Tamil
நுகர்வோர் மின்னணு சாதனங்களில் குவாண்டம் டாட் கேமராவின் உயர்வு: பொதுமக்களுக்கு படமெடுப்பை மறுபரிமாணம் செய்கிறது
2025.12.29 துருக
அறிமுகம்: பாரம்பரிய படக்கோவைகளின் எல்லைகளை மீறி
ஒவ்வொரு முறையும் நீங்கள் உங்கள் ஸ்மார்ட்போனுடன் மந்த ஒளியில் புகைப்படம் எடுக்கும்போது அல்லது மங்கலான வானிலையில் விவரங்களை பிடிக்க போராடும்போது, நீங்கள் CMOS படங்கள் சென்சார்களின் உள்ளார்ந்த வரம்புகளை எதிர்கொள்கிறீர்கள் - இது நவீன நுகர்வோர் கேமராவின் அடிப்படை. பல ஆண்டுகளாக, சிலிக்கான் அடிப்படையிலான சென்சார்கள் சந்தையில் முன்னணி வகையில் உள்ளன, ஆனால் அவை மூன்று முக்கியமான பகுதிகளில் குறைவாக உள்ளன: ஒரு குறுகிய ஸ்பெக்ட்ரல் பதிலளிப்பு (இன்ஃப்ராரெட் ஒளியை கண்டுபிடிக்க முடியாது), மோசமான மந்த ஒளி செயல்திறன், மற்றும் இரவு பார்வை போன்ற முன்னணி அம்சங்களுக்கு உயர் உற்பத்தி செலவுகள். குவாண்டம் டாட் (QD) கேமரா வந்துவிட்டது: இது ஒரு நானோ தொழில்நுட்ப முன்னேற்றம், இது புகைப்பட தரத்தை மேம்படுத்துவதோடு மட்டுமல்ல, தினசரி சாதனங்களில் தொழில்முறை தரத்திற்கான படங்களை அணுகுவதற்கான வாய்ப்புகளை பொதுவாக்கமாக்குகிறது.
2023 ஆம் ஆண்டின் நொபல் பரிசு வேதியியல் துறையில் குவாண்டம் புள்ளிகளை கண்டுபிடிப்பை அங்கீகரித்ததால், தொழில்நுட்பம் ஆய்வக மேசைகளிலிருந்து நுகர்வோர் மின்னணு பொருட்களின் அட்டவணைக்கு விரைவாக மாறியுள்ளது. இன்று, ஆப்பிள், சாம்சங் மற்றும் STMicroelectronics போன்ற பெரிய நிறுவனங்கள், Emberion மற்றும் imec போன்ற புதுமைப்பெண்கள், சரிசெய்யக்கூடிய ஸ்பெக்ட்ரல் உணர்வுத்திறனை, பரந்த டைனமிக் வரம்பை மற்றும் உலோகமற்ற வடிவமைப்புகளை வழங்கும் QD சென்சார்களை வர்த்தகமாக்குவதற்காக raced செய்கிறார்கள் - அனைத்தும் பாரம்பரிய இன்ஃப்ரரெட் கேமராக்களின் செலவின் ஒரு சதவீதத்தில். இந்த கட்டுரை குவாண்டம் புள்ளிகள் எப்படி நுகர்வோர் படக்காட்சியை மறுசீரமைக்கின்றன, அவற்றின் வளர்ச்சியை இயக்கும் முக்கிய தொழில்நுட்ப முன்னேற்றங்கள் மற்றும் இந்த மாற்றம் செய்யும் தொழில்நுட்பத்திற்கு எதிர்காலம் என்ன என்பதை ஆராய்கிறது.கேமராக்கள்நுகர்வோர் படக்காட்சியை மறுசீரமைக்கின்றன, அவற்றின் வளர்ச்சியை இயக்கும் முக்கிய தொழில்நுட்ப முன்னேற்றங்கள் மற்றும் இந்த மாற்றம் செய்யும் தொழில்நுட்பத்திற்கு எதிர்காலம் என்ன என்பதை ஆராய்கிறது.
குவாண்டம் புள்ளி கேமராக்கள் என்ன, அவை எப்படி வேலை செய்கின்றன?
