瞻觀前沿

近日，加拿大能源材料電信研究中心（INRS Énergie Matériaux Télécommunications Research Centre）的工程師們研制出了世界上最快的照相機(jī)，其拍攝速度達(dá)到了驚人的每秒 156.3萬億 幀（fps）。這項(xiàng)研究發(fā)表在《自然通訊》雜志上。

最好的手機(jī)慢動作攝像機(jī)通常使用幾百幀/秒的速度。專業(yè)的電影攝像機(jī)可能會使用幾千幀，以達(dá)到更流暢的效果。但如果你想看到納米尺度上發(fā)生的事情，就需要把速度降下來，達(dá)到每秒數(shù)十億甚至數(shù)萬億幀。

此前即使最快的相機(jī)傳感器也只能以每秒數(shù)億幀的速度捕捉鏡頭。據(jù)報道，這臺新相機(jī)可以捕捉以飛秒為單位的事件四萬億分之一秒。作為參考，1 秒鐘內(nèi)發(fā)生的事件與 3200 萬年中的秒數(shù)相當(dāng)。

SCARF 的工作原理是首先發(fā)射一個"啁啾"超短脈沖激光，穿過被成像的事件或物體。如果把這種光想象成彩虹，那么紅色波長的光將首先捕捉到事件，然后是橙色、黃色，最后是紫色。由于事件發(fā)生得太快，當(dāng)每種"顏色"到達(dá)時，看起來都不一樣，這樣脈沖就能在極短的時間內(nèi)捕捉到整個事件的變化。

然后，這個光脈沖經(jīng)過一系列組件的聚焦、反射、衍射和編碼，最后到達(dá)電荷耦合器件（CCD）相機(jī)的傳感器。然后轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)，再由計(jì)算機(jī)重構(gòu)成最終圖像。

世界上最快的照相機(jī)

技術(shù)價值觀察

該團(tuán)隊(duì)使用新設(shè)備為吸收激光脈沖光子的半導(dǎo)體，以及對合金膜消磁的激光拍了照片，后者對開發(fā)基于磁性的新型計(jì)算存儲器具有重要意義。該相機(jī)還有望記錄細(xì)胞對超聲波設(shè)備引起的沖擊波的反應(yīng)，從而對醫(yī)療領(lǐng)域產(chǎn)生重大影響。

研究人員表示，捕捉新的超快現(xiàn)象有助于改進(jìn)物理學(xué)、生物學(xué)、化學(xué)、材料科學(xué)和工程學(xué)等領(lǐng)域。

從產(chǎn)業(yè)鏈來看，智能傳感器上游主要為設(shè)計(jì)、原材料以生產(chǎn)設(shè)備供應(yīng);中游為智能傳感器器件加工制造與封裝測試;下游是終端產(chǎn)品制造，其中以消費(fèi)電子、工業(yè)控制、汽車電子、醫(yī)療電子等應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)橹鳌?/p>

宏觀市場環(huán)境

企業(yè)競爭：多層次競爭

我國智能傳感器的市場競爭層次可分為傳統(tǒng)傳感器制造商、半導(dǎo)體廠商和其他廠商。傳統(tǒng)傳感器制造商致力于傳統(tǒng)傳感器的智能化研發(fā);半導(dǎo)體廠商則基于成熟的半導(dǎo)體工藝，發(fā)展智能傳感器技術(shù);其他廠商進(jìn)行收購等方式進(jìn)入智能傳感器領(lǐng)域。

行業(yè)發(fā)展趨勢分析

近年來，多項(xiàng)政策的出臺推動了中國智能傳感器的快速發(fā)展，企業(yè)研發(fā)力度加大，未來國內(nèi)企業(yè)市場份額有望持續(xù)提高;技術(shù)創(chuàng)新趨勢向小型化、微功耗及無源化和高可靠性、寬溫度范圍方向發(fā)展;在物聯(lián)網(wǎng)、汽車、醫(yī)療等領(lǐng)域需求將大幅增長。

發(fā)展前景預(yù)測

根據(jù)SDI發(fā)布的《2022年中國智能傳感器十大園區(qū)報告》，中國智能傳感器市場規(guī)模從2019年的783.9億元上升至2021年的1020.4億元.，2022年中國智能傳感器市場規(guī)模將達(dá)1191.8億元，2023年預(yù)計(jì)將達(dá)1425.4億元。隨著近年來，中國陸續(xù)出臺多項(xiàng)政策，進(jìn)一步明確智能傳感器產(chǎn)業(yè)發(fā)展的方向和路徑。智能傳感器作為物品與網(wǎng)絡(luò)的橋梁，處于物聯(lián)網(wǎng)整個構(gòu)架體系的核心地位，在各個領(lǐng)域中有著廣闊的前景，預(yù)計(jì)到2028年，中國智能傳感器機(jī)場規(guī)模有望達(dá)到2400億元，年均復(fù)合增長率約為14%。

中國智能傳感器技術(shù)賽道熱力圖

從我國智能傳感器企業(yè)注冊省市分布區(qū)域來看，智能傳感器行業(yè)企業(yè)主要分布在廣東地區(qū)，其次是湖南地區(qū)，尤其是深圳市成為重點(diǎn)發(fā)展區(qū)域。這些城市群已投入大量政策、資金、環(huán)境和人才資源用于智能傳感器研發(fā)，成為潛在的智能傳感器技術(shù)發(fā)展中心。重點(diǎn)關(guān)注廣東省深圳市、湖南省長沙市等地的相關(guān)企業(yè)，以及這些地方對智能傳感器產(chǎn)業(yè)發(fā)展的投資環(huán)境和潛力市場。

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