广发证券报告指出，多光谱滤光片技术正成为手机摄像头创新的重要方向。传统彩色图像传感器在各像素光电二极管上构建红、绿、蓝3种彩色滤光片（RGB），而多光谱图像传感器构建更多种类滤光片，可分别透过不同波长的光线，获取更丰富的光谱信息。索尼IMX454多光谱图像传感器在光电二极管上构建了8种滤光片，一次拍摄即可获取二维图像。与光科技整合超表面技术和彩色滤光片方案，提供低成本消费电子端光谱成像解决方案。本文从技术原理、方案对比和产业链三个维度分析多光谱滤光片技术的发展趋势。
从RGB到多光谱——8通道滤光片替代3通道
彩色图像传感器通常是在各像素光电二极管上构建红、绿、蓝3种彩色滤光片。在多光谱图像传感器中，在光电二极管上构建了更多种类的彩色滤光片，可分别透过不同波长的光线，获取比传统RGB更丰富的光谱信息。
索尼多光谱图像传感器IMX454在光电二极管上构建了8种滤光片，与其专门设计的索尼自研信号处理软件相结合。通常的多光谱相机内置棱镜和衍射光栅等分光元件，采用移动被摄体或相机的拍摄机制，拍摄场景有限。而使用IMX454可以和普通相机一样，一次拍摄即可获取二维图像，适用于多种场景。
从光谱分辨率来看，光谱可分为多光谱、高光谱、超光谱。多光谱分辨率在几十个nm左右，通道数只有几个（通常不超过10个）；高光谱分辨率在几个nm水平，通道数上百个；超光谱分辨率在1nm以下，通道数达1000-10000。手机领域目前以多光谱方案为主，索尼IMX454的8通道方案属于多光谱范畴。
技术方案——超表面+彩色滤光片双路线并行
围绕计算光谱成像，一系列片上光谱成像方案相继提出，主要分为超表面和彩色滤光片两大技术路线。
超表面方案通过设计不同结构的超表面单元，实现对空间各点入射光频谱的宽带调制。与光科技通过硅基超表面实现对入射光的频谱域调制，利用CMOS图像传感器完成频谱域到电域的投影测量，再采用压缩感知算法进行光谱重建，通过超表面大规模阵列集成实现实时光谱成像。
彩色滤光片方案在光电二极管上构建多种滤光片，分别透过不同波长的光线。与光科技整合产业链彩色滤光片方案，结合自研光谱重构算法和目标应用算法，提供低成本消费电子端光谱成像解决方案，一次拍照可同时获得图像和光谱信息。吉林求是采用多种材料基于成熟CMOS代工产业链制成彩色滤光片，替代RGB滤光片，输出成像信息和光谱信息。
产业格局——TOPPAN全球唯一量产代工，国产厂商加速追赶
在彩色滤光片领域，TOPPAN为图像传感器制造商提供高质量彩色滤光片阵列，通过材料设计和素材合成技术提供功能强大的独创材料，持续进行高分辨率、高像素密度的技术开发。凸版迪色丝电子传感器（上海）由日本凸版和中芯国际合资成立，为智能手机、数码相机、车载摄像头市场提供芯载彩色滤光片。TOPPAN是全球唯一实现多光谱彩色滤光片量产代工的厂商。
国产厂商方面，美迪凯2022年与凸版迪色丝签署CIS晶圆光路系统委托加工合同，在晶圆上进行彩膜（OCF）及微型镜头（ML）的光路系统加工服务。采钰原为台积电与外资伙伴合资公司，现为台积电子公司，主要从事影像感测器后段制程生产与服务，包括彩色滤光膜制造、晶圆级测试服务、晶圆级光学薄膜制造。
在材料和光谱调制层的制备工艺领域，目前已成为我国光谱成像芯片产业发展需要突破的关键节点。国产替代空间广阔。
多光谱滤光片技术核心数据对比
表：多光谱滤光片技术方案对比| 技术方案 | 代表厂商 | 核心原理 | 优势 | 应用进展 |
|---|
| 超表面方案 | 与光科技 | 硅基超表面频谱域调制 | 大规模阵列集成，实时光谱成像 | 复虹传感、斓彩成像 |
| 彩色滤光片方案 | 索尼 | 8通道多光谱滤光片 | 一次拍摄获取二维图像 | IMX454量产 |
| 彩色滤光片方案 | 与光科技 | 彩色滤光片+重构算法 | 低成本，适用于消费电子 | 斓彩系列 |
| 彩色滤光片方案 | 求是光谱 | 替代RGB滤光片 | 基于成熟CMOS代工 | 芯片、模组、相机产品 |
多光谱滤光片技术正从实验室走向商业化。索尼IMX454已实现量产，与光科技、求是光谱等国产厂商加速追赶。多光谱滤光片替代传统RGB方案，将大幅提升手机摄像头的光谱信息获取能力，为色彩还原、健康检测等应用奠定技术基础。建议关注TOPPAN、美迪凯、采钰等滤光片产业链标的。
