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SILINA, ein Deeptech-Startup im Bereich Mikroelektronik, hat durch die Krümmung von Bildsensoren einen wahren Paradigmenwechsel für die Imaging-Branche erzielt. Die Technologie für gekrümmte Sensoren befindet sich seit Jahren in der Entwicklung, war bisher jedoch auf Einzelchip-Fertigungsprozesse beschränkt. SILINA hat eine einzigartige Technologie entwickelt, mit der Hunderte von Bildsensoren gleichzeitig gekrümmt werden können. Dies bietet eine völlig neue Perspektive für das Kameradesign, von der Massenproduktion bis hin zu Nischenmärkten.

In der Natur findet sich in den meisten Sichtsystemen eine gekrümmte Retina, z. B. beim menschliche Auge. Eine gekrümmte Retina ermöglicht den Einsatz einer einzigen kristallinen Linse, die ein weites Sichtfeld für herausragende Bildqualität bietet und die Augen somit sehr kompakt macht. Leider verwenden alle elektronischen Bildsysteme flache Bildsensoren, für deren Linse ein komplexes Fertigungsverfahren mit zahlreichen kostenaufwändigen optischen Elementen erforderlich ist. Dadurch werden die optische Leistung und die Fähigkeiten der Kamera gemindert und gleichzeitig erhöht sich das Budget für die Massenproduktion sowie die Gesamtkosten für Kameras und optische Systeme.

Die Technologie für gekrümmte Sensoren stellt die nächste große Innovation in der Imaging-Branche dar. Sie revolutioniert das Design von Sichtsystemen. Sie überwindet Hardware-Grenzen, für die es keine Software-Lösung gibt, und ermöglicht eine komplett neue Kamerageneration. Sie bietet erhebliche Verbesserungen für unsere vier Schlüsselkriterien: höhere Bildqualität und besseres Detektionsvermögen, reduzierte Kosten und Massenproduktion.

Ein innovativer Prozess für die Skalierung
Wilfried JAHN, CTO und Mitbegründer von SILINA, hat ein Krümmungsverfahren entwickelt und optimiert, das die Skalierung ermöglicht und volumenstarke Märkte erreichen soll. Jahn erläutert: ?Unsere Innovation soll die technologischen Grenzen der Skalierbarkeit überwinden. Früher war diese Technologie auf Nischenmärkte begrenzt, da die verschiedenen Lösungen nur manuelle Einzelchip-Fertigungsprozesse erlaubten. So war in den vergangenen 20 Jahren nur eine Fertigungsmenge von einigen Dutzend Einheiten möglich. Wir haben unsere professionelle Erfahrung in unterschiedlichen Bereichen zusammengetragen und konnten so ein einzigartiges Verfahren für die gleichzeitige Krümmung von mehrern Hundert Chips entwickeln. Die Tatsache, dass sämtliche Parameter gesteuert werden können, macht das Verfahren zuverlässig und wiederholbar. Dies senkt die Produktionskosten erheblich. Einen Monat nach der Gründung von SILINA haben wir bereits 275 Einheiten von 1-Zoll-CMOS-Bildsensoren gleichzeitig gekrümmt ? eine Weltpremiere.

Das Krümmungsverfahren von SILINA ist immer dasselbe, unabhängig von Format und Technologie, insbesondere für CMOS und CCD. Es kann auf vorderseitig beleuchtete (FSI, Front-Side Illuminated) und rückseitig beleuchtete (BSI, Back-Side Illuminated) Sensoren angewendet werden sowie auf verschiedene spektrale Bandbreiten, von ultravioletter über sichtbare bis hin zu Infrarot-Strahlung. Dieser Vorgang ermöglicht sowohl eine geringvolumige Fertigung mit der Krümmung eines einzelnen oder weniger Sensoren als auch die Massenproduktion. Zudem sind verschiedene Designs möglich: kugelförmig, asphärisch, Freiformen oder auf Anfrage kundenangepasste Formen.

Der Fertigungsprozess wurde auch dafür entwickelt, dieselbe ursprüngliche Verpackung für klassische Flachsensoren beizubehalten, d. h. die mechanische Architektur und die elektronische Platine bleiben unverändert. Das erleichtert die Integration dieser Technologie in vorhandene Produktionslinien.

