導讀

在材料無損檢測、現(xiàn)場快速分析與智能終端集成需求持續(xù)增長的背景下，傳統(tǒng)高光譜成像與微型光譜儀在體積、成本、功耗與魯棒性上面臨瓶頸。友思特推出的ChipSense?高光譜傳感芯片，以單片集成、寬波段、多通道的技術架構，為工業(yè)、農(nóng)業(yè)、食品、智能家電與健康監(jiān)測提供輕量化光譜感知解決方案。

01 ChipSense?核心技術參數(shù)與架構

友思特ChipSense?芯片采用InGaAs 光電探測器，突破傳統(tǒng)硅基探測極限，實現(xiàn)550 nm–1700 nm寬光譜覆蓋。芯片采用16 通道 × 每通道 4 峰的多通道多峰架構，同步輸出高維光電信號，配合機器學習 / AI 完成材料分類與定量檢測。

關鍵性能指標
寬光譜范圍：500 nm–1700 nm，遠超傳統(tǒng)硅基 1050 nm 極限

多通道多峰架構：16 通道, 每通道 4 峰
高信噪比：DC 模式典型 ~80 dB，集成 InGaAs + 濾波器，預測結果更精確

芯片尺寸：4×4 mm

制造工藝：標準半導體 / III-V 供應鏈，支持大規(guī)模量產(chǎn)

檢測模式：單點檢測，非成像

技術原理

芯片通過光與物質作用后采集反射 / 透射光，對光譜信號進行積分響應并輸出16個通道的電流值；不重建完整光譜，直接將 16 通道的信號輸入機器學習模型，快速建立信號與材料屬性的對應關系，實現(xiàn)高效分類與定量。

02 ChipSense?相比傳統(tǒng)光譜芯片的優(yōu)勢

友思特ChipSense?以全固態(tài)、單片集成設計，解決傳統(tǒng)微型光譜儀的體積大、有可動部件、效率低、成本高的問題：

極致小型化

濾波器與探測器單片集成, 無 MEMS, 光柵等部件, 尺寸接近微型圖像傳感器

高光學效率

500-1700nm寬峰響應提升光子收集能力，適合微弱漫反射 / 透射信號檢測

機械魯棒性強

全固態(tài)無活動部件，抗震抗沖擊，適配惡劣現(xiàn)場環(huán)境

測量速度快

16 通道同步快照采集，無需波長掃描
低功耗

無掃描驅動部件，系統(tǒng)功耗更低

可量產(chǎn)

成熟半導體工藝，適合大批量部署

需要注意的是, 這款芯片并不直接輸出原始光譜, 通過16個通道的寬峰積分響應,對應電信號直接創(chuàng)建分析模型, 分析性能依賴模型質量。

03 檢測適用范圍與約束

適用檢測對象

液體、固體、粉末（非金屬、非氣體）

有機 / 碳基材料，特征吸收在500–1700 nm內

濃度＞~100 ppm 的目標成分

不適用場景
金屬、氣體、無機鹽、玻璃、礦石

痕量檢測（農(nóng)藥殘留、低濃度激素 / 抗生素 / 代謝物）

深色高吸收樣本、復雜多組分混合物（部分適用，需實測）

測量條件
單點檢測，傳感面積約1 cm2

需抑制環(huán)境光，測量距離 ＜5 cm（更遠的距離需要更復雜的光學設計）
光譜分析模型材料專屬，不可跨材料直接復用，精度依賴訓練數(shù)據(jù)質量

04 Nibble?模組: 芯片落地標準化開發(fā)平臺

基于友思特ChipSense?芯片，推出標準化檢測模組，降低集成門檻：

Nibble T?（透射模式）

面向液體樣本分析

Nibble R?（反射模式）

面向固體、粉末檢測，包含光源、勻光 / 聚焦組件、可選光學濾光片

Nibble Beat?

面向健康監(jiān)測應用

另外，模組配套SpectraByte桌面采集軟件與SpectraWeb云端建模平臺，支持信號采集、模型訓練、定量 / 分類分析與實時部署。

05 核心應用場景

農(nóng)業(yè)與食品現(xiàn)場檢測

通過將ChipSense?集成到便攜式測量設備和物聯(lián)網(wǎng)傳感器中，減少實驗室分析的時間和成本。
谷物 / 粉末水分、營養(yǎng)成分檢測
油品真?zhèn)舞b別
塑料、紡織品回收分選
牛奶脂肪 / 蛋白質等營養(yǎng)指標快速分析

產(chǎn)線過程控制

通過集成ChipSense?，實現(xiàn)整個生產(chǎn)線的實時、準確監(jiān)控，實現(xiàn)在線產(chǎn)品質量控制和改進的自動化程度。

酒類發(fā)酵關鍵參數(shù)在線監(jiān)測

土壤 / 作物指標檢測
藥品特性評估與工藝監(jiān)控
通過無機示蹤劑在材料本身和/或產(chǎn)品相關組件（例如標簽）中進行指紋檢測, 實現(xiàn)完整性/假冒/可追溯性

智能家電

ChipSense?可以嵌入到家庭和廚房電器中，進一步自動化和簡化家電產(chǎn)品使用。

咖啡機：咖啡豆水分、烘焙度、品類識別，優(yōu)化沖泡參數(shù)

洗衣機：織物材質分類，自動匹配洗滌程序

清潔機器人：通過地板類型分類優(yōu)化地板清潔/清洗循環(huán)；通過污漬/糞便檢測，為有寵物和/或不同地板類型的家庭提供無風險吸塵

電子健康應用

ChipSense?可以集成到個人護理、健康和保健產(chǎn)品中，提供有關身體特性的全新準確見解。

運動手表/健身追蹤器：測量評估運動員的健康狀況（例如乳酸水平）和瞬時心率 （IBI） 監(jiān)測

預防/慢性健康管理設備：監(jiān)測優(yōu)化糖尿病/高血壓患者的治療（例如血糖/血壓）

美容/健康設備：皮膚質量評估（例如水分）進行皮膚化妝品治療指導、消費級大腦皮層功能活動測量、壓力損傷早期識別等

友思特ChipSense?高光譜傳感芯片以小型化、寬檢測范圍（500-1700nm）、高可靠的特點，將高光譜感知從專業(yè)設備推向終端集成，為塑料分選、智能家電、現(xiàn)場快檢、健康監(jiān)測提供可量產(chǎn)的單點光譜感知核心器件，推動光譜技術在更多場景實現(xiàn)實時、無損、智能化檢測。

友思特 光譜產(chǎn)品系列

LinkSquare 1 便攜式光譜儀

漫反射光譜法，基于立方體棱鏡

光譜范圍400 - 1000nm

光譜精度1 - 44nm

無線wifi連接，便攜操作

LS SWIR SDK 光譜傳感器

漫反射光譜法，鍺基探測器

光譜范圍1225-1625nm

光譜精度50nm，8通道

無線wifi連接，便攜操作

ChipSense? 高光譜傳感芯片

InGaAs 多峰探測器陣列

探測范圍500-1700nm

高信噪比80dB

16通道信號采集+專用軟件，直接獲取電信號建模分析

審核編輯 黃宇