复旦大学成功研制新原理机器视觉增强芯片

新型二维原子晶体具有原子层厚度、表面无悬挂键、易于集成等特性。目前国内外前沿研究成果表明二维材料在集成感知、存储、计算等方面有着极大优势，有望弥补现有硅基光电传感与图像处理技术的不足。

近日，复旦大学周鹏/ 包文中团队利用晶圆级二维原子晶体硫化钼成功制备了大规模机器视觉增强芯片。相关研究成果以A 619-pixel machine vision enhancement chip based on two dimensional semiconductors为题发表在Science Advances上。

在这项工作中，研究团队首先成功生长了高质量均匀的两英寸二维材料（MoS2）晶圆，并开发了适用于二维集成电路的集成电路制造工艺。这种单原子层的MoS2具有优异的半导体特性，兼具信号处理和光电传感的作用。该研究中部分MoS2场效应晶体管采用了高透明度的顶栅，所以具有良好的光感应能力；而不透明的顶栅晶体管则构成了信号处理电路。在此基础上利用level-62 SPICE模型构建了MoS2晶体管仿真模型，对视觉增强电路中的模拟电路进行仿真和优化，最终实现了10 mm×10 mm的机器视觉增强芯片。该工作是迄今为止国际上最大集成规模的新型晶圆级二维半导体机器视觉增强芯片。在单片上集成了619个光电“感算一体”像素单元。研究得到科技部重点研发计划、国家自然科学基金杰出青年基金、上海市教委创新计划支持。下图为基于二维半导体的机器视觉增强芯片，每个单元像素电路中集成了信号“传感-存储-计算”功能。