Det koranske firma Planet82 har selvtilliden i orden, efter firmaet har udviklt en billig CMOS-tekologi, som ifølge firmaet er 2.000 gange mere følsom end dagens konkurrenter.

Ved hjælp af den nye chip regner det koreanske teknologiske institut Keti og Planet82 med, at Korea i løbet af få år vil være i stand til at fravriste Japan dominansen på markedet for billedsensorer.

Og det til trods for, at forskerne, der fik ideen til den nye sensor, oprindeligt blev afvist af store selskaber som Samsung, Panasonic, Sony og flere andre, da de indledningsvist søgte samarbejdspartnere. Der var stor skepsis over for, om de kvantemekaniske principper bag teknologien overhovedet ville virke.

Det endte med, at Planet82, et koreansk elselskab, købte alle rettigheder til den ultrafølsomme billedsensor af opfinderne, ph.d. Kim Hoon og hans forskerhold.

Prisen for overtagelse af rettighederne var to milliarder koreanske Won, svarende til 12 millioner kroner. Desuden får opfinderne en procent af salget.

Kim Hoon er leder af forskningscenteret Nano Scale Quantum Device Center ved Keti. Altså et center, der forsker i kvantemekaniske fænomener

Og det er netop sådan en kvantemekanisk egenskab, der benyttes i billedsensoren, skriver Planet82 på sin hjemmeside. Desværre ikke i ret mange detaljer. El-selskabet er en smule nærig med informationer om virkemåde og fremstillingsproces.

Planet82 har ved flere lejligheder fremvist fungerende prototyper af sin fotochip på industrimesser i USA, men en egentlig masseproduktion er ikke i gang endnu.

Keti har foreløbig investeret 60 millioner kroner i opfindelsen, der er udvalgt som årets innovation af analysebureauet In-Stat's.

Fotochippen SMPD (Single carrier Modulation Photo Detector) er opbygget i CMOS-teknologi. CMOS-teknologi til fotosensorer er velkendt, men SMPD er en ny teknologi.

Det skal sammenlignes med et eksisterende marked for fotochips, der domineres af to typer - CCD (Charge Coupled Device) med relativt god følsomhed, men højt strømforbrug, og med CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconducter) sensorer, som har dårligere følsomhed, men meget lavt strømforbrug. SMPD'en kombinerer de bedste egenskaber fra hver chiptype.

Efter ion-implantering på SOI-substratet (Silicium-On-Insulator) opbygges på chippens overflade et net af små tråde i nanostørrelse. Nanotrådene udsættes derpå for en iltning, som udvikler dem til kvantedetektorer (Quantum Structural Nano Wires) med ekstremt høj følsomhed. Potentialet er, ifølge Planet82, en følsomhed, der er fem størrelsesordner højere end almindelige fotodioders.

Som opfinderen Kim Hoon selv udtrykker det:

»Hvor gængse fotodioder kræver tusinder af fotoner for at opfatte lys, kræver SMPC-sensoren kun "en håndfuld" fotoner.«

Desuden giver konstruktionen, som ligner den kendte teknologi, der kaldes Active Pixel Sensors (APS), mulighed for ti gange større forstærkning af signalerne fra sensorerne.

Hver foton, der rammer sensoren, resulterer i frigivelsen af tusinder af elektroner. Forskningsleder Kim Hoon har udtalt til den koreanske avis, Korean Economic Daily, at chippen fungerer omtrent på samme måde som nervecellerne i det menneskelige øje.

Alt i alt giver det en følsomhed på cirka en tiendedel lux - et lysniveau, hvor det menneskelige øje angiveligt har svært ved at opfatte noget. Månelys skal derfor være rigeligt til at tage flotte billeder. Lysmængden 1 lux oplyses at svare til lyset fra et stearinlys i en meters afstand.

Pixel-tætheden er stærkt forøget, samtidig med at hver pixel er gjort mindre. Hele chippen er 50 procent mindre end eksisterende CMOS-fotochips. Desuden er strømforbruget mindre, og støjen er sænket.

Planet82 er klar til at levere chippen i sort/hvid udgave, i fuldfarve VGA og i 2 Megapixel farve.

Ingeniøren har bedt forskningslektor Michael Budde, Fysisk Institut på Århus Universitet, om at vurdere teknologien på basis af de oplysninger, Planet82 opgiver på sin hjemmeside.

Michael Budde arbejder til daglig med at fotografere superkolde atomskyer, de såkaldte Bose-Einstein kondensater. Og det er et kritisk område, hvor hver enkelt foton tæller.

Således har instituttet netop fået bevilling til at indkøbe to superfølsomme digitalkameraer, som har en følsomhed på en foton - længere ned kan man ikke nå.

Men de koster henholdsvis 85.000 og 300.000 kroner, og de skal køles til minus 100 grader celsius, før de kan bruges.

»Det ser ud til, at Planet82 er kommet ret langt, men det er vanskeligt at vurdere deres oplysninger om følsomhed, som er opgivet i V/Luxsekund. 2.000 gange det nuværende CMOS-niveau svarer imidlertid til vores dyre forskningskameraer - men så har vi slet ikke talt om støjniveauer. Firmaet er ret hemmelighedsfulde omkring selve virkemåden, men det er ikke så sært, hvis de virkelig står med noget, der kan gøre dem rige,« siger han.

Planet82, der har været registreret på den koreanske børs siden 2001, satser i første omgang på at sælge billedchippen til militærsektoren, som vil kunne bruge den til missilstyringer, elektroniske natkikkerter, førerløse fly og overvågningskameraer.

Desuden skal sensoren tilbydes til mobiltelefonproducenterne. Da den ikke kræver ekstra forstærkningskredsløb som de eksisterende billedchips, vil den kunne produceres til cirka en procent af fremstillingsprisen for nutidens teknologi. Firmaet opgiver den forventede fremstillingspris ved masseproduktion til 60 øre per chip.

Og da den kun er halvt så stor, vil den kunne bruges i en lang række nye applikationer, såsom endoskoper, dvs. optisk udstyr til lægeundersøgelser af den menneskelige krop.

Den seneste version af chippen tager farvebilleder med 30 frames per sekund med en følsomhed på under 0,1 lux. En udgave til masseproduktion med henblik på overvågningsudstyr blev færdiggjort i efteråret 2006.

Planet82 regner med i løbet af få år at overtage henved ti procent af verdensmarkedet, som i øjeblikket domineres af japanske firmaer.