圖像傳感器廠商已經(jīng)找到了解決某些挑戰(zhàn)的方法。如：（1）采用新工藝：高K薄膜和其它制造技術(shù)。（2）芯片堆疊和互連技術(shù)，將兩顆不同功能的芯片堆疊起來(lái)并不是什么新鮮事。但是新的互連方案，例如像素與像素互連（pixel-to-pixel）工藝還處于開(kāi)發(fā)階段。

據(jù)麥姆斯咨詢(xún)報(bào)道，繼2019年CMOS圖像傳感器市場(chǎng)持續(xù)火爆之后，一些不可預(yù)見(jiàn)的全新挑戰(zhàn)正在悄然來(lái)臨。CMOS圖像傳感器是智能手機(jī)和其它產(chǎn)品拍照功能的核心傳感器，但現(xiàn)在正面臨著像素間距縮小相關(guān)的工藝難題。與所有芯片產(chǎn)業(yè)一樣，在新冠病毒疫情爆發(fā)期間，CMOS圖像傳感器的增長(zhǎng)步伐也將有所放緩。

CMOS圖像傳感器制造的工藝問(wèn)題

CMOS圖像傳感器采用8英寸和12英寸晶圓代工廠的成熟工藝制程，用于手機(jī)、汽車(chē)、消費(fèi)電子產(chǎn)品、工業(yè)和醫(yī)療系統(tǒng)、安防攝像頭。配置雙攝像頭和多攝像頭的智能手機(jī)已是司空見(jiàn)慣，每個(gè)攝像頭均需要集成一顆CMOS圖像傳感器將光轉(zhuǎn)換為電信號(hào)以創(chuàng)建圖像。

CMOS圖像傳感器外觀示意圖

智能手機(jī)搭載的CMOS圖像傳感器數(shù)量還將增加，為攝像頭賦予高分辨率和豐富的功能。例如，三星最新款5G智能手機(jī)搭載了五個(gè)攝像頭，其中一個(gè)是基于1.08億像素（108MP）CMOS圖像傳感器的后置廣角攝像頭。這相當(dāng)于要在如此小尺寸的芯片上集成超過(guò)1億的像素。根據(jù)TechInsights介紹，其用于自拍的前置攝像頭集成了一顆4800萬(wàn)像素的CMOS圖像傳感器，像素間距為0.7μm，號(hào)稱(chēng)全球像素間距最小的CMOS圖像傳感器。

CMOS圖像傳感器上集成了許多微小的光敏像素。像素間距指從一個(gè)像素中心到另一個(gè)像素中心的距離，以微米（μm）為單位。并非所有手機(jī)都需要配備最先進(jìn)的CMOS圖像傳感器，也并非所有消費(fèi)者都樂(lè)于用手機(jī)拍照。但不可否認(rèn)，消費(fèi)者對(duì)更多成像功能的追求不會(huì)停止。

UMC（聯(lián)華電子）營(yíng)銷(xiāo)技術(shù)總監(jiān)David Hideo Uriu表示，“從3G到4G，再到現(xiàn)在的5G，要求更高的帶寬數(shù)據(jù)性能，也帶動(dòng)了對(duì)高質(zhì)量攝像頭需求的增長(zhǎng)。除此以外，對(duì)更高像素和更佳分辨率的追求，都推動(dòng)了CMOS圖像傳感器的市場(chǎng)熱潮。智能手機(jī)在紅外和近紅外光譜的生物識(shí)別、3D傳感、增強(qiáng)人類(lèi)視覺(jué)等應(yīng)用也逐漸得到關(guān)注?！?/p>

CMOS圖像傳感器廠商仍面臨一些挑戰(zhàn)。多年來(lái)，他們一直在為減小像素間距而努力。這樣，圖像傳感器的像素越多，分辨率也越高。但是，隨著像素間距尺寸與光的波長(zhǎng)越來(lái)越接近，像素縮小變得越來(lái)越困難。豪威科技（OmniVision）工藝工程副總裁Lindsay Grant表示：“現(xiàn)在研發(fā)團(tuán)隊(duì)必須找到新方法來(lái)避免靈敏度降低和傳感器的串?dāng)_增加?！?/p>

另一種趨勢(shì)是CMOS圖像傳感器的像素大小保持不變，改進(jìn)方向從減少像素尺寸轉(zhuǎn)向提高圖像質(zhì)量。這個(gè)趨勢(shì)與用戶(hù)對(duì)更大手機(jī)屏幕、更佳拍照性能的需求一致，CMOS圖像傳感器的芯片尺寸則隨之增加。

盡管如此，圖像傳感器廠商已經(jīng)找到了解決某些挑戰(zhàn)的方法。如：（1）采用新工藝：高K薄膜和其它制造技術(shù)。（2）芯片堆疊和互連技術(shù)，將兩顆不同功能的芯片堆疊起來(lái)并不是什么新鮮事。但是新的互連方案，例如像素與像素互連（pixel-to-pixel）工藝還處于開(kāi)發(fā)階段。

