Τον Ιούλιο του 2025, η Samsung Semiconductor έθεσε επίσημα την τεχνολογία Nanoprism σε μαζική παραγωγή για τον αισθητήρα εικόνας ISOCELL JNP, προσφέροντας μια νέα λύση «συνεργιστικής βελτιστοποίησης της μικροποίησης των εικονοστοιχείων, της ποιότητας εικόνας και του δομικού σχεδιασμού» στη βιομηχανία μονάδων καμερών smartphone. Με επίκεντρο τη Meta-Photonics, αυτή η τεχνολογία αντιμετωπίζει άμεσα τα βασικά προβλήματα «μειωμένης ευαισθησίας και περιορισμένου μεγέθους» που αντιμετωπίζουν οι μονάδες σε αναβαθμίσεις υψηλής ανάλυσης, επαναπροσδιορίζοντας τη λογική οπτικού σχεδιασμού των μονάδων στην εποχή των μικρών εικονοστοιχείων και αναμένεται να επιταχύνει την επανάληψη των μονάδων καμερών smartphone μεσαίας έως υψηλής κατηγορίας.
Επί του παρόντος, οι μονάδες καμερών smartphone αντιμετωπίζουν μια σύγκρουση μεταξύ «απαίτησης υψηλής ανάλυσης» και «περιορισμών πρακτικής εμπειρίας»: Από τη μια πλευρά, η ζήτηση των καταναλωτών για απεικόνιση υψηλής ευκρίνειας, όπως εικονοστοιχεία 200MP και βίντεο 4K, συνεχίζει να αυξάνεται, οδηγώντας το μέγεθος των εικονοστοιχείων των αισθητήρων εικόνας στις μονάδες να συρρικνωθεί από 1,0μm στην περιοχή 0,5-0,7μm. Από την άλλη πλευρά, η συρρίκνωση των εικονοστοιχείων με τις παραδοσιακές τεχνολογίες οδηγεί σε δύο σημαντικά ζητήματα. Πρώτον, η είσοδος φωτός ανά εικονοστοιχείο μειώνεται, με αποτέλεσμα την αύξηση του θορύβου σε περιβάλλοντα χαμηλού φωτισμού. Για να αντισταθμιστεί, απαιτούνται μεγαλύτερα διαφράγματα φακών ή μεγέθη αισθητήρων, γεγονός που αυξάνει το πάχος της μονάδας και προκαλεί ένα «χτύπημα κάμερας»—αντίθετο με την τάση λεπτού σχεδιασμού των smartphone. Δεύτερον, η μειωμένη απόσταση εικονοστοιχείων εντείνει τη διασταύρωση φωτός και η διαρροή φωτός μεταξύ των χρωματικών φίλτρων υποβαθμίζει την ακρίβεια αναπαραγωγής χρωμάτων, επηρεάζοντας τη συνέπεια της εικόνας. Σύμφωνα με τα στοιχεία της βιομηχανίας, η αναλογία σήματος προς θόρυβο (SNR) απεικόνισης χαμηλού φωτισμού των παραδοσιακών μονάδων εικονοστοιχείων 0,7μm είναι κατά μέσο όρο 20% χαμηλότερη από αυτή των μονάδων εικονοστοιχείων 1,0μm, καθιστώντας ένα βασικό σημείο συμφόρησης που περιορίζει τη διάδοση των μονάδων υψηλής ανάλυσης.
Αναδιαρθρώνοντας την οπτική διαδρομή των μονάδων, η τεχνολογία Nanoprism της Samsung παρέχει μια στοχευμένη λύση στις προαναφερθείσες συγκρούσεις, με τη βασική της αξία να αντικατοπτρίζεται σε δύο βασικές διαστάσεις:
Στις παραδοσιακές μονάδες, οι μικροφακοί αντιστοιχούν ένα προς ένα με τα χρωματικά φίλτρα. Το φως που αποτυγχάνει να ταιριάξει με ακρίβεια το χρώμα του φίλτρου (π.χ., το κόκκινο φως εισέρχεται εσφαλμένα στην περιοχή του πράσινου φίλτρου) χάνεται άμεσα, με αποτέλεσμα ένα ποσοστό χρήσης φωτός μόνο περίπου 60%. Μέσω των φαινομένων διάθλασης και διασποράς των δομών νανοκλίμακας μεταεπιφανειών, το Nanoprism ανακατευθύνει το προηγουμένως χαμένο φως στα αντίστοιχα εικονοστοιχεία, αυξάνοντας την είσοδο φωτός ανά εικονοστοιχείο κατά 25% (σύμφωνα με τα δεδομένα βελτίωσης της ευαισθησίας του αισθητήρα ISOCELL JNP). Αυτό σημαίνει ότι μια μονάδα εικονοστοιχείων 0,7μm εξοπλισμένη με αυτήν την τεχνολογία μπορεί να ταιριάξει με την απόδοση απεικόνισης χαμηλού φωτισμού μιας παραδοσιακής μονάδας εικονοστοιχείων 1,0μm—χωρίς την ανάγκη για μεγαλύτερους φακούς ή αισθητήρες. Λαμβάνοντας ως παράδειγμα μια κύρια μονάδα 50MP, μετά την υιοθέτηση του αισθητήρα ISOCELL JNP, η διάμετρος του φακού μπορεί να μειωθεί από 6,5 mm σε 5,8 mm και το πάχος της μονάδας μπορεί να μειωθεί κατά 0,3-0,5 mm, αποφεύγοντας αποτελεσματικά το ζήτημα του «χτυπήματος κάμερας».