குவாண்டம் புள்ளிகள் என்பது தனித்துவமான "குவாண்டம் அடிப்படை" பண்புகளை கொண்ட அரைமின்கருவிகள் நானோ கிரிஸ்டல்கள் (2–20 நானோமீட்டர் விட்டம்) ஆகும்: அவற்றின் பாண்ட்கேப் ஆற்றல் அளவுக்கு ஏற்ப சரிசெய்யப்படுகிறது, இது அவற்றால் உறிஞ்சப்படும் அல்லது வெளியேற்றப்படும் அலைநீளங்களை துல்லியமாக அமைக்க அனுமதிக்கிறது. 1 மைக்ரோன் கீழ் உள்ள அலைநீளங்களை மட்டுமே கண்டறியும் சிலிகான் CMOS சென்சார்கள் மாறாக, QD சென்சார்கள் குவாண்டம் புள்ளியின் அளவுகளை மாற்றுவதன் மூலம் காட்சியளிக்கும் ஒளி, குறுகிய அலைநீள இன்பிரரெட் (SWIR), அல்லது மிட்வேவ் இன்பிரரெட் (MWIR) ஆகியவற்றைப் பிடிக்க வடிவமைக்கப்படலாம்—சிறிய புள்ளிகள் குறுகிய அலைநீளங்களுக்கு (நீல) எதிர்வினை செய்கின்றன, மேலும் பெரிய புள்ளிகள் நீண்ட அலைநீளங்களை (இன்பிரரெட்) குறிக்கின்றன.
QD படங்கள் சென்சார்களின் கட்டமைப்பு பின்புறம் ஒளி வீசும் (BSI) CMOS சென்சார்களை ஒத்ததாக உள்ளது, ஆனால் சிலிக்கோனை ஒரு மெல்லிய QD படலம் மூலம் மாற்றுகிறது, இது ஒரு வாசிப்பு ஒருங்கிணைந்த சுற்றுப்பாதை (ROIC) மீது அச்சிடப்பட்டுள்ளது அல்லது ஸ்பின்-கோட்டப்பட்டுள்ளது. இந்த வடிவமைப்பு முன்னணி ஒளி வீசும் CMOS சென்சார்களின் ஒளி தடுக்கும் உலோக தொடர்புகளை நீக்குகிறது, ஒளி உறிஞ்சும் திறனை அதிகரிக்கிறது. முக்கியமாக, QD சென்சார்கள் பாரம்பரிய இன்ஃப்ராரெட் கேமராவில் பயன்படுத்தப்படும் சிக்கலான "ஹைபிரிடைசேஷன்" செயல்முறையை தேவைப்படுத்தவில்லை, அங்கு தனித்தனியான கண்டுபிடிப்பாளர் வரிசைகள் CMOS சுற்றுப்பாதைகளுடன் இந்தியம் தூண்களால் இணைக்கப்படுகின்றன. அதற்கு பதிலாக, குவாண்டம் புள்ளிகள் ஒரு தீர்வை அடிப்படையாகக் கொண்ட முத்திரையாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன, இது வெப்ப நிலை உற்பத்தியை சாத்தியமாக்குகிறது மற்றும் உற்பத்தி செலவுகளை 70% வரை குறைக்கிறது.
நுகர்வோர் மின்னணு பொருட்களுக்கு 3 மாற்றம் செய்யும் நன்மைகள்
1. சரிசெய்யக்கூடிய ஸ்பெக்ட்ரல் உணர்வுத்திறன்: காட்சி ஒளியின் அப்பால்
QD கேமராவின் மிகப்பெரிய நன்மை மனித கண்களை மிஞ்சி "காண" முடியும் திறனாகும். மிலிட்டரி மற்றும் தொழில்துறை பயன்பாடுகளுக்காக மட்டுமே பயன்படுத்தப்பட்ட SWIR படமெடுப்பு, இப்போது ஸ்மார்ட்போன்கள், AR/VR ஹெட்செட்ஸ் மற்றும் அணியக்கூடிய சாதனங்களில் ஒருங்கிணைக்கப்படலாம். SWIR ஒளி மங்கலுக்கு, மங்கலுக்கு மற்றும் இளஞ்சிவப்பு பொருட்களுக்கு ஊடுருவுகிறது, இதனால்:
• ட்ரோன்கள் மற்றும் ஸ்மார்ட்போன்களுக்கு மங்கலுக்கு எதிரான வழிசெலுத்தல்
• இருட்டில் அல்லது குறைந்த ஒளியில் செயல்படும் பாதுகாப்பான முகஅடையாளம்
• பொருள் வேறுபாடு (எடுத்துக்காட்டாக, போலி துணிகள் அல்லது திரவங்களை கண்டறிதல்)
Imec இன் 2024 சுருக்கமற்ற QD சென்சார் மாதிரியில், எடுத்துக்காட்டாக, 1390nm SWIR படமெடுத்தல் மேம்பட்ட ஒளியுடன் வழங்கப்படுகிறது, இது VR தலைக்கவசங்களில் கண் கண்காணிப்பிற்கும் உயிரியல் அடையாளம் உறுதிப்படுத்துவதற்கும் ஏற்றது. பெரிதான, செலவான InGaAs இன்ஃபிராரெட் சென்சார்களுடன் ஒப்பிடுகையில், QD அடிப்படையிலான SWIR தொகுதிகள் மென்மையான ஸ்மார்ட்போன் வடிவமைப்புகளுக்காக சுருக்கமாக உள்ளன.
