Singular Photonics ระดมทุน 2.15 ล้านดอลลาร์ ขยายตลาดเซนเซอร์ภาพ SPAD

ในฐานะบริษัทเซมิคอนดักเตอร์แบบฟาบเลส Singular Photonics มุ่งเน้นการออกแบบและพัฒนาเทคโนโลยีเซนเซอร์ โดยไม่ได้มีโรงงานผลิตชิปของตนเอง เป้าหมายของบริษัทคือทำให้การตรวจจับแสงในระดับโฟตอนสามารถนำไปใช้กับระบบขนาดกะทัดรัดและตอบสนองแบบเรียลไทม์ได้มากขึ้น

SPAD ทำงานต่างจากเซนเซอร์ภาพทั่วไปอย่างไร

เซนเซอร์ภาพทั่วไปมักวัดปริมาณแสงสะสมตลอดช่วงเวลารับภาพ ขณะที่ SPAD หรือไดโอดหิมะถล่มโฟตอนเดี่ยว สามารถตรวจจับโฟตอนแต่ละอนุภาคและบันทึกเวลาที่โฟตอนเดินทางมาถึงได้

การนับจำนวนโฟตอนควบคู่กับการวัดเวลาอย่างแม่นยำ ทำให้เซนเซอร์สามารถเก็บข้อมูลได้มากกว่าเพียงความสว่างของภาพ ทั้งยังอาจใช้วิเคราะห์ระยะทาง คุณสมบัติของวัสดุ หรือการเปลี่ยนแปลงของเนื้อเยื่อได้ ขึ้นอยู่กับการออกแบบและการใช้งานของเซนเซอร์

แนวทางของ Singular Photonics คือการนำอาร์เรย์ SPAD แบบ 3D-stacked มารวมกับวงจรประมวลผลที่อยู่ใต้ชั้นรับแสง ฟังก์ชันต่าง ๆ เช่น การนับโฟตอน การวัดเวลา การสร้างฮิสโตแกรม การวิเคราะห์ทางสถิติ และการคำนวณสหสัมพันธ์อัตโนมัติ (autocorrelation) จึงสามารถทำได้ที่ระดับพิกเซลหรือใกล้กับพิกเซล

การย้ายงานประมวลผลบางส่วนมาไว้บนตัวเซนเซอร์มีเป้าหมายเพื่อลดการส่งข้อมูลดิบไปยังชิปหรือระบบอื่น และช่วยให้การตรวจจับอัจฉริยะทำงานแบบเรียลไทม์ได้ บริษัทมองว่าสถาปัตยกรรมนี้อาจช่วยรับมือข้อจำกัดด้านขนาด ความหน่วง และการใช้พลังงานของระบบ edge และระบบปัญญาประดิษฐ์

Andarta: เซนเซอร์ขนาดเล็กสำหรับการแพทย์

Andarta เป็นเซนเซอร์ SPAD ขนาดกะทัดรัดและมีความไวสูง ซึ่งพัฒนาร่วมกับ Meta โดย Singular Photonics วางตำแหน่งผลิตภัณฑ์นี้สำหรับงานด้านภาพทางการแพทย์ และเป็นอีกก้าวสู่การนำ SPAD ไปผสานในอุปกรณ์สวมใส่

Andarta รองรับการคำนวณ autocorrelation ภายในพิกเซล ซึ่งสามารถใช้วิเคราะห์การเปลี่ยนแปลงของแสงที่เกิดขึ้นอย่างรวดเร็ว ตัวอย่างการใช้งานที่บริษัทกล่าวถึงคือการติดตามอัตราการไหลเวียนเลือดในสมอง ด้วยการตรวจจับความเปลี่ยนแปลงของแสงขณะเดินทางผ่านเนื้อเยื่อ รวมถึงบริเวณที่ลึกกว่าเซนเซอร์บางประเภทในปัจจุบันจะเข้าถึงได้

จุดสำคัญของ Andarta จึงไม่ได้อยู่ที่การเป็นเพียง “กล้องที่ไวขึ้น” เท่านั้น แต่เป็นการผสานการตรวจจับโฟตอนระดับอนุภาคเข้ากับรูปทรงกะทัดรัดและการประมวลผลภายในเซนเซอร์ เพื่อทำให้การวัดทางแสงขั้นสูงใช้งานได้จริงมากขึ้นในระบบการแพทย์และอุปกรณ์สวมใส่ที่มีพื้นที่จำกัด

Sirona: เซนเซอร์ 512 พิกเซลสำหรับวัดเวลาและวิเคราะห์สเปกตรัม

Sirona เป็นผลิตภัณฑ์แรกของ Singular Photonics และเป็นเซนเซอร์แบบเส้น (line sensor) ที่ใช้ SPAD จำนวน 512 พิกเซล รองรับการนับโฟตอนเดี่ยวแบบสัมพันธ์กับเวลา หรือ TCSPC (time-correlated single-photon counting)

ฟังก์ชันสร้างฮิสโตแกรมและแบ่งช่วงเวลา (time-binning) บนชิป ช่วยให้ระบบวิเคราะห์ได้ว่าโฟตอนมาถึงเมื่อใด ไม่ใช่เพียงนับจำนวนโฟตอนที่ตรวจพบ

