住友化学近日宣布，成功开发出一款超低折射率透明薄膜材料，实用化性能达到全球顶尖水准。这种材料的折射率低至 1.06，公司计划在 2026 年内对外提供样品。

传感器内部的四层透明功能薄膜

就像可换镜头表面会镀光学膜一样，传感器内部同样靠多层功能各异的透明薄膜协同工作，实现对光线的调控，主要分为四层。

微透镜（聚光）：位于像素最表层的微型透镜，负责以大角度折射并汇聚光线。目前主流产品多用高折射率有机树脂制作。

平坦化层（平整基底）：这是用来填充电路凹凸结构的缓冲层，能让上层的微透镜整齐排列、不变形。

抗反射膜（最大化透过率）：用来降低材料界面的光线反射。它通过纳米尺度交替堆叠不同折射率的无机材料，减少光损耗。

光约束层（防止串光）：这是把光线引导到像素底部通道的结构。倾斜的光线一旦漏进相邻像素，就会造成画面模糊、色彩混杂，也就是串扰噪声。低折射率材料就像一道屏障，把光线限制在像素内部。

传感器画质的提升，靠的正是聚光材料和光约束材料的精妙搭配。各类薄膜功能不同，折射率一般处在 1.3 至 2.0 区间。

折射率 1.06 代表什么

空气的折射率是 1.00，水是 1.33，玻璃、塑料这类固体材料大多在 1.4 到 1.6 之间。固体材料密度高，想做到折射率低于 1.4，过去几乎不可能。但住友化学这款新品做到了 1.06，折射率几乎接近空气。原理不难理解：薄膜内部绝大部分是空气空隙，固体材料只充当支撑骨架，结构类似海绵或金属网。

这项突破的核心，是能让纳米级微孔均匀分散的独家工艺。材料折射率可以在 1.06 至 1.36 区间连续调节，可见光全波段透光率可达 99.9%，能耐受 300 ° C 高温，还拥有出色的耐溶剂性能。这些特性，都得益于微孔均匀化控制技术。

更关键的是，这种材料是涂布液形态，可以直接用半导体产线成熟的旋涂设备，厂商不用新增设备投入，对控制生产成本很有利。

预期带来的性能提升

提升传感器灵敏度与量子效率。反射损耗和像素串扰同步降低，相同像素尺寸下可以捕获更多光线，暗光画质和动态范围都会更好。

进一步突破像素微型化的技术瓶颈。即便像素尺寸缩小，依然能高效集光，更容易同时实现高像素和高感光性能。

改善像素级色彩还原。相邻像素之间的串光减少，色彩溢出、混色的问题得到抑制。

降低入射角依赖性。镜头边缘斜射进来的光线，集光效率衰减会被削弱，画面边缘的暗角问题也能改善。

这种材料在 CMOS 传感器上的价值，主要体现在三个方面：集光效率，也就是灵敏度；像素级色彩分离与斜光处理；还有镜头设计自由度。

材料落地，并非立竿见影

需要注意的是，住友化学现阶段只计划在 2026 年内提供样品。新材料装进传感器后，不会自动带来性能提升。传感器厂商还要做大量优化设计，才能充分释放材料潜力。在完成优化设计、确定量产之前，产品还要通过严苛的环境可靠性测试和生产良率验证。

目前还无法确定，这款新材料会优先用在对成本敏感的智能手机、数码相机这类民用传感器上，还是率先用进工业或边缘 AI 场景的传感器。但不难预想，如果未来出现搭载住友化学这款超低折射率材料的民用相机 CMOS 传感器，暗光性能和边缘画质进一步提升，势必会引发行业广泛关注。

-