不仅服务机器也“为人体定制”,国产智能光子引擎技术开辟应用新边界

来源:爱集微 #中科创星#
2003

近年来,作为关键光源器件的垂直腔面发射激光器(VCSEL),正逐步演进为智能时代重要的底层光子技术,它承担起帮助机器感知世界的重要作用。与此同时,它也开始跨越“为机器服务”的范畴,让光能够适配人体差异化、动态变化的现实需求,变为“可定制”。9月4日,一套名为VIPE(VCSEL智能光子引擎)的芯片级技术平台在合肥正式对外发布。这套整合光子芯片、光学设计、传感与控制算法的芯片级底层光子系统,依托国产VCSEL全栈技术能力,完成从机器感知到人体动态光交互的技术跨越,进一步拓宽了国产光子技术的应用边界。

VIPE器件可见矩阵式芯片发射出不同波段光束

行业不缺光,缺的是对光能量的精细管控

过去十余年,VCSEL持续拓展产业边界,逐步成为物理AI时代的关键基础设施。凭借波长纯净、响应速度快、易于规模化量产等特性,这类光芯片大量应用于人脸识别、激光雷达、机器人视觉等场景,核心价值就是帮助机器看见、感知物理世界。

伴随国内产业链持续攻关,国产VCSEL在芯片设计、高密度封装、可靠性验证等环节实现多项突破,已经实现大规模产业化落地,国产光子硬科技的发展空间不断打开。

瑞识科技技术人员对芯片封装后的状态抽检

当下消费健康光疗赛道产品众多,但市面上多数设备仍使用LED泛光光源,行业长期停留在堆砌灯珠、比拼标称功率的“参数内卷”。这类产品只看重光源输出功率,却忽视光束方向、能量分布、输出节奏等关键指标,难以保障光作用到人体的实际效果。更大的现实难点,来自人体的复杂性,不同使用者存在个体差异,即便是同一个人,身体状态、作用部位也会动态变化,而现有主流设备大多采用预设参数的开环模式,无法根据人体实时状态灵活调整。如何把已经成熟的光子技术能力迁移到人体交互场景?不少行业观点认为,对光能量精细化管控与靶向递送能力,是当下行业最迫切需要的。

针对以上行业痛点,瑞识科技股份有限公司(“瑞识科技”)推出VIPE芯片级智能光子引擎。公司创始人、董事长汪洋表示,VIPE是企业基于VCSEL产业发展趋势开展的技术布局,并非消费终端的简单产品迭代。“随着光子技术从单一器件向系统化能力演进,VCSEL的价值也跳出单纯‘提供光源’的范畴,要拓展到对光的感知、计算与动态管控层面。”他说。

瑞识科技创始人、董事长汪洋介绍公司概况

作为这套技术平台的研发主体,瑞识科技具备从芯片设计到封装制造的完整技术储备,截至目前,累计交付VCSEL芯片超2亿颗,6英寸晶圆年产能达1万片,全球专利布局超200件,其中二维可寻址VCSEL芯片已批量配套多家头部新能源车企,扫地机器人方案的细分市场占有率也超过70%。VIPE通过整合企业在高可靠场景沉淀的芯片、光学、感知与控制能力,实现VCSEL技术从机器感知应用,迈入人与光智能交互的全新阶段。

 瑞识科技合肥生产基地外景

光不应千篇一律,光要适配人的变化

VIPE全称为VCSEL Intelligent Photonics Engine,即VCSEL智能光子引擎。瑞识科技产品总监陈绍伟介绍说,这套引擎是全新光芯片解决方案,突破了单一芯片或者独立成品仪器的形态,构建起一套具备自主调控能力的智能光子系统。其中,V代表VCSEL芯片底座,提供可控的激光光源;P代表完整光子链路,包含芯片发光、微纳光学光束整形;I代表整套智能闭环能力,也是这套引擎最核心的创新;E则代表引擎定位,作为底层动力系统,可供多种终端产品调用。

瑞识科技产品总监陈绍伟作技术发布

在光源层面,VCSEL先天具备光束可控的基础,并可结合微纳光学设计进一步优化光束形态与能量分布,减少传播过程中的无效发散和损耗,使更多光能抵达目标区域。据企业内部测试,同等功率条件下,目标作用区域可利用光能最高有约30倍提升。

不过,真正拉开与传统技术差距的,是VIPE建立的感知‑决策‑输出‑反馈‑校准闭环工作机制。设备运行过程中,系统可持续采集接触面状态、表皮温度等实时信息。算法依据采集数据,匹配适配当下情况的波长、能量、输出时序。在光能量输出的同时持续读取反馈信号,如果出现温度逼近安全阈值、设备贴合偏移等异常情况,系统可以主动下调功率甚至直接停止出光。这意味着,人与设备之间的关系开始发生变化,不再是人去适应一套固定的光,而是让光根据人的实时状态主动变化。

瑞识科技技术人员对芯片封装后的状态抽检

从单一光器件走向完整光子系统

面对新的应用需求,瑞识科技推出VIPE,作为对外输出标准化模组与配套控制方案,覆盖面部护理、头皮养护、脱毛等多元化家用光疗场景,可为终端设备厂商提供一体化的技术支撑。

汪洋表示,从“看见光”、“控制光”、“传输光”,再到今天迈向“智能光”,光子技术的发展,本质上是一条不断突破能力边界、重构产业价值链的路径。“发动机不会只服务于一款车型,VIPE也不应该只属于某一款产品,只有当底层光子能力从单一器件走向平台化、系统化输出,光子技术的价值才有可能突破既有应用边界,进入更广泛的产业场景。”他说。

对下游设备厂商来说,VIPE的价值,在于降低智能光子技术的落地门槛。过去,高性能光系统需要芯片、光学、传感、算法多学科协同开发,研发周期长、集成难度大。VIPE将整套复杂能力封装为可复用的平台方案,下游厂商可基于这套底层架构开展产品开发与场景创新,把更多资源投向工业设计、用户体验、差异化打造及合规建设。

瑞识科技研发与品质工程师在确认芯片封装产品状态

据介绍,过去国内光芯片企业多以器件供应商的角色参与市场竞争,重点打磨芯片性能、成本与可靠性,随着光子技术向系统化、智能化演进,行业竞争也从单芯片性能比拼,升级为整套光子系统能力的较量。作为产业转型方向下的一次实践,VIPE也为国内光芯片企业从器件创新迈向系统、平台创新,提供了可供观察的样本。

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