บริษัทระบุการใช้งานที่เป็นไปได้ของ Sirona ได้แก่

• รามานสเปกโทรสโกปี (Raman spectroscopy)
• กล้องจุลทรรศน์ถ่ายภาพอายุการเรืองแสง (FLIM)
• การตรวจจับระยะทางด้วยเวลาที่แสงเดินทาง (time-of-flight)
• การประยุกต์ใช้ด้านควอนตัม

การใช้งานเหล่านี้ครอบคลุมทั้งเครื่องมือวิทยาศาสตร์และระบบตรวจจับในภาคอุตสาหกรรม ตัวอย่างเช่น ข้อมูลเวลาที่โฟตอนมาถึงอาจช่วยจำแนกวัสดุหรือวัดระยะทางการเดินทางของแสง ขณะที่การวัดอายุการเรืองแสงสามารถเปิดเผยคุณสมบัติบางอย่างที่ภาพซึ่งดูจากความเข้มแสงเพียงอย่างเดียวไม่สามารถแสดงได้

บริษัทกำลังมุ่งสู่ตลาดใด

Singular Photonics ระบุพื้นที่การใช้งานหลักไว้ 3 กลุ่ม

AI สำหรับอุตสาหกรรมและโลกกายภาพ

แมชชีนวิชัน ระบบอัตโนมัติในโรงงาน และ physical AI หรือ AI ที่ทำงานร่วมกับโลกจริง ล้วนต้องการเซนเซอร์ที่ตีความข้อมูลทางแสงได้รวดเร็วและอยู่ใกล้จุดที่เก็บข้อมูล การประมวลผลบนชิปอาจเป็นประโยชน์ในงานที่มีข้อจำกัดด้านความหน่วง การเคลื่อนย้ายข้อมูล หรือขนาดของระบบ

การค้นคว้าวิจัยและเครื่องมือวิทยาศาสตร์

ความสามารถด้าน TCSPC การสร้างฮิสโตแกรม และการแบ่งช่วงเวลาของ Sirona สอดคล้องกับงานสเปกโทรสโกปี กล้องจุลทรรศน์ การวัดระยะด้วยแสง และการประยุกต์ใช้ด้านควอนตัม งานเหล่านี้มักต้องดึงข้อมูลจากโฟตอนจำนวนน้อยมาก พร้อมวัดเวลาที่โฟตอนแต่ละอนุภาคมาถึงอย่างแม่นยำ

การถ่ายภาพทางการแพทย์และอุปกรณ์สวมใส่

Andarta มุ่งสู่การถ่ายภาพทางการแพทย์และอาจต่อยอดไปสู่การใช้งานในอุปกรณ์สวมใส่ ความสามารถในการคำนวณ autocorrelation ภายในพิกเซลถูกวางไว้สำหรับการตรวจวัด เช่น การติดตามการไหลเวียนเลือดในสมอง ซึ่งต้องอาศัยทั้งความไวสูงและขนาดที่เล็ก

ก่อนหน้านี้บริษัทยังกล่าวถึงการวางตำแหน่งในตลาดอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภคและยานยนต์ด้วย อย่างไรก็ตาม ประกาศระดมทุนเดือนสิงหาคมเน้นตลาดแมชชีนวิชัน ระบบอัตโนมัติในอุตสาหกรรม เครื่องมือวิทยาศาสตร์ และการถ่ายภาพทางการแพทย์เป็นหลัก

เงินทุนก้อนใหม่จะนำไปทำอะไร

การใช้เงิน 2.15 ล้านดอลลาร์ในระยะใกล้เน้นเรื่องการดำเนินงานและการพาณิชย์ Singular Photonics มีแผนเพิ่มทีมวิศวกร เร่งพัฒนาผลิตภัณฑ์ และนำเซนเซอร์ภาพ SPAD รุ่นใหม่ในกลุ่มผลิตภัณฑ์ที่กว้างขึ้นออกสู่ตลาดเร็วกว่าเดิม

การแต่งตั้ง Dipesh Patel ยังช่วยเสริมประสบการณ์ระดับสูงจากอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ในช่วงที่บริษัทกำลังขยับจากสปินเอาต์ระยะเริ่มต้นของมหาวิทยาลัยเอดินบะระไปสู่การทำตลาดในวงกว้าง Patel ทำงานที่ Arm เป็นเวลา 25 ปี และในตำแหน่ง CTO เคยกำกับดูแลงานด้าน Research และ Digital IT ของบริษัท

ดังนั้น เงินทุนรอบนี้ไม่ได้สนับสนุนเพียงการเปิดตัวเซนเซอร์รุ่นใดรุ่นหนึ่ง แต่ช่วยให้ Singular Photonics เดินหน้าสร้างตระกูลผลิตภัณฑ์บนแนวคิดเดียวกัน นั่นคือการตรวจจับโฟตอนทีละอนุภาค ประมวลผลข้อมูลที่เกิดขึ้นบนชิปให้ได้มากขึ้น และปรับสถาปัตยกรรมดังกล่าวให้เข้ากับระบบอุตสาหกรรม วิทยาศาสตร์ และการแพทย์