半導體芯科技編譯

隨著電子設備越來越小型化，對更小光學元件的需求帶來了生產方面的挑戰。

在大多數情況下，亞微米級光子器件的3D打印傳統方法成本非常高，而且在實驗室之外進行不切實際。

為了克服這一挑戰，印度班加羅爾科學研究所的Tapajyoti Das Gupta教授正在研究突破3D打印的界限，開發一種能夠提供亞微米分辨率的新型打印機，用來生產靈活、可拉伸的光子器件，該器件有可能顛覆3D打印技術，促使整個半導體行業并建立更具彈性的供應鏈。

對器件的需求造成了生產障礙

高性能光學器件無處不在：從普通的智能手機攝像頭到增強現實和虛擬現實設備，我們已經習慣并希望提供卓越質量成像功能的器件越小越好。但問題是，生產這些精密納米結構通常需要多步驟、分層的2D光刻工藝，需要在潔凈室設施中使用多臺機器，其成本高昂，限制了可擴展性。

為了加速生產并降低成本，Das Gupta教授正在與In-Vision和J Group Robotics合作打造第一臺大幅面、亞微米分辨率的3D打印機，該打印機能夠比當前3D打印技術更快、更經濟地生產品質卓越的光學器件。通過取消潔凈室并簡化流程（使用1臺機器而不是10臺），Das Gupta和他的團隊為更大的生產規模和全新的廣泛應用打開了新大門。

In-Vision光引擎提供亞微米分辨率

大多數3D DLP投影儀的分辨率僅限于一到兩微米，而Das Gupta的研究在亞微米范圍內則需要更小的分辨率。為了實現這種卓越的精度和縮小的圖像，In-Vision提供了一款基于DLP9000芯片組的投影儀，該芯片組具有新的設計光路，可在405納米波長下實現亞微米分辨率。

Das Gupta表示：“光引擎是我們工藝的關鍵組成部分，當達到亞微米級分辨率時，還需要更高的精確度，In-Vision是唯一一家愿意通過開發世界上首個用于3D打印的亞微米光引擎來實現這一目標的公司。”

在印度電子和信息技術部的資助下，Das Gupta教授和In-Vision與J Group Robotics合作開發了這款打印機。該團隊經常召開會議，就技術方面的挑戰進行協作，并協調打印機的設計和規格，預計完成日期為2023年12月。Das Gupta預計，第一個光學組件將于2024年春季生產。

解決供應鏈挑戰

除了生產用于AR/VR頭戴設備、單反相機和智能手機的微型光子器件外，這種亞微米生產能力還可在其他新興領域中為微透鏡提供了更廣泛的應用。例如，該技術可用于生產用于隱形眼鏡的水凝膠和生物聚合物、通過光譜分析以極低濃度的材料檢測COVID-19和其他病原體的生物傳感器，以及半導體行業的其他應用。

Das Gupta表示：“3D打印已經取代了許多其他制造工藝，唯一剩下的就是亞微米分辨率的打印。這項技術有可能通過取消潔凈室要求并提高生產速度來降低成本并推動半導體行業發生變革。”

此外，Das Gupta還表示：“該技術還減少了整個生產過程的碳足跡，并可以顯著提高供應鏈的彈性，讓公司能夠近距離生產和采購芯片。”

審核編輯 黃宇