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美西光電展觀察重點 AR、LiDAR、生醫 我們跟上了嗎

2020-02-10 19:09經濟日報 莊智強

光電科技工業協進會

美西光電展(SPIE Photonics West 2020)於日前落幕,此一全球光電領域最大的專業展會,在三天的展期內,發表了五千多篇論文;數以萬計的參觀者在展場中穿梭交換情報。從展場中幾項熱門的話題:光達、AR/VR、光學,還有生醫,可以看出未來數年的光電產業發展趨勢。

一個AR點亮的未來

從Microsoft和Magic Leap到Facebook和Google,AR(擴增實境)成為各家廠商競逐的目標,多場演講點燃了業界對此一技術的期待。在硬體方面,多家廠商聯手加快了消費級AR可穿戴設備的開發進程,Schott、Inkron、EV Group,以及WaveOptics展示了全球首個在玻璃基板上製成的折射率為1.9的波導,以及相匹配的奈米結構聚合物,可在300mm晶圓平台上大量生產。

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AR仍是全球光電產業努力的項目,因其裡面尚需很多諸如光源、波導、微光學等零組件的持續改善。2020是否為AR脫胎換骨的一年,我們拭目以待。

LiDAR會是自駕車神器嗎

自動駕駛車輛真的需要光達嗎?廠商以實際的研發進展來證明光達的重要性。儘管光達價格目前仍昂貴,但是LiDAR將被視為對汽車視線提供確實正確的感測技術,對於光達製造商而言,這種「光達/相機/雷達之整合式功能」將成趨勢。

美西光電展上,Amplification Technology開發了LiDAR應用的高靈敏度光子探測器和多種光子探測器陣列配置。BKtel Photonics利用1550nm輕巧型脈衝光纖雷射,可在人眼安全的工作條件下實現遠距離光達操作。其他像是Bridger Photonics、Fraunhofer ISIT、Mirrorcle Technologies的MEMS鏡面緊湊型3D LiDAR系統;PicoLAS GmbH的LiDAR驅動器,在5ns脈衝中具有450A的電流,並只有郵票大小! Precision Laser Scanning之光達屬於輕巧型、低功耗多邊形掃描儀,非常適合汽車遠程高分辨率LiDAR系統。

更不用說LeddarTech,其專利技術可增強ADAS與汽車、卡車、公共汽車、送貨車,以及穿梭巴士等的自動駕駛能力。並預估到2025年將可部署超過200萬輛共乘車以低於50公里/小時的速度之自主導航。

高階顯微鏡:光學產業的另一突破口

如果讀者有追蹤本會的展場報導,應該不難發現處處都有光學技術的身影。沒錯,今年美西光電展的焦點之一在電子顯微鏡融合光學技術,加上大數據分析即是一例。諾貝爾獎得主艾瑞克•貝齊格(Eric Betzig)提出「點陣光片顯微鏡(lattice light sheet microscope)」,它可以產生連續焦平面的影像。然而這種顯微鏡所產生的數據將達到十兆位元,這過於龐大的數據還是需要計算科技的進步,以找出如何處理這些龐大數據的方法。未來的挑戰將是把不同的顯微技術和光學技術融合到一個設備中,並把這個設備變得便宜又容易獲得。

全球高階顯微鏡的公司約有十幾家,其中德國的卡爾蔡司(Carl Zeiss)公司仍是顯微鏡產業的龍頭廠商,但美國與日本也不乏挑戰者,例如日本的一些老牌光學公司-Nikon、Olympus、Hitachi、JEOL等公司。而台灣早期是有做傳統光學顯微鏡的代工,但在高階顯微鏡方面則幾乎沒有著墨。而台灣半導體產業、研究機構應不乏有顯微鏡的需求,尤其在自動光學檢測(AOI)方面需要整合顯微系統。現今武漢肺炎病毒延燒,顯微鏡當然是檢測細菌與病毒的最佳利器。光電協進會認為在工業或生醫檢測應用方面,非高階顯微鏡的國產化應該仍有機會,或者延伸這些影像大數據的處理、管理與應用服務,也是另闢蹊徑的發展機會。

結合AI、AR/VR的生醫

進步的技術與創新的醫療解決方案是生醫光電產業的成場動力!正在進步的技術有生物醫學光譜與成像、神經光子學。創新的醫療解決方案則有AI導入生醫影像的判斷;診斷和訓練中採用AI和AR/VR技術;以及利用感測器與手機結合的各式健康照護方案等。而此時正是武漢肺炎肆虐之際,如何更有效且即時的篩選病毒,或健康照護,生醫光電會扮演要角。

今年美西光電展的生醫研討會所探討的議題包括光子診斷與治療、神經光子學、光遺傳學、組織光學、雷射與組織的作用與組織工程、生物醫學光譜技術、顯微鏡與成像、奈米生物光子學等前瞻議題。其他幾個生醫光電的議題則還有3D相位計算顯微鏡、定量相位成像(Quantitative Phase Imaging,QPI)、聲波束成型演算法等新穎的技術發展。這些可以應用在醫學影像的技術,傾向採用相位成像的方法,並結合深度學習,發展出一套演算法,能更即時提供醫療診斷,或得到更佳的生醫影像。從這些議題中,可以看到生醫與AT、AR/VR等技術結合的未來。

台灣廠商努力交出好成績

在經濟部國際貿易局推廣下,光電協進會首次以台灣館的形式籌組參展團,邀請揚明光學、保勝光學、上暘光學、國立台灣科技大學、和蓮光電、中華立鼎光電、聯亞、聯鈞、光鋐、華信、神詠精密光學、錼創、騰錂鐳射、合盈、紘立、巨晶、台灣彩光、台亦、宏明共計18家指標性台灣光電光學半導體業者共同參展,展出各類光電半導體材料及光學元件、光學鏡頭、Micro LED、雷射元件等產品,成功吸引眾多國際買主參觀。

全球科技產業愈發倚重光學電子領域,光電協進會(PIDA)將持續帶領我國業者爭取全球商機,為協助臺灣業者進軍美國光學等應用產業踏出成功的第一步。

PIDA籌組台灣館前進Photonics West美國市場。光電科技工業協進會(...
PIDA籌組台灣館前進Photonics West美國市場。光電科技工業協進會(PIDA)/提供

結語

如同SPIE CEO Kent Rochford在會場上的致詞:2020年美西光電展展出當今蓬勃發展的光學和光電產業最令人激賞的創新。從Data Center和5G網路到減少CO2,以及探索人類大腦的奧秘,光電科技持續影響與提升我們的日常生活。看到目前各種產品和技術的創新實在令人激動不已。在眾多光電技術領軍下,我們將會迎接一個人工智慧打造下的嶄新世界。

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