Ein duales Geschäftsmodell
Michael BAILLY, CEO und Mitbegründer von SILINA, erläutert das Angebot des Startup-Unternehmens im Detail: ?Wir bieten unsere Services Designern und Herstellern von optischen Systemen sowie Kameraintegratoren und Sensorherstellern an, um sie bei der Verbesserung der Leistung ihres Imaging-Systems zu unterstützen und gleichzeitig ihre Produktionskosten zu senken. Unser Angebot umfasst zwei Lösungsvorschläge: Die Unterstützung beim optischen Systemdesign für das Integrieren der Technologie für gekrümmte Sensoren in die spezifischen Kundenanwendungen sowie einen On-demand-Service für die Krümmung von Bildsensoren. SILINA entwirft und fertigt zwar nicht seine eigenen Sensoren, übernimmt jedoch die Krümmung vorhandener Flachsensoren. Schließlich planen wir auch noch, volumenstarke Märkte über die IP-Lizensierung anzusprechen.?

Die Technologie von SILINA bietet Imaging-Branchen wie Luft- und Raumfahrt, Verteidigung, Fotografie, Automobil, Smartphone usw. entscheidende Vorteile.

Herausforderungen wie die aktuelle Pandemie, Personalkosten und der Fachkräftemangel setzen Unternehmen zunehmend unter Druck. Es wird immer schwieriger, weitläufige Anlagen effizient und den Anforderungen entsprechend zu warten sowie Probleme zeitnah zu beheben. Mobile Endgeräte, wie die explosionsgeschützten Tablets und Smartphones der Pepperl+Fuchs Marke ECOM Instruments, eröffnen die effektive Möglichkeit, aller Orten digitale Baupläne oder Checklisten über die nötigen Arbeitsschritte aufzurufen oder aber einen Experten virtuell mit vor Ort zu nehmen. Unternehmen gewinnen so die Sicherheit, zunehmend komplexe Vorgänge und Probleme vor Ort effektiv und qualitativ zu beheben und damit die Zahl von Ausfällen dank Predictive Maintenance deutlich zu reduzieren.

Durch den Einsatz von mobilen Endgeräten erhalten Mitarbeiter sofortigen Zugang zu allen Informationen, die sie benötigen, um schneller und besser arbeiten zu können, eine direkte Verbindung mit dem richtigen Support-Experten sowie einen Überblick über alle offenen, in Bearbeitung befindlichen und abgeschlossenen Vorgänge.

Ein großer Vorteil des Einsatzes mobiler Endgeräte in der Industrie ist die Möglichkeit der Fernunterstützung von Technikern bei der Durchführung komplexer Inspektionsvorgänge. Hierzu können Videoanrufe oder Augmented Reality (AR)-Anwendungen auch im Ex-Bereich über Smartphones oder Tablets genutzt werden. Techniker vor Ort können so bei Bedarf Kontakt zu Experten oder gar dem Hersteller des Assets aufnehmen und deren Unterstützung bei komplexen Sachverhalten erfragen. Dies spart Zeit und Ressourcen.
Um die Fernunterstützung auf ein neues Level zu heben, arbeitet ECOM seit einiger Zeit intensiv mit einem Partner an der Entwicklung weiterer Produkte, die in Kombination mit Smartphones eingesetzt werden können. Für eine optimale Hands-free-Bedienung auch mittels Sprachsteuerung oder Touchpad durch den Mitarbeiter vor Ort und eine optimale Sicht auf die Vorgänge durch den Remote-Experten stehen besonders Smart Glasses im Fokus der Entwicklung. ECOM plant bereits diesen Herbst die Smart Glasses auf den Markt zu bringen.

Anleitung durch Experten an anderen Standorten und digitale Workflows unterstützen Techniker mobil bei der Ausführung komplexer Aufgaben direkt in der Anlage. Die Einbindung mobiler Endgeräte und Tools hilft dabei, dem Ziel einer digitalen Produktion, Wartung und Reparatur einen Schritt näher zu kommen.