Jako bezvýrobní polovodičová společnost (fabless) Singular Photonics čipy sama nevyrábí ve vlastní továrně. Zaměřuje se na návrh senzorů a jejich výpočetní architektury. Jejím cílem je zpřístupnit snímání na úrovni jednotlivých fotonů v kompaktních systémech, které dokážou reagovat v reálném čase.
Běžný obrazový senzor obvykle během expozice měří celkové množství dopadajícího světla. SPAD senzor naproti tomu dokáže zachytit jednotlivé fotony a zaznamenat okamžik jejich příletu. Kombinace počítání fotonů a přesného měření času může podle nastavení senzoru poskytnout informace o intenzitě světla, vzdálenosti, vlastnostech materiálů nebo změnách v tkáni.
Singular Photonics kombinuje trojrozměrně vrstvená pole SPAD s výpočetní vrstvou umístěnou pod snímací částí. Přímo u pixelu nebo v jeho blízkosti tak lze provádět například počítání fotonů, časová měření, tvorbu histogramů, statistickou analýzu a autokorelaci.
Přesunutí části zpracování přímo na čip má omezit přenos surových dat mimo senzor a podpořit inteligentní snímání v reálném čase. Firma tuto architekturu představuje jako způsob, jak řešit omezení velikosti, odezvy a spotřeby energie u systémů na okraji sítě i aplikací založených na umělé inteligenci.
Andarta je kompaktní SPAD senzor s vysokou citlivostí, který Singular Photonics vyvinula ve spolupráci se společností Meta. Firma jej cílí na různé metody medicínského zobrazování a také jako krok k integraci technologie SPAD do nositelné elektroniky.
Senzor podporuje autokorelaci přímo v pixelu. Ta může sloužit k analýze rychlých změn světla. Společnost jako jeden z příkladů uvádí sledování průtoku krve mozkem: změny světla při průchodu tkání mohou odhalit informace i v hloubkách, kam současné senzory nedosáhnou.
Andarta tedy nemá být pouze citlivější kamerou. Spojuje detekci jednotlivých fotonů, malé rozměry a lokální zpracování dat, aby se pokročilá optická měření dala praktičtěji využít v medicíně a potenciálně také v nositelných zařízeních.
Sirona je prvním produktem Singular Photonics. Jde o řádkový SPAD senzor s 512 pixely, který podporuje časově korelované počítání jednotlivých fotonů (TCSPC). Funkce tvorby histogramů a rozdělování událostí do časových intervalů přímo na čipu jsou určeny k analýze okamžiku, kdy fotony dorazí, nikoli pouze jejich celkového počtu.
Firma pro Sironu uvádí několik možných využití:
Tyto oblasti zahrnují vědecké přístroje i průmyslové snímání. Časová informace může například pomoci rozlišit materiály nebo změřit dobu průchodu světla. Měření doby života fluorescence zase dokáže odhalit vlastnosti, které na běžném snímku založeném pouze na intenzitě světla nejsou viditelné.
Singular Photonics vymezuje tři hlavní oblasti využití.
Strojové vidění, průmyslová automatizace a takzvaná fyzická AI patří mezi trhy pro senzory, které dokážou optická data rychle a lokálně interpretovat. Zpracování přímo na čipu může být výhodné tam, kde běžné kamerové architektury narážejí na latenci, objem přenášených dat nebo rozměry systému.
Funkce TCSPC, histogramování a časového dělení u senzoru Sirona odpovídají potřebám spektroskopie, mikroskopie, měření doby letu a kvantových aplikací. Tyto obory často pracují s velmi malým počtem fotonů a potřebují přesně zaznamenat čas jejich příletu.
Andarta je určena pro medicínské zobrazování a potenciálně také pro nositelná zařízení. Autokorelace přímo v pixelu má podpořit měření, jako je sledování průtoku krve mozkem, kde jsou klíčové citlivost a kompaktní provedení.
Firma dříve zmiňovala také spotřební elektroniku a automobilový průmysl. Srpnové oznámení o financování však jako hlavní trhy zdůrazňuje strojové vidění, průmyslovou automatizaci, vědecké přístroje a medicínské zobrazování.
Bezprostředním cílem investice ve výši 2,15 milionu dolarů je provozní a obchodní růst: firma chce posílit inženýrské kapacity, urychlit vývoj produktů a dostat širší nabídku obrazových senzorů SPAD na trh v kratším čase.
Příchod Dipesha Patela do správní rady zároveň přináší zkušenosti z velkého polovodičového průmyslu. Patel strávil ve společnosti Arm 25 let a jako technologický ředitel dohlížel na její výzkum a digitální IT aktivity.
Nové financování tak nepodporuje jen uvedení jediného senzoru. Singular Photonics díky němu chce rozvíjet celou produktovou rodinu založenou na společné myšlence: zachytit jednotlivé fotony, zpracovat větší část dat přímo na čipu a přizpůsobit tuto architekturu průmyslovým, vědeckým a medicínským systémům.