圖像傳感器市場(chǎng)動(dòng)態(tài)

圖像傳感器主要分為兩種：CMOS圖像傳感器（CIS）和電荷耦合器件（CCD）。CCD是電流驅(qū)動(dòng)器件，主要用于數(shù)碼相機(jī)和各種高端應(yīng)用。CMOS圖像傳感器則有所不同。據(jù)東電電子（TEL）官網(wǎng)信息：“CMOS圖像傳感器的每個(gè)像素都有一個(gè)光電二極管和一個(gè)CMOS晶體管開(kāi)關(guān)，實(shí)現(xiàn)每個(gè)像素信號(hào)的放大。”

針對(duì)各種應(yīng)用，CMOS圖像傳感器的格式、幀率、像素尺寸和分辨率也各有不同。圖像傳感器分為全局快門(mén)（Global Shutter）和卷簾快門(mén)（Rolling Shutter）。例如，豪威科技最近推出的0.8μm 6400萬(wàn)像素圖像傳感器，實(shí)現(xiàn)1/1.7英寸格式。該傳感器可提供靜態(tài)圖像捕獲和4K視頻性能，配備2x2微透鏡相位檢測(cè)自動(dòng)（PHAF）對(duì)焦功能，可提高自動(dòng)對(duì)焦精度，以每秒15幀（15fps）輸出6400萬(wàn)像素畫(huà)面。

CMOS圖像傳感器廠商可分為兩個(gè)陣營(yíng)：無(wú)晶圓廠（fabless）和IDM。IDM擁有自己的晶圓廠，而fabless公司則委托晶圓代工廠制造。無(wú)論哪種方式，在晶圓上完成圖像傳感器芯片后，都需要將其切割并進(jìn)行封裝。

根據(jù)Yole稱(chēng)，約有65%的圖像傳感器采用12英寸晶圓。“對(duì)安防、醫(yī)療和汽車(chē)等眾多應(yīng)用來(lái)講，8英寸晶圓的CMOS圖像傳感器工藝制程仍然重要?！盠am Research（泛林半導(dǎo)體）戰(zhàn)略營(yíng)銷(xiāo)部的總經(jīng)理David Haynes說(shuō)。

索尼（Sony）是CMOS圖像傳感器廠商的霸主，其次是三星（Samsung）和豪威科技。根據(jù)IC Insights透露，其它重要廠商包括夏普（Sharp）、安森美（ON Semi）、意法半導(dǎo)體（STMicroelectronics）、格科微（GalaxyCore）、海力士（SK Hynix）、松下（Panasonic）和佳能（Canon）。

根據(jù)IC Insights的數(shù)據(jù)，2019年CMOS圖像傳感器市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到184億美元，相比2018年增長(zhǎng)30%?！拔覀冾A(yù)測(cè)2020年CMOS圖像傳感器市場(chǎng)規(guī)模將出現(xiàn)負(fù)增長(zhǎng)（下降3%），最終的市場(chǎng)規(guī)模約178億美元。受新冠疫情影響，手機(jī)和其它系統(tǒng)對(duì)CMOS圖像傳感器的需求下降，市場(chǎng)規(guī)模持續(xù)增長(zhǎng)的曲線(xiàn)將出現(xiàn)拐點(diǎn)?！盜C Insights的分析師Rob Lineback這樣預(yù)測(cè)。

智能手機(jī)是CMOS圖像傳感器的主要市場(chǎng)。2018年平均每部手機(jī)有2.5個(gè)攝像頭。“2019年，平均每部智能手機(jī)的攝像頭數(shù)量已增加到2.8個(gè)。我們看到，到2020年，每部智能手機(jī)將配備三個(gè)攝像頭?！盰ole分析師Guillaume Girardin說(shuō)。

不同智能手機(jī)廠商對(duì)攝像頭配置策略也不同。例如，蘋(píng)果iPhone 11 Pro后置三攝配置為：1200萬(wàn)像素廣角 + 1200萬(wàn)像素長(zhǎng)焦 + 1200像素超廣角。三星的5G手機(jī)配置了五個(gè)攝像頭，包括四個(gè)后置攝像頭和一個(gè)前置攝像頭，其中一個(gè)為T(mén)oF攝像頭，用于手勢(shì)識(shí)別和3D物體識(shí)別。

攝像頭的高分辨率不一定等同于能拍出更好的照片?！斑@是像素尺寸和分辨率之間的博弈，”Girardin說(shuō)，“像素減小意味著有更多像素。當(dāng)分辨率超過(guò)4000萬(wàn)像素和5000萬(wàn)像素時(shí)，捕獲細(xì)節(jié)的能力可能會(huì)超過(guò)肉眼。對(duì)于CMOS圖像傳感器來(lái)講，擁有更高的量子效率（QE）和信噪比的像素才是決定圖像質(zhì)量?jī)?yōu)劣最重要的要素?！?/p>

