勇担重任 逐光而行！国产光学工业软件背后的故事~
不久前，中国科学院长春光学精密机械与物理研究所对外发布了自主研发的“长光杂散辐射分析软件V1.0正式版”，补齐我国相关领域短板。目前，这款软件已经在航空航天等领域的上百个项目中得到应用验证。
光学工业软件广泛应用于航空航天、工业镜头、半导体等领域，是必不可少的工业设计软件。杂散辐射分析软件作为其中一种，其成功面世在国产光学软件创新研发中迈出了关键一步。
“长春光机所作为新中国光学事业的摇篮，担负起了研发国产光学软件这一光荣而艰巨的任务。我们利用4年时间奋起直追，成功在相关领域用上了我们自己的光学软件。”长春光机所软件研发总师、研究员张新开门见山地说。
什么是杂散辐射？这款软件的具体用途又是什么？对此，张新解释道：“杂散辐射就是光学系统中不需要的光和辐射，会对光学系统产生干扰。在研制光学设备时，要用软件模拟所有可能存在的光，开展仿真分析试验，进而找出哪些是无用的光线。”
“模拟所有可能存在的光”，这听上去就是一项庞大的工程。“的确，这意味着对千万级、亿级甚至百亿级光线进行追迹，涉及海量计算、判断、存储和分析。”张新说。
本着完全自主研发的原则，团队从无到有，摸着石头过河，一步步将所有光学模型构建起来，并在精度上达到了亚纳米级，让模型无限趋于真实环境。
中国巡天望远镜被称为中国的“深空之眼”，其研发时应用该款软件进行了光学仿真分析。“仿真结果与主流软件结果相当！”张新自豪地说。
在张新看来，团队能在短短几年间快步赶上国际发展水平，一方面得益于国家的大力支持，另一方面得益于我国近年来在相关学科上取得的发展硕果。“我们牵头组织了国内多家优势单位，突破了光源发光属性、光线数据记录方案和路径分类方法等关键技术，到目前已完全掌握了软件的底层核心算法。”张新说。
要快速取得技术突破，人才是关键。为了激发研发人员创新活力，长春光机所成立了国产光学软件攻关突击队，打造勇于创新、团结进取的精神内核。
在研发实验室，团队成员正在进行各项分析研究，室内非常安静。这支规模在40人左右的队伍，每个人都非常年轻。
“我们平均年龄在33岁。”团队成员刘铭鑫说，“我博士毕业后就留在所里工作，接触的第一个重大项目就是研发这款光学软件。我身边的同事多数和我一样。作为年轻一辈的科研人员，能为光学软件自主化贡献力量，我们觉得很自豪。”
团队成员胡铭钰介绍：“我们做的软件涉及了一系列光学理论和先进的计算分析技术，很多都是国内未有、国际未公开的。所里为我们营造了非常好的工作环境，鼓励每一个新想法，形成创新思想、严谨论证、谨慎实施、严密验证的工作准则。”
“这些年轻人继承了长春光机所传承至今的宝贵科研精神，站在巨人的肩膀上一往无前，让我们看到了他们的实力和拼劲。未来，他们一定会为国产光学工业软件创新发展作出新的贡献。”采访最后，张新满怀期许地说。
来源：吉林日报
高端图像传感器里的“中国名片”
王欣洋在介绍长光辰芯设计研发的CMOS图像传感器产品。沈春蕾摄
如果说摄像头像人类的眼睛，那么CMOS图像传感器就像人眼的视网膜。在我国高端装备领域，如此关键的元器件却长期被国外垄断。
近年来，这一局面正在被打破。2012年，中国科学院长春光学精密机械与物理研究所（以下简称长春光机所）通过从欧洲引进CMOS研发团队，成立长春长光辰芯光电技术有限公司（以下简称长光辰芯）。
12月22日，长光辰芯总经理王欣洋在接受《中国科学报》采访时表示：“长光辰芯在成立的8年时间里，CMOS 图像传感器产品已经在科学、工业、医疗等多个领域得到应用。未来，我们希望可以进一步带动我国CMOS上下游产业的快速发展。”
回国创业
博士毕业后，王欣洋先后供职于多家图像传感器领域的知名公司，参与设计了多款CMOS图像传感器，并成为其中一家初创公司的股东。
“在国外，我只是一个打工者，没有决策权。”王欣洋告诉记者，“一次回国考察的机会，坚定了我回国创业的决心。”
长春光机所被誉为新中国“光学的摇篮”。长春光机所党委副书记金宏说：“长春光机所不缺乏先进的光学技术，但只有技术还不行，我们需要探索一条从核心技术到成果转化的成功之路。”
