng)用領(lǐng)域提供強(qiáng)勁技術(shù)支撐。

中芯熱成總經(jīng)理劉雁飛表示：“感謝投資方及產(chǎn)業(yè)界對我們團(tuán)隊(duì)和技術(shù)的認(rèn)可。我們期待通過在新型紅外量子材料封裝技術(shù)方面的技術(shù)積累，發(fā)展紅外芯片制備新路徑，降低探測器成本，進(jìn)而拓展紅外芯片在民用市場上的應(yīng)用?！?/span>

圖二 封裝后膠體量子點(diǎn)成像芯片及成像圖像

民用紅外市場分析與展望

紅外探測器市場細(xì)分為近紅外、短波紅外、中波紅外和長波紅外四大市場?，F(xiàn)階段民用紅外領(lǐng)域產(chǎn)品多是以硅為主要材料的近紅外器件，以及以氧化釩、多晶硅為感光材料的非制冷型長波紅外探測器。短波及中波紅外光子型探測器受限于復(fù)雜工藝及成本，在民用電子消費(fèi)領(lǐng)域（千元級）存在著產(chǎn)品空白（圖三）。

圖三 民用紅外產(chǎn)品市場分析

短波紅外相機(jī)可用于多種應(yīng)用，包括芯片無損探傷、太陽能電池檢查、化學(xué)品識別和分類及防偽識別等。中波探測器在大氣光學(xué)檢測、環(huán)境監(jiān)測、自由空間光通訊、煤礦安全、分子光譜測量等領(lǐng)域表現(xiàn)出應(yīng)用潛力。短波及中波紅外相機(jī)由于技術(shù)難度大，行業(yè)壁壘高，價格高昂，難以滲透民用市場。

膠體量子點(diǎn)等新興紅外半導(dǎo)體材料，不需要外延生長或倒裝鍵合工藝，可直接在CMOS讀出集成電路（ROIC）上制造高密度、小像元探測器，并且可以很容易地擴(kuò)展到晶圓級制造，為民用紅外芯片的研發(fā)提供了新思路。正是由于以上成本及技術(shù)優(yōu)點(diǎn)，美國SWIR Vision Systems、芬蘭Emberion相繼開始了量子點(diǎn)短波紅外探測器的產(chǎn)品計劃（最大響應(yīng)波長2000納米）。中芯熱成與北京理工大學(xué)團(tuán)隊(duì)合作，專注硫汞族膠體量子點(diǎn)，探測器響應(yīng)波段不僅在短波紅外（1微米~2.5微米）范圍內(nèi)精準(zhǔn)可調(diào)，更可實(shí)現(xiàn)3微米~5微米范圍內(nèi)中波熱成像，大大拓展器件應(yīng)用領(lǐng)域及使用場景。

未來，中芯熱成依托在器件制備、電路設(shè)計、封裝集成等關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域的研發(fā)基礎(chǔ)及領(lǐng)先優(yōu)勢，將不斷推進(jìn)新型紅外量子材料芯片的研發(fā)與應(yīng)用，推動紅外成像技術(shù)在民用領(lǐng)域的快速發(fā)展。