据麦姆斯咨询报道，全球半导体领导厂商意法半导体（STMicronics，纽约证交所代码：STM）与超表面设计及商业化先驱Metalenz Inc.（以下简称“Metalenz”）近期对外宣布合作开发和授权协议，意法半导体将为Metalenz开发用于下一代智能手机、消费电子产品、医疗产品和汽车所用超表面元件的量产制造工艺。超表面技术源于哈佛大学，而Metalenz公司则是由哈佛大学Federico Capasso教授领导。这项突破性技术有望在今年年底实现批量生产。
当今，应用于智能手机的技术正在以非常快的速度变化和发展，希望将更多更好的功能挤入越来越小的空间。尽管如此，中世纪以后，透镜技术没有取得较大进展。随着超表面光学技术的发展，引入了不同基本原理的新型透镜。不再是宏观可见的弯曲表面，超表面光学将多种复杂的光学功能集成在同一平面。这缩小了每个透镜元件的大小，同时减少了所需的透镜元件数量，大大减少了光学透镜的尺寸、元件数量、组装复杂性和总体成本。
Metalenz所开发的技术是意法半导体先进制造能力的完美补充。意法半导体将半导体制造工艺和光学技术相结合，在半导体晶圆代工厂内使用先进的光刻版在超表面上完成可调谐的衍射波前层。平面超表面透镜在半导体洁净室使用的制造技术与硅基集成电路一样。透镜的纳米结构是人类头发宽度的千分之一。这些纳米结构只需单层就能适当弯曲光线，从而实现与复杂的多元折射透镜相同的功能。
电子显微镜下的超表面透镜结构图像（来源：Federico Capasso）
这项技术最初主要针对快速增长的近红外传感市场。近红外波长可用于3D传感功能，如人脸识别、自动对焦辅助、激光雷达、增强现实和虚拟现实（AR/VR）深度映射，这些功能正在成为当今智能手机的标配。未来的某一天，由半导体晶圆代工厂制造的光学透镜可能将与传统折射镜片一样常见。
Metalenz多功能超表面光学为下一代智能手机、其它消费电子产品、医疗和汽车应用提供不同的传感方式。例如，利用这种新型平面透镜技术设计的摄像头收集的光线更多，从而生成亮度更高的图像，获得与传统折射镜头相比图像质量相当甚至更佳的图像，且功耗更低、占用面积更小。
Metalenz超表面透镜有望取代现有手机摄像头的塑料镜头
意法半导体将整合Metalenz的超表面光学技术到其位于法国克洛尔（Crolles）的12英寸晶圆代工厂的衍射光学制造工艺中，充分利用意法半导体在近红外光学传感前沿市场日益强大的地位。如今，意法半导体在飞行时间（ToF）接近传感器和距离传感器市场处于遥遥领先的地位，出货量已超过10亿颗。
意法半导体成像部执行副总裁兼总经理Eric Aussedat表示：“多功能光学技术在功耗、效率和性能方面的优势，足以改变智能手机、其它消费电子产品、医疗和汽车应用中下一代光学传感器的游戏规则。Metalenz的领先技术与我们在克洛尔最先进的12英寸制造工艺的‘联姻’，将支持意法半导体继续为客户提供最具创新性和最先进的光学传感解决方案。”
“我们很荣幸能与意法半导体这样的行业领导者合作。Metalenz开发的技术是意法半导体先进制造能力和市场地位的完美补充。”Metalenz首席执行官兼联合创始人Rob Devlin博士说，“我们采用的是无晶圆厂（fabless）的商业模式，以便专注于为智能手机、汽车等应用提供革命性光学传感的创新和设计。与意法半导体合作后，意法半导体的批量制造能力将帮助我们扩大产品供应。Metalenz的超表面产品也让意法半导体现有的差异化产品线达到新的高度。”
关于意法半导体
意法半导体拥有46000名半导体技术的创造者和制造者。意法半导体拥有最先进的制造设施，掌握着半导体供应链。作为一家独立的半导体器件制造商，意法半导体与超过10万家客户和数千名合作伙伴合作，设计和完成产品、解决方案和生态系统，以应对各种挑战和机遇以及满足世界可持续发展的需求。意法半导体的技术旨在赋予更智能的移动性，更高效的功耗和能源管理，促进物联网和5G技术的大规模部署。
关于Metalenz
Metalenz成立于2016年，是第一家实现超表面光学商业化的公司。Metalenz的超表面只需一层半导体层就能提供复杂、多功能的光学性能，因此可在半导体晶圆代工厂进行大规模生产，像计算机中的芯片那样实现透镜打印。作为一家fabless设计公司，Metalenz专注于超表面光学的设计和独特应用，赋能消费、医疗保健和汽车等应用的传感功能。
Metalenz拥有哈佛大学Capasso实验室开发的与超表面相关的基础知识产权组合的独家全球授权，并拥有20多项创新专利，旨在简化和改善面向多种市场的光学器件。
延伸阅读：
《飞行时间（ToF）传感器技术及应用-2020版》
《传感应用的VCSEL技术及市场-2021版》
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