2. குறைந்த செலவில் மேம்பட்ட படத் தரம்
குவாண்டம் புள்ளிகள் சிலிக்கானவிட 100 மடங்கு அதிகமாக ஒளியை உறிஞ்சுகின்றன, இது பரந்த டைனமிக் ரேஞ்சுடன் கூடிய மென்மையான சென்சார்களை உருவாக்குகிறது—அதாவது, அவை மிகுந்த பிரகாசம் (எ.கா., வெயிலில்) மற்றும் குறைந்த ஒளி (எ.கா., உணவகங்களில்) ஆகியவற்றை விவரங்களை இழக்காமல் கையாள்கின்றன. ஷென்சென் தொழில்நுட்ப பல்கலைக்கழகத்தின் ஒரு ஆய்வு, ஹைபிரிட்-அளவிலான QD குழாய்கள் இருண்ட மின் அடர்த்தியை 50% க்கும் அதிகமாக குறைக்கிறது மற்றும் வெளிப்புற குவாண்டம் திறனை (EQE) 65% க்கு உயர்த்துகிறது, இதனால் கூர்மையான, சத்தமில்லா படங்கள் கிடைக்கின்றன.
பயனர்களுக்கு, இது சவாலான சூழ்நிலைகளில் DSLR க்களை முந்திக்கும் ஸ்மார்ட்போன் கேமராக மாறுகிறது. உற்பத்தியாளர்களுக்கு, QD சென்சார்கள் உயர் தர CMOS சென்சார்களுடன் செலவுப் சமநிலையை வழங்குகின்றன ஆனால் சிறந்த செயல்திறனுடன். எம்பெரியனின் 2024 முறைமாற்றம் SWIR QD சென்சார்களின் செலவுகளை €50 ஆகக் குறைக்கிறது, 2025 ஆம் ஆண்டுக்குள் mass-market ஏற்றத்திற்கான வழியை அமைக்கிறது.
3. சீட்டு-இல்லாத புதுமை: நிலைத்தன்மை படக்கோவைகள்
முதல் தலைமுறை குவாண்டம் புள்ளிகள் விஷவாயு கொண்ட உலோகங்களை (எடுத்துக்காட்டாக, PbS) அடிப்படையாகக் கொண்டு இன்ஃப்ராரெட் உணர்திறனை அடைய relied, சுற்றுச்சூழல் கவலைகளை ஏற்படுத்துகிறது. இருப்பினும், சமீபத்திய முன்னேற்றங்கள் செயல்திறனை இழக்காமல் உலோகத்தை நீக்கிவிட்டன. 2024 IEEE IEDM மாநாட்டில் வெளியிடப்பட்ட Imec இன் InAs அடிப்படையிலான QD புகைப்பட டயோடு மாதிரியில் 300+ மணி நேரம் காற்றில் நிலைத்தன்மையுடன் SWIR படமெடுத்தல் வழங்குகிறது—சுற்றுச்சூழலுக்கு உகந்த QD உணரிகள் உற்பத்திக்கு தயாராக உள்ளன என்பதைக் காட்டுகிறது. இது நிலையான மின்சார சாதனங்களுக்கு நுகர்வோர் தேவையுடன் மற்றும் சாதனங்களில் கனிம உலோகங்களை கட்டுப்படுத்தும் ஒழுங்குமுறை போக்குகளுடன் ஒத்துப்போகிறது.
குவாண்டம் டாட் கேமரா புரட்சியை யார் முன்னணி வகிக்கிறார்கள்?
