拍张“照片”便可检测出食品糖分、卡路里、水分等指标；工厂检测线无惧光源、颜色等环境困扰，以往几分钟或数小时的检测结果如今可实时在线获取……伴随“万物检测”的普及，为终端设备装上 “火眼金睛”的高光谱成像技术备受关注。

4月22日消息，记者日前从深圳市海谱纳米光学科技有限公司（HyperNano，简称海谱）获悉，2022年初，该公司宣布正式全球率先量产了第一代微型高光谱MEMS（微机电系统，Micro-Electro-Mechanical System）芯片，高光谱工业相机及高光谱相机模组即将推向市场。

公开资料显示，2019年在深圳成立的海谱纳米光学是一家专注于高光谱成像技术的设计与研发的高新技术企业。公司研发人员突破性地解决了高光谱成像MEMS芯片化、低成本、工程化、量产化的业界难题，研发能力覆盖芯片设计、光学模组、产品相机、算法应用等高光谱全链条技术。

智慧芽数据显示，截至最新，深圳市海谱纳米光学科技有限公司在全球126个国家/地区中，共有专利59件。从专利状态上看，该公司目前的审中专利约占46%，有效专利约占31%；从专利类型上看，该公司近85%为发明专利。从该公司的专利创新词云可知，该公司现在的专利布局，主要专注在光学滤波、成像芯片、光学镜头等相关的技术领域。

据悉，基于微型高光谱MEMS芯片技术，海谱推出的高光谱成像模组在波长精度、拍摄速度、空间分辨率、半峰宽、视场角等专业技术指标上达到全球领先水平，体积比传统光谱相机缩小了近1000倍，是业界尺寸最小的高光谱相机模。

高光谱成像技术的产业现状

据介绍，高光谱成像技术可为机器视觉检测提供全自动的实时在线检测方案。其中，高光谱成像将成像技术和光谱技术相结合，通过探测目标的一维光谱信息和二维几何空间，可获得每个物体独一无二的“光谱纹”。基于分析光谱信息，高光谱技术可实现对物质成分的直接检测，其应用场景包括消费电子、工业视觉检测、医疗健康、智能安防、医美等诸多领域。

当前，从航空遥感到机器视觉、消费设备等各行各业，高光谱成像市场规模正在快速扩容中。智研咨询发布的《2021-2027年中国高光谱成像系统产业发展动态及投资方向分析报告》指出，2019年我国高光谱成像市场规模已达68.95亿元，市场规模总体保持稳定的增长态势，预计到2026年市场规模将增长至219.62亿元。

半导体老兵深圳创业跨越“死亡之谷”

海谱创始人兼CEO黄锦标介绍，公司于2019年1月创立，以“光谱芯视觉，感知超极限”为使命，专注于高光谱成像技术的设计与研发。

黄锦标毕业于南开大学微电子专业，有着20多年半导体技术和市场经验，曾担任多家半导体公司高管，有着很强的系统开发和市场开拓的经验。为深圳微纳促进会协会专家

而海谱研发团队在MEMS领域拥有近20年的芯片设计与工艺制造经验，团队核心成员包括多名顶尖MEMS专家及深圳孔雀人才。

2022年3月，海谱完成数千万元A轮融资，投资方包括昆仑资本、远方资本、湾信资本。

业内人士介绍，MEMS芯片最常用的是承担传感功能，在整个大的信息系统里有点类似于人的感官系统。从行业而言，欧美是MEMS产业、技术与产品的发源地，处于全球领先地位，中国MEMS产业起步较晚，MEMS产业还处于发展的起步阶段，我国不仅在精度和敏感度等性能指标上与国外存在巨大差距，应用范围也多局限于中低端领域。因而有芯片创业难，MEMS芯片创业更难的说法。不过，尽管我国MEMS传感器厂商面临诸多挑战，但从上游设计、中游制造、下游封装等领域国产替代的空间巨大。

正因为身处MEMS产业这一高精尖行业，海谱从成立初期的3年，经历了高科技创业公司所面临的“死亡之谷”考验，即从技术研发到产品量产的种种挑战。

“创业公司的技术再领先，也要把它变成一个工程化且可市场化的产品，这个过程有很多坑，只有迈过去，技术才具有商业价值。”黄锦标称。

光谱技术的原理

说起海谱的技术，首先还要科普一下光谱技术。

光谱学始于英国科学家牛顿，是人类借助光认知世界的重要方式，地球上不同的元素及其化合物都有自己独特的光谱特征，光谱因此被视为可以辨别物质的成分信息。

光谱学的最大特色之一，是研究光与物质产生相互作用的学科，通过物理的方法可以获取物体的成分，在应用上可以非接触和非破坏地进行检测。典型的如天文对象、高温物体、放电气体……在分子和原子层次上物质作分析研究，主要是用光谱方法。比如人类用光谱相机拍摄遥远星球的表面物质。

