新创公司开发仅10美元成本的光谱仪单芯片

一家新创公司NanoLambda开发了成本仅10美元的光谱仪(spectrometer)单芯片，号称能应用在各种消费性电子产品中。该种光谱传感器芯片能量测个别波长，精确度可达到1纳米、分辨率10纳米，因此NanoLambda能选择性让光线通过纳米结构，以确定其组成。

NanoLambda采用传统晶圆制程，打造尺寸仅5mm x 5 mm x 2mm超薄纳米滤波器(nanofilter)数组；该芯片内是由900个数组所堆栈，能应用在各种物联网(IoT)装置。“每一种材料都有自己的光谱指纹；也就是说，当特定的平面白光照射在目标材料上，不同材料会以不同的方式吸收光线，产生特定的图案或形状。”NanoLambda执行长Bill Choi表示，光谱传感器芯片内的每个滤波器会侦测不同的波长，然后综合判断出材料的特性。

光谱仪技术已经在生化领域运用数十年，但以往该类仪器不但笨重、价格也非常昂贵；NanoLambda所开发的纳米级数组不但能让光谱仪单芯片尺寸缩小、成本降低至10美元，Choi也预期该技术能内建在各种物品，从筷子到医疗设备。

能内建在各种消费性装置的光谱仪单芯片（来源：NanoLambda）

光谱仪能被用来判断牛奶的新鲜度，真假红酒等……

举例来说，甜美的红苹果会呈现特定的色泽，使用者能用光谱仪来判断其成熟度；此外光谱仪也能被用来判断牛奶的新鲜度。Choi表示，消费者还能用以监测厨房水龙头的饮用水质，不同的颜色会显示饮用水是否被污染或是可安心饮用。

此外在中国，因为假酒事件频传，也有使用者需要这类特定应用的分析仪器。Choi解释：“真正的红酒与仿冒红酒的化学成分不同，虽能透过添加色素让外观看不出来，但其本身的化学指纹是骗不了人的；当你在目标待测物上照射光线，其反射光会呈现不同的光吸收图案。”

光谱仪芯片内的每个像素会侦测特定的波长，然后综合描述其与光谱的关系（来源：TSensors Summit）

光谱仪单芯片也能应用于非侵入式的医疗监测；Choi表示有人建议能用在舌头监测，或是监测人体器官的颜色变化，不过后者的应用就会是侵入式的。他期望该技术为健康检查机构提供基础解决方案：“融合式或多模的感测功能，绝对能为下一代的医疗照护提供新解决方案；我不认为单一传感器技术能解决所有的问题，而厂商之间的合作会非常重要。”

产业合作也将有助于NanoLambda克服最大挑战──为食品新鲜度/安全性、人体器官颜色或是其他生化材料的监测建立一个光谱指纹数据库。而在月前于美国加州举行的一场TSensors Summit传感器研讨会上，大会主席Janusz Bryzek也指出，传感器若没有算法的搭配就毫无用处：“当你用晶体管与处理性能交换光学组件，会需要大量的后处理程序。”

Choi举牛奶检测的例子来说明如何透过合作建立数据库；他表示当我们需要牛奶的数据库，得去量测来自不同厂商、不同口味的所有种类牛奶光谱指纹；当然这种检测一开始能先利用由NanoLambda或牛奶业者所建立的基本数据库，随着消费者使用的情况越来越多，就能分享他们的检测数据到数据库里，虽然不是严谨的科学检测，仍具参考价值。

NanoLambda 希望能将光谱仪芯片以及接口软件IP提供给三星(Samsung)、苹果(Apple)等系统业者开发终端产品；Choi不愿透露目前的合作情况，但表示将会在2015年初开始提供软件开发工具，期望能在短时间内催生应用程序。该公司软件可支持Linux与Windows系统。