未來(lái)，雖然智能手機(jī)無(wú)法取代專(zhuān)業(yè)攝影師的數(shù)碼單反相機(jī)。但顯然，智能手機(jī)提供了比以往更多的功能。維易科（Veeco）產(chǎn)品營(yíng)銷(xiāo)高級(jí)經(jīng)理Ronald Arif表示：“5G能帶來(lái)更多帶寬和潛在的應(yīng)用，例如體育賽事的8K流媒體現(xiàn)場(chǎng)直播，實(shí)時(shí)AR（增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)）、VR（虛擬現(xiàn)實(shí)）、MR（混合現(xiàn)實(shí)）游戲，這對(duì)手機(jī)用戶(hù)的吸引力是無(wú)窮的。最新5G手機(jī)中的攝像頭更加先進(jìn)，整合了VCSEL的3D傳感功能，可用于自動(dòng)對(duì)焦或任何場(chǎng)所（如客廳）的3D投影映射（3D mapping）?？梢韵胂?，深度映射功能、5G與先進(jìn)攝像頭的組合會(huì)帶來(lái)豐富的新應(yīng)用（app），例如游戲、實(shí)時(shí)流媒體、遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)和視頻會(huì)議?！?/p>

近紅外（NIR）圖像傳感器是CMOS圖像傳感器廠商正在交付的創(chuàng)新產(chǎn)品。近紅外圖像傳感器可以探測(cè)到物體可見(jiàn)光譜之外的波長(zhǎng)，專(zhuān)為在昏暗或黑暗環(huán)境中工作的應(yīng)用而設(shè)計(jì)。豪威科技最新推出的近紅外技術(shù)Nyxel 2，使不可見(jiàn)的940nm近紅外光譜內(nèi)量子效率提高25%，而在幾乎不可見(jiàn)的850nm近紅外波長(zhǎng)處的量子效率提高17%。

索尼和Prophesee共同開(kāi)發(fā)了基于事件的視覺(jué)傳感器。這類(lèi)傳感器主要面向機(jī)器視覺(jué)應(yīng)用，可在各種環(huán)境中探測(cè)到快速移動(dòng)的物體。

像素尺寸縮小競(jìng)賽

幾年前，CMOS圖像傳感器廠商之間所謂的像素縮小競(jìng)賽就已拉開(kāi)帷幕。這里專(zhuān)指“像素間距”，即傳感器中像素之間的距離。目標(biāo)是（并且仍然是）在給定時(shí)間內(nèi)減小每一代產(chǎn)品的像素間距。較高的像素密度等于更高的分辨率，但并非所有傳感器都需要較小的間距。

幾年前，CMOS圖像傳感器的像素間距為7μm。CMOS圖像傳感器廠商一直在致力于減小像素間距，但問(wèn)題層出不窮。

CMOS圖像傳感器的結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜。頂層為微透鏡陣列，下一層是綠色、紅色和藍(lán)色陣列的彩色濾光片，接著是由捕獲光線(xiàn)的光電二極管和其它電路組成的有源像素陣列。

CMOS圖像傳感器結(jié)構(gòu)示意圖

有源像素陣列由許多微小的單個(gè)感光像素組成。每個(gè)像素由光電二極管、晶體管和其它元件構(gòu)成，像素大小以微米（μm）為單位。

像素尺寸越大的圖像傳感器，收集的光越多，信號(hào)越強(qiáng)。但圖像傳感器尺寸較大，會(huì)占用更多的電路板空間。像素尺寸較小的圖像傳感器，收集的光較少，但可以將更多的圖像傳感器封裝在一起，從而提高分辨率。

在晶圓代工廠中，圖像傳感器的制造流程有幾種。其中一種簡(jiǎn)單制造流程中，像素陣列已完成。制備流程從對(duì)襯底的正面處理開(kāi)始。晶圓與載片（carrier）或操作晶圓（handle wafer）鍵合在一起。對(duì)頂層進(jìn)行注入工藝，再進(jìn)行退火。在頂部涂上抗反射涂層，再完成彩色濾光片和微透鏡陣列。在另一種簡(jiǎn)單制造流程中，對(duì)硅襯底表面進(jìn)行注入。在頂部形成擴(kuò)散阱和金屬堆疊層。將晶圓翻轉(zhuǎn)，在背面刻蝕出溝槽，在溝槽的側(cè)壁進(jìn)行隔離氧化層（liner）沉積并填充介電材料。最后在頂部完成濾光片和微透鏡陣列。