微型高光谱原理

黄锦标介绍，高光谱成像技术则将成像技术与光谱技术相结合，可获取高光谱分辨率的连续、窄波段的图像数据。其原理是将成像技术与光谱技术相结合，在探测目标二维空间信息的同时，获取其每一个空间位置上的光谱信息，从而实现对物质成分的直接检测物质光谱信息具有指纹特性，即不同的物质拥有不同的光谱，因此高光谱成像为机器视觉的物质的感知、识别和分析提供了新路径，是继2D、3D视觉技术之后的下一代革命性视觉成像技术。2019年，海谱在深圳成立后，开启第一款微型高光谱MEMS芯片的研发设计与流片。2020年初，海谱宣布正式量产第一代微型高光谱MEMS芯片，填补了国内在微型高光谱MEMS芯片领域的空白。

传统光谱成像设备一般手工组装，存在体积大、价格昂贵、无法批量生产等问题，海谱纳米光学微型高光谱MEMS芯片具备高空间分辨率、高透光率等性能优势，解决了光谱成像设备体积、成本等问题；芯片化量产还可有效降低高光谱成像设备的台间差，实现芯片至整机全自动组装。

由此，海谱突破性地实现了MEMS特殊工艺的突破，解决了高光谱成像工业化、低成本和量产化的业界难题，研发能力覆盖芯片设计、光学模组、产品相机、算法研发、完整应用解决方案等高光谱全链条技术，可为全球多领域客户提供一站式高光谱成像解决方案。

“传统的光谱成像设备是一个大仪器；海谱的相机模组才一片指甲大，而且更便宜，不管从体积还是价格、便利性都跨越民用的门槛，也是中国在这个细分芯片赛道上做到了世界领先的位置。”黄锦标这样比较。

高光谱原理

芯片产品覆盖全光谱波段，万物皆可测

目前，公司已推出几款芯片，形成全光谱覆盖，实现万物皆可测。

黄锦标介绍，高光谱成像MEMS芯片及模组可以应用于工业检测、医疗健康、安防环保、食品检测、IOT等多场景。

例如在工业检测领域，高光谱技术可在非接触的情况下实现食品检测分拣、质量等级筛选等功能，以往几分钟或数小时的检测结果如今可实时在线获取；在医疗健康，高光谱设备可赋予普通显微镜高光谱视觉能力，同时还可实现癌症筛查、手术辅助成像等功能；在安防环保领域，高光谱技术可对水质、环境进行实时监测，实现对水质的定性、定量观测，实现云图可视化效果；在食品检测领域，高光谱成像技术可对肉类、果蔬、粮油等进行材质分析，检测果蔬的糖度、水分、硬度、酸度等指标，智能分析肉类的新鲜程度。

值得留意的是，海谱不仅有硬件团队，也有AI算法团队，这也保证了芯片获取数据后可以计算建模，得到一致性较高的结果。

为何一个默默无名的初创科技公司，可以填补芯片产业空白，实现全球技术领先？

黄锦标介绍，高光谱MEMS芯片是一个多学科的技术突破，不单单涉及微电子，还有化学、材料、机械、光学等。但是，公司一直聚焦于高光谱成像技术这一细分领域，而且公司核心研发团队此前20年专注于该细分技术的研发，有着世界领先的技术沉淀。

“中国芯片暂时落后于国外，实际上差在积累不够，除了资本、政策和市场加持，需要很多科研人员、工程师长年累月地在实验室和芯片产线上辛勤付出，这样才有领先技术突破。”黄锦标称，作为一名90年代从大学毕业后进入半导体行业的老兵，见证了深圳20来年半导体行业的萌生、发展和蓬勃，希望通过自主科技创新，支持国产技术在半导体“无人区”技术实现更多突破。

布局产业化

针对传统高光谱相机体积庞大、价格昂贵、无法批量生产等业界难题，海谱纳米光学专“啃”微型高光谱MEMS（微机电系统）芯片研发的“硬骨头”。2019年成立之初就开启了首款微型高光谱MEMS芯片的研发设计与流片，次年又成功开发了第二款微型高光谱MEMS芯片样片。

今年初，海谱纳米光学正式量产了第一代微型高光谱MEMS芯片，填补了国内在该领域的空白，相关技术指标达国际领先水平。目前，海谱纳米光学已成功研发出业界尺寸最小的高光谱成像相机，其体积仅为传统高光谱相机的千分之一。

另外，记者从海谱纳米光学获悉，该公司正积极与医疗、工业、消费设备等厂商及权威机构合作，助推产业升级。

其中，在医疗领域，海谱纳米光学的微型高光谱芯片可与显微镜结合，结合光谱算法实现对癌症的精准筛查与诊断。

在水质检测领域，海谱纳米光学的高光谱环保水质监测相机+数字化解决方案实现了云图可视化水质质量跟踪、水体质量实时监测上报功能，原有“遥感”技术变成全天候“近感”监测。

海谱纳米光学还与国内外各大机构共同起草高光谱成像技术在不同领域的测试标准方法，推动高光谱技术民用化进程。

来源：南方plus客户端，深圳商报，鹿鸣财经