这也是长春吸引王欣洋的地方，哈尔滨出生的他对东北颇有情怀。2012年9月，王欣洋回国成立长光辰芯。
“如果说当时回国是一时冲动，而今看来回国是对的。”作为长光辰芯的创始人，王欣洋表示，虽然从地域上来看，长春未必是最适合微电子公司发展的土壤，但是长春光机所在光电系统研发领域的经验以及在行业领域的资源，都为长光辰芯发展提供了有力的支持。
创业8年，长光辰芯的核心团队一直保持着积极向上的高度凝聚力，先后在日本、比利时、杭州成立子公司。
瞄准高端
长光辰芯的研发和产品如何布局？公司成立初期，王欣洋带领团队对国内市场进行了充分调研，最后瞄准高端装备制造领域的高性能CMOS图像传感器的研发和产业化。
长光辰芯的研发团队先后攻克了低噪声全局快门像素设计、背照式芯片制造等多项核心技术，发布了一系列具有超高分辨率、低噪声、高动态范围、超高速等特点的CMOS图像传感器产品。2014年3月，长光辰芯发布的一枚长167.6毫米、宽30.1毫米的CMOS图像传感器GMAX3005，可以提供1.5亿像素黑白影像。
王欣洋介绍道，高分辨率、大靶面（感光面积）是GMAX系列CMOS图像传感器的显著特点，可应用于高分辨率工业检测领域，如平板显示器（FPD）检测、半导体检测、工厂自动化检测等，满足用户对动态目标高清成像的应用需求。
在国外，王欣洋曾参与主导了多个工业级CMOS图像传感器的项目，这也与欧洲工业产品领域定制用户为主有关。然而，长光辰芯在成立之初，收到的定制订单并不多，王欣洋认为，主要是受限于国内企业规模、资金实力和对新产品研发的观念。
对此，王欣洋颇有信心，他表示，长光辰芯的核心还是产品，只要多给我们一些时间，通过不断地雕琢技术和产品，最终会赢得多数国内用户的认可。
不久前，国内工业相机企业使用长光辰芯设计的全局快门CMOS系列芯片，开发了相应的工业检测相机产品，并用于工业检测、快递扫描、机器视觉等多个领域。王欣洋认为，这也是工业用户对长光辰芯的认可。
助力产业
日前，中科院科技促进发展局在长春组织召开了弘光专项“面向高端装备制造的系列化CMOS图像传感器”阶段评估会议，参与评估的专家一致认为该项目全面实现了预期目标。该项目2019年立项启动，长春光机所为项目依托单位，长光辰芯为成果转化主体单位和产品市场推广单位。
中科院科技促进发展局高技术处副处长秦承虎介绍：“弘光专项按节点目标进行阶段性评估，实行经费全额后补助。”
一款CMOS芯片从想法变成产品，需要晶圆加工、陶瓷封装壳、玻璃盖片、光学镜头、后背系统和图像处理等产业的支持。长光辰芯主要从事芯片的设计工作，也需要寻找合适的供应商。
2016年成立的长春长光圆辰微电子技术有限公司（以下简称长光圆辰）就是长光辰芯的供应商之一，这是一家半导体制造企业，专注于背照式CMOS图像传感器晶圆加工。
在需求的牵引下，长春光机所孵化了一批高科技企业。长春光机所所务委员孙守红告诉《中国科学报》：“我们正在打造技术研发、成果转化、企业发展、资本运作、技术研发的自循环发展格局。”
孙守红介绍道，长春光机所的产业体系以光电子技术为核心竞争力，投资了74家企业，其中奥普光电已于2010年上市。如今，长春光机所投资的企业已经形成三阶IPO（首次公开募股）梯队，研究所将有序推进企业上市工作。
在吉林省政府和长春光机所共同建立的吉林省光电子产业孵化器内，记者看到长春光机所孵化的10多家企业入驻于此。长春长光智欧科技有限公司总经理管海军介绍：“我们瞄准基因测序市场的需求，与华大基因合作，实现了当前世界最高通量10000G基因测序仪的研制和生产。”
孙守红透露：“2020年，长春光机所孵化产业的经济体量已经超20亿元。未来，长春光机所还将发挥学科优势，推进交叉领域合作，打造特色产业园区，促进企业集群式发展。”（记者 沈春蕾）
来源： 《中国科学报》
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