Η τεχνολογία Nanoprism είναι ενσωματωμένη στο στρώμα μικροφακών του αισθητήρα εικόνας, εξαλείφοντας την ανάγκη τροποποίησης της δομής των βασικών εξαρτημάτων της μονάδας, όπως φακοί, θήκες φακών και συνδετήρες. Οι κατασκευαστές μπορούν να την προσαρμόσουν γρήγορα με βάση τις υπάρχουσες γραμμές παραγωγής. Εν τω μεταξύ, η Samsung χρησιμοποιεί Chemical Mechanical Polishing (CMP) για να εξασφαλίσει την επιπεδότητα των νανοδομών (με σφάλμα ελεγχόμενο εντός ±5nm) και Thermal Desorption Mass Spectrometry (TDMS) για σταθερή δοκιμή μαζικής παραγωγής νανοδομών, διασφαλίζοντας ότι η απόκλιση οπτικής απόδοσης κάθε αισθητήρα είναι μικρότερη από 3% και αποτρέποντας την ανομοιόμορφη ποιότητα εικόνας της μονάδας που προκαλείται από διακυμάνσεις της διαδικασίας. Αυτό το χαρακτηριστικό «χαμηλού κόστους μετασχηματισμού + υψηλής συνέπειας» μειώνει το όριο για τα μοντέλα μεσαίας έως υψηλής κατηγορίας για την υιοθέτηση μονάδων υψηλής ανάλυσης, προωθώντας τη διείσδυση των μονάδων κατηγορίας 200MP από τα κορυφαία τηλέφωνα σε μοντέλα στην περιοχή τιμών 3.000-4.000 γιουάν.
Επί του παρόντος, ο αισθητήρας ISOCELL JNP εξοπλισμένος με την τεχνολογία Nanoprism έχει εισέλθει σε μαζική παραγωγή και έχει εφαρμοστεί στα κορυφαία μοντέλα της Samsung και ορισμένων εμπορικών σημάτων του οικοσυστήματος Android που κυκλοφόρησαν το δεύτερο εξάμηνο του 2025. Οι υποστηρικτικές μονάδες κάμερας έχουν ολοκληρώσει τις δοκιμές χειριστή και η απόδοσή τους σε σενάρια χαμηλού φωτισμού, όπως η λήψη πορτρέτων και η νυχτερινή εγγραφή βίντεο, έχει βελτιωθεί κατά 15%-20% σε σύγκριση με τα προϊόντα προηγούμενης γενιάς (με βάση δεδομένα από ιδρύματα αξιολόγησης απεικόνισης τρίτων). Από την άποψη της τάσης της βιομηχανίας, αυτή η τεχνολογία θα έχει τρεις σημαντικές επιπτώσεις:
Οι αναλυτές της βιομηχανίας πιστεύουν ότι το 2026, ο όγκος αποστολής των μονάδων καμερών smartphone που υιοθετούν την τεχνολογία Nanoprism και παρόμοιες τεχνολογίες Meta-Photonics αναμένεται να υπερβεί τα 80 εκατομμύρια μονάδες, αντιπροσωπεύοντας πάνω από το 25% του παγκόσμιου μεριδίου αγοράς μονάδων μεσαίας έως υψηλής κατηγορίας. Η τεχνολογική ανακάλυψη της Samsung όχι μόνο δημιουργεί ένα ανταγωνιστικό φράγμα για την επιχείρησή της με αισθητήρες εικόνας, αλλά και οδηγεί ολόκληρη τη βιομηχανία μονάδων καμερών προς τη συνεργιστική ανάπτυξη «υψηλής ανάλυσης, λεπτού σχεδιασμού και χαμηλού κόστους».
