A Si-Ware Systems apresenta o primeiro sensor espectral do tamanho de um chip totalmente integrado para mercados industriais e de consumo

O NeoSpectra Micro oferece uma faixa de sensores espectrais NIR sem precedentes e alto desempenho para aplicações alimentícias, de petróleo e gás, agrícolas, farmacêuticas e médicas

LOS ANGELES, CA — A Si-Ware Systems (SWS), fornecedora líder de soluções baseadas em IC e MEMS para aplicações industriais e de consumo, apresentou hoje o primeiro microespectrômetro integrado para amplo uso industrial e de consumo. O produto, NeoSpectra™ Micro, é um sensor espectral pequeno, em escala de chip, quase infravermelho (NIR) que analisa rapidamente materiais no local sem a necessidade de enviar amostras para um laboratório, permitindo uma economia drástica de tempo e dados precisos e acionáveis no campo ou no chão de fábrica.

O dispositivo é pequeno e fino o suficiente para ser incorporado em uma capa de smartphone ou projetado em um produto móvel existente. As aplicações do produto incluem a verificação da segurança alimentar e a avaliação da saúde do solo, da composição de petróleo e gás e da pureza farmacêutica. Oferecendo a mesma funcionalidade dos espectrômetros convencionais de “bancada” em laboratórios, o NeoSpectra Micro integrado oferece aos usuários finais a capacidade de quantificar imediatamente a composição, detectar impurezas e verificar a qualidade, acelerando a análise de amostras de dias para minutos sem a necessidade de verificação externa em laboratório.

O NeoSpectra Micro se baseia no sucesso do popular e econômico módulo de detecção espectral NeoSpectra usado por integradores de sistemas para o desenvolvimento de aplicações de espectrômetros portáteis e em linha específicas do setor. O dispositivo está atualmente em uso nas indústrias agrícola, petroquímica e de saúde.

Um espectrômetro real — no tamanho de um componente

Pela primeira vez, o NeoSpectra Micro traz a espectroscopia de alto desempenho ao tamanho e ao custo de um componente de sensor. Com 18 x 18 mm e apenas 4 mm de espessura em uma embalagem independente, agora ele pode ser facilmente incorporado a produtos eletrônicos de consumo. Até agora, a espectroscopia e a análise de materiais estavam notoriamente ausentes das aplicações de consumo devido a questões de tamanho, formato e custo.

“Agora, com o NeoSpectra Micro, a análise de materiais de alto desempenho pode ser uma realidade no mundo da eletrônica de consumo”, disse Scott Smyser, vice-presidente executivo da Si-Ware Systems. “Da mesma forma que sensores inerciais, acelerômetros e giroscópios se tornaram pequenos e baratos o suficiente para produtos eletrônicos de consumo, permitindo uma série de aplicações para detecção de movimento, o NeoSpectra Micro abrirá aplicações novas e sem precedentes para análise de materiais.”

Grande necessidade não atendida de análise de materiais

De acordo com a empresa de pesquisa de mercado Tematys, com sede em Paris, o tamanho do mercado de espectrômetros compactos é estimado em $655 milhões em 2016 e crescerá para quase $1 bilhão em 2021. A empresa de pesquisa prevê que os aplicativos de consumo terão um dos maiores crescimentos, com uma taxa de crescimento anual composta (CAGR) de 54%, de 2015 a 2021.

O NeoSpectra Micro pode ser uma solução eficaz para fabricantes de equipamentos originais (OEMs) voltados para os mercados consumidores, já que o dispositivo integrado é muito semelhante aos componentes em termos de tamanho e custo. O pequeno pacote inclui todos os componentes do sistema: o interferômetro MEMS, o fotodetector, a fonte de luz e também os chips eletrônicos que realizam o controle do sistema e o processamento de dados. Isso facilita a integração, reduz os riscos de desenvolvimento para desenvolvedores de sistemas e permite testes mais rápidos em diferentes ambientes de aplicativos.

Versatilidade é fundamental

O NeoSpectra Micro não só oferece uma ampla faixa espectral sem precedentes que o torna adequado para muitos setores, mas também é a única solução do tamanho de um chip que opera em faixas de comprimento de onda NIR mais altas (de 1.150 nm a 2.500 nm). Essa faixa estendida permite a medição de mais materiais com maior precisão. Além disso, permite medir amostras em diferentes formatos, incluindo partículas, superfícies planas e até amostras moídas, sem a necessidade de preparação da amostra.

“Há uma necessidade urgente e não atendida de análise rápida de materiais e dados acionáveis em uma ampla gama de aplicações, desde aplicações científicas e de consumo até aplicações científicas e de controle de qualidade industriais em linha e no local”, disse Bassam Saadany, gerente da unidade de negócios Optical MEMS da SWS. “Desenvolver um pequeno espectrômetro a um preço acessível de sensor, para uso imediato em muitos setores, requer uma ampla faixa espectral na extremidade superior do infravermelho próximo. Isso coloca o NeoSpectra acima e além de qualquer outra oferta no mercado.”