QD படக்காட்சியில் ஆதிக்கம் செலுத்துவதற்கான போட்டி தீவிரமாகிறது, தொழில்நுட்ப மாபெரும் நிறுவனங்கள் மற்றும் தொடக்க நிறுவனங்கள் புதுமைகளை இயக்குகின்றன:
• ஆப்பிள்: 2017-ல் InVisage Technologies-ஐ வாங்கி iPhones மற்றும் iPads-ல் QD சென்சார்களை ஒருங்கிணைக்க திட்டமிட்டுள்ளது, 2025-ல் சாதனங்களை வெளியிட இலக்கு.
• STMicroelectronics: 2021-ல் 1.62μm பிக்சல் QD உலகளாவிய ஷட்டர் சென்சாரை காட்சிப்படுத்தியது, தற்போது குறைந்த விலையுள்ள நுகர்வோர் சாதனங்களுக்கு 12-இன்ச் வெஃபர்களில் மாஸ் தயாரிக்கப்படுகிறது.
• Emberion: 2025-ல் முதல் €50 SWIR QD சென்சாரை வெளியிட திட்டமிட்டுள்ளது, ஸ்மார்ட்போன்கள், ட்ரோன்கள் மற்றும் AR கண்ணாடிகளை இலக்கு செய்கிறது.
• Imec & ams OSRAM: முகம் அடையாளம் காணும் மற்றும் சுய இயக்கம் வழிநடத்துவதற்கான சாலையில்லா QD சென்சார்களை அளவுகோலுக்கு கூட்டணி.
பேட்டெண்ட் தரவுகள் இந்த இயக்கத்தை பிரதிபலிக்கின்றன: உலகளாவிய QD புகைப்பட எலக்ட்ரிக் சென்சார் பேட்டெண்ட் விண்ணப்பங்கள் 1,600-ஐ மீறுகிறது, ஆப்பிள், ஃபுஜிஃபில்ம்கள் மற்றும் சாம்சங் முன்னணி. சீனா முன்னணி பேட்டெண்ட் தாக்கல் செய்பவர் (444 விண்ணப்பங்கள்), தொழில்நுட்பத்தில் வலுவான பிராந்திய முதலீட்டை குறிக்கிறது.
நிஜ உலக பயன்பாடுகள் நுகர்வோர் தொழில்நுட்பத்தை மாற்றுகிறது
குவாண்டம் டாட் கேமராக்கள் ஏற்கனவே ஸ்மார்ட்போன்களை கடந்துவந்து பல்வேறு நுகர்வோர் மின்சாதனங்களில் செல்கின்றன:
• ஸ்மார்ட்போன்கள்: 2025 இல் சாம்சங் மற்றும் ஆப்பிள் நிறுவனங்களின் முன்னணி மாதிரிகளில் இரவு பார்வை, பொருள் கண்டறிதல் மற்றும் மேம்பட்ட போர்ட்ரெயிட் முறை ஆகியவற்றிற்காக QD SWIR சென்சார்கள் அமர்த்தப்படும்.
• AR/VR ஹெட்செட்ஸ்: SWIR QD சென்சார்கள் துல்லியமான கண் கண்காணிப்பு மற்றும் அசைவு அடையாளம் காண்பதற்கான வசதிகளை வழங்கி, மின்சாரத்தை குறைத்து மூழ்கிய அனுபவத்தை மேம்படுத்துகின்றன.
• அணியக்கூடிய சாதனங்கள்: QD சென்சார்களுடன் கூடிய உடற்பயிற்சி கண்காணிப்புகள், பெரிய உபகரணங்கள் இல்லாமல், இன்ஃப்ராரெட் படமெடுப்பின் மூலம் இரத்த ஆக்சிஜன் அளவுகளை கண்காணிக்க முடியும்.
• ட்ரோன்கள்: குறைந்த செலவுள்ள SWIR QD கேமராக்கள், பொழுதுபோக்கு ட்ரோன்களுக்கு மங்கலோடு அல்லது இருளில் வழிசெலுத்த அனுமதிக்கின்றன—முந்தைய Industrial-grade உபகரணங்களுடன் மட்டுமே சாத்தியமாக இருந்தது.
சவால்கள் மற்றும் எதிர்காலம்
வேகமாக முன்னேற்றம் இருந்தாலும், QD கேமர்களுக்கு இரண்டு முக்கிய தடைகள் உள்ளன:
1. நிலைத்தன்மை: குவாண்டம் புள்ளிகள் ஆக்ஸிடேஷனுக்கு உட்பட்டவை, இது காலத்தோடு செயல்திறனை குறைக்கிறது. ஆராய்ச்சியாளர்கள் இதனை மேம்பட்ட மூடியமைப்பு மற்றும் லிகண்ட் பொறியியல் மூலம் சமாளிக்கிறார்கள்.
