半导体芯科技编译

随着电子设备越来越小型化，对更小光学元件的需求带来了生产方面的挑战。

在大多数情况下，亚微米级光子器件的3D打印传统方法成本非常高，而且在实验室之外进行不切实际。

为了克服这一挑战，印度班加罗尔科学研究所的Tapajyoti Das Gupta教授正在研究突破3D打印的界限，开发一种能够提供亚微米分辨率的新型打印机，用来生产灵活、可拉伸的光子器件，该器件有可能颠覆3D打印技术，促使整个半导体行业并建立更具弹性的供应链。

对器件的需求造成了生产障碍

高性能光学器件无处不在：从普通的智能手机摄像头到增强现实和虚拟现实设备，我们已经习惯并希望提供卓越质量成像功能的器件越小越好。但问题是，生产这些精密纳米结构通常需要多步骤、分层的2D光刻工艺，需要在洁净室设施中使用多台机器，其成本高昂，限制了可扩展性。

为了加速生产并降低成本，Das Gupta教授正在与In-Vision和J Group Robotics合作打造第一台大幅面、亚微米分辨率的3D打印机，该打印机能够比当前3D打印技术更快、更经济地生产品质卓越的光学器件。通过取消洁净室并简化流程（使用1台机器而不是10台），Das Gupta和他的团队为更大的生产规模和全新的广泛应用打开了新大门。 

In-Vision光引擎提供亚微米分辨率

大多数3D DLP投影仪的分辨率仅限于一到两微米，而Das Gupta的研究在亚微米范围内则需要更小的分辨率。为了实现这种卓越的精度和缩小的图像，In-Vision提供了一款基于DLP9000芯片组的投影仪，该芯片组具有新的设计光路，可在405纳米波长下实现亚微米分辨率。

Das Gupta表示：“光引擎是我们工艺的关键组成部分，当达到亚微米级分辨率时，还需要更高的精确度，In-Vision是唯一一家愿意通过开发世界上首个用于3D打印的亚微米光引擎来实现这一目标的公司。”

在印度电子和信息技术部的资助下，Das Gupta教授和In-Vision与J Group Robotics合作开发了这款打印机。该团队经常召开会议，就技术方面的挑战进行协作，并协调打印机的设计和规格，预计完成日期为2023年12月。Das Gupta预计，第一个光学组件将于2024年春季生产。

解决供应链挑战

除了生产用于AR/VR头戴设备、单反相机和智能手机的微型光子器件外，这种亚微米生产能力还可在其他新兴领域中为微透镜提供了更广泛的应用。例如，该技术可用于生产用于隐形眼镜的水凝胶和生物聚合物、通过光谱分析以极低浓度的材料检测COVID-19和其他病原体的生物传感器，以及半导体行业的其他应用。

Das Gupta表示：“3D打印已经取代了许多其他制造工艺，唯一剩下的就是亚微米分辨率的打印。这项技术有可能通过取消洁净室要求并提高生产速度来降低成本并推动半导体行业发生变革。”

此外，Das Gupta还表示：“该技术还减少了整个生产过程的碳足迹，并可以显着提高供应链的弹性，让公司能够近距离生产和采购芯片。”

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