Smartphones, dispositivos vestíveis e IoT que permitem o NeoSpectra Micro

Ter um sensor espectral NIR miniaturizado de baixo custo abre as portas para uma nova onda de modelos de uso para espectroscopia NIR. Para mostrar o potencial do NeoSpectra Micro na Photonics West no final de janeiro, a SWS o projetou em uma capa para iPhone e desenvolveu um aplicativo de demonstração para iPhone. O aplicativo de demonstração digitalizará e medirá alimentos e café para detectar e quantificar com precisão elementos como níveis de glúten e cafeína. A capa do iPhone foi desenvolvida pela XPNDBLS e os algoritmos de análise espectral foram desenvolvidos pela GreenTropism.

“Estamos entusiasmados em adicionar o NeoSpectra Micro ao nosso portfólio de produtos. Acreditamos que isso mudará a forma como percebemos a espectroscopia, retirando-a do ambiente de laboratório e colocando-a nas mãos do consumidor”, disse Smyser. “Ao contrário de outras soluções de sensores espectrais existentes, o NeoSpectra é o primeiro sensor espectral em escala de chip com o alto desempenho e confiabilidade conhecidos pelos espectrômetros FT-IR, o padrão de fato da espectroscopia de alta precisão.”

Além dos espectrômetros baseados em smartphones, o NeoSpectra Micro também pode ser projetado em dispositivos vestíveis, onde a espectroscopia NIR pode medir de forma não invasiva a bioquímica do corpo, incluindo glicose e etanol/álcool. O tamanho e o custo do NeoSpectra Micro agora permitem a espectroscopia NIR para a próxima onda de detecção do corpo humano, ou até mesmo como sensores inteligentes em aplicações de Internet das Coisas (IoT).

Como funciona o NeoSpectra

Os produtos NeoSpectra são construídos com base em sensores espectrais de infravermelho por transformação de Fourier (FT-IR) de baixo custo, miniaturizados, baseados na tecnologia MEMS. Os sensores determinam o conteúdo espectral da luz de entrada e geram dados espectrais correspondentes à luz medida. Atualmente, os sensores NeoSpectra operam na faixa espectral NIR entre 1.100 nm e 2.500 nm, permitindo a análise e identificação da composição do material em uma ampla variedade de áreas de aplicação. A tecnologia NeoSpectra permite a operação no infravermelho médio (MIR) e os produtos da geração futura oferecerão detecção no MIR.

Disponibilidade e preços

Protótipos e kits de desenvolvimento para o NeoSpectra Micro estarão disponíveis no primeiro trimestre deste ano, com a produção começando no quarto trimestre. O preço é estimado em $100 em grandes volumes.

SWS na Photonics West

A SWS exibirá seus sensores NeoSpectra e demonstrará a capa para iPhone incorporando o NeoSpectra Micro na Photonics West em San Francisco, que será realizada na próxima semana, de 31 de janeiro a 2 de fevereiro. O estande da SWS é #5164, North Hall, no Moscone Center.

A SWS também apresentará uma demonstração do produto: Novo sensor espectral NIR do tamanho de um chip que permite aplicações para consumidores. Nesta demonstração, a SWS fornecerá mais detalhes sobre o NeoSpectra Micro e discutirá a análise feita com a capa do iPhone. A demonstração acontecerá na quinta-feira, 2 de fevereiro, às 12h, na Área de Demonstração 2, North Hall.

Sobre GreenTropism

A GreenTropism (www.greentropism.com) é uma empresa inovadora especializada em software embarcado na área de mercado de massa e espectroscopia industrial. A empresa traz aos profissionais do setor algoritmos de análise de dados fáceis de usar, preditivos e precisos que analisam instantaneamente a matéria orgânica, fornecendo resultados precisos para impulsionar qualquer aplicativo ou sistema de controle de comando.

Sobre o XPNDBLS

A XPNDBLS (pronuncia-se “expansíveis” (www.xpndbls.com) é uma nova empresa de tecnologia iniciante com sede em Lake Forest, CA. O XPNDBLS está focado no desenvolvimento de acessórios para smartphones voltados para uso profissional e industrial.

Sobre a Si-Ware Systems

A Si-Ware Systems (SWS) é uma fabulosa empresa independente de semicondutores que está promovendo a inovação em silício. A SWS tem dois negócios principais: ASIC Solutions e Optical MEMS Technology. A ASIC Solutions fornece desenvolvimento e fornecimento de ASIC personalizados, com especialização em design de sinal analógico/misto e RF. As áreas de especialização em ASICs incluem interfaces de sensores e MEMS, gerenciamento sem fio, de temporização e de energia. A Optical MEMS Technology desenvolveu o primeiro espectrômetro FT-IR de chip único do mundo sob a marca NeoSpectra™ (www.neospectra.com), usando sua plataforma exclusiva — Silicon Integrated Micro Optical Systems Technology (SimOst™), que permite a criação de vários componentes ópticos em silício. A SWS também incuba uma tecnologia de semicondutores nova e inovadora para trazer ao mercado, como um oscilador autocompensador (SCO™) totalmente em silício. Para obter mais informações, visite www.si-ware.com.

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