2. ஒரே மாதிரியானது: ஒரே மாதிரியான பிக்சல் செயல்திறனை கொண்ட QD படங்களை மாஸ் உற்பத்தி செய்வது சவாலாகவே உள்ளது, ஆனால் ஹைபிரிட்-அளவிலான QD வடிவமைப்புகள் (Shenzhen தொழில்நுட்ப பல்கலைக்கழகத்திலிருந்து) ஒரே மாதிரியானதை மேம்படுத்துகின்றன.
2030 க்கு நோக்கி, எதிர்காலம் பிரகாசமாக உள்ளது. சந்தை ஆராய்ச்சி QD படக்கருவி அனுப்புதல்கள் 45% CAGR இல் வளர்ந்து 2028 இல் $8.2 பில்லியன் ஆக இருக்கும் என்று கணிக்கிறது. கவனிக்க வேண்டிய முக்கிய மைல்கற்கள்:
• 2025: மத்திய அளவிலான ஸ்மார்ட்போன்களில் சுருக்கமில்லா QD சென்சார்கள் (400–600 விலை புள்ளி).
• 2027: முழு-அலைநீளம் QD கேமரா (காணக்கூடிய + SWIR + MWIR) உயர்தர அணிகலன்களில்.
• 2030: காட்சி மற்றும் இன்ஃப்ரரெட் தரவுகளை இணைக்கும் குவாண்டம் புள்ளி ஆதரிக்கப்படும் கணினி புகைப்படக்கலை, “மனிதர்களுக்கு அப்பால்” படக்காட்சிக்காக.
தீர்வு: புதிய படக்காட்சி காலத்தின் ஆரம்பம்
குவாண்டம் புள்ளி கேமராக்கள் வெறும் incremental மேம்பாடு அல்ல - அவை நுகர்வோர் படங்கள் தொடர்பான ஒரு பரிமாண மாற்றம். மாற்றக்கூடிய ஸ்பெக்ட்ரல் சென்சிட்டிவிட்டி, மேம்பட்ட படம் தரம் மற்றும் நிலையான வடிவமைப்பை மலிவான விலையில் இணைத்து, QD தொழில்நுட்பம் ஒரு முறையில் தொழில்முறை உபகரணங்களுக்கு மட்டுமே ஒதுக்கப்பட்ட அம்சங்களை பொதுவாகக் கிடைக்கச் செய்கிறது. நீங்கள் குறைந்த ஒளியில் ஒரு சூரிய அஸ்தமனத்தை பிடிக்கிறீர்களா, உங்கள் ட்ரோனுடன் ஒரு மங்கலான பாதையில் செல்லுகிறீர்களா, அல்லது முக அடையாளம் மூலம் உங்கள் தொலைபேசியை திறக்கிறீர்களா, குவாண்டம் புள்ளிகள் நுகர்வோர் கேமராக்களின் சாத்தியங்களை அமைதியாக மறுபரிமாணமாக்குகின்றன.
தொழில்நுட்ப மாபெரும் நிறுவனங்கள் மற்றும் தொடக்க நிறுவனங்கள் தொடர்ந்து புதுமை செய்யும் போது, அடுத்த ஐந்து ஆண்டுகளில் QD கேமரா ஸ்மார்ட்போன்கள், அணிகலன்கள் மற்றும் AR/VR சாதனங்களில் ஒரு நிலையான அம்சமாக மாறும். நுகர்வோருக்காக, இது சிறந்த புகைப்படங்கள், அதிக நம்பகமான அம்சங்கள் மற்றும் greener மின்சார சாதனங்களை குறிக்கிறது. வணிகங்களுக்கு, இது கூட்டத்தில் உள்ள சந்தையில் தயாரிப்புகளை வேறுபடுத்துவதற்கான ஒரு வாய்ப்பு. குவாண்டம் டாட் புரட்சி இங்கே உள்ளது—இது எவ்வாறு உலகத்தை நாம் காண்கிறோம் என்பதை மாற்றுகிறது.
தொடர்பு
உங்கள் தகவலை விட்டு நாங்கள் உங்களை தொடர்பு கொள்ளுவோம்.
WhatsApp
WeChat