直到2009年，主流CMOS圖像傳感器均采用前照式（FSI）像素陣列結(jié)構(gòu)。工作時(shí)，光線(xiàn)會(huì)照射到傳感器正面。微透鏡收集光并將其傳輸?shù)讲噬珵V光鏡。光穿過(guò)互連的堆疊并被二極管捕獲。電荷在每個(gè)像素處被轉(zhuǎn)換為電壓，所有像素的信號(hào)被收集。

多年以來(lái)，在CMOS圖像傳感器廠商的努力下，經(jīng)歷了多次迭代，像素間距不斷減小。據(jù)TechInsights稱(chēng)，2006年像素間距為2.2μm，2007年就減小到1.7μm。

像素間距為1.4μm的FSI結(jié)構(gòu)出現(xiàn)，再次打破了產(chǎn)業(yè)壁壘。約從2009年開(kāi)始，CMOS圖像傳感器廠商開(kāi)始采用一種新的結(jié)構(gòu)：背照式（BSI）。BSI結(jié)構(gòu)將圖像傳感器的光線(xiàn)入射方向從晶圓正面“反轉(zhuǎn)”至背面。當(dāng)光線(xiàn)從硅襯底的背面進(jìn)入，光子經(jīng)過(guò)光電二極管的路徑更短，從而提高了量子效率。

前照式（FSI）CMOS圖像傳感器和背照式（BSI）CMOS圖像傳感器結(jié)構(gòu)示意圖

BSI結(jié)構(gòu)可以進(jìn)一步縮小像素尺寸。Lam的Haynes解釋?zhuān)骸跋袼爻叽缭?.2μm至1.4μm的范圍內(nèi)，BSI技術(shù)可實(shí)現(xiàn)最佳像素尺寸，而堆疊式BSI可使這個(gè)像素尺寸范圍內(nèi)的COMS圖像傳感器的占位面積保持在30平方毫米以下。亞微米尺寸的像素，可以實(shí)現(xiàn)四分之一像素格式，獲得超過(guò)4800萬(wàn)像素的分辨率。”

除了BSI技術(shù)，廠商還在對(duì)其它技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)。圖像傳感器內(nèi)的光電二極管（捕獲光的關(guān)鍵元件）也在縮小，但會(huì)降低效率。而且二極管靠得更近，會(huì)產(chǎn)生串?dāng)_。

在2010年左右，當(dāng)像素間距達(dá)到1.4μm時(shí)，CMOS圖像傳感器廠商在制造工藝的創(chuàng)新方向又一次發(fā)生了改變：深溝槽隔離（DTI）。DTI工藝的目標(biāo)是使光電二極管“長(zhǎng)得更高”，從而增加單位面積的容量。為了實(shí)現(xiàn)DTI工藝，廠商依然采用BSI結(jié)構(gòu)，并通過(guò)各種工藝增加光電二極管的“高度”，同時(shí)要求增加二極管周?chē)墓璧暮穸取?/p>

不過(guò)，像素尺寸的縮小速度已經(jīng)放緩。曾經(jīng)有一段時(shí)間，CMOS圖像傳感器廠商踩著每年縮小像素尺寸的節(jié)奏前行。但是，據(jù)TechInsights稱(chēng)，從1.4μm（2008年）演進(jìn)到1.12μm（2011年），花了三年的時(shí)間，達(dá)到1μm（2015年）耗費(fèi)了四年，此后過(guò)了三年才達(dá)到0.9μm（2018年）。

TechInsights分析師Ray Fontaine在近期的博客中談到：“總體來(lái)說(shuō)，我們認(rèn)為DTI和相關(guān)鈍化方案的開(kāi)發(fā)，是導(dǎo)致1.12μm縮小到0.9μm進(jìn)程緩慢的主要原因?！?/p>

最近，廠商已解決了這些問(wèn)題。像素縮小競(jìng)賽的緊張氣勢(shì)再次燃起。2018年，三星突破了1μm的技術(shù)壁壘，達(dá)到0.9μm；索尼在2019年達(dá)到0.8μm，在2020年又突破了0.7μm。

對(duì)于亞微米級(jí)像素，CMOS圖像傳感器行業(yè)需要更多的創(chuàng)新。Fontaine在最近的演講中講到“隨著像素的縮小，需要更厚的有源（硅）來(lái)保證光電二極管尺寸。厚（硅）是DTI和相關(guān)高K鈍化層的關(guān)鍵技術(shù)?！?/p>

用高K薄膜制造的圖像傳感器與上述傳統(tǒng)流程基本一致。不同之處在于，高K薄膜是沉積在DTI溝槽的隔離氧化層上面。

對(duì)于高K工藝和其它工藝，廠商在晶圓代工廠中采用兩種不同的方法：前DTI（F-DTI）和后DTI（B-DTI）。豪威科技的Grant解釋?zhuān)骸癋-DTI使用多晶硅填充間隙，多晶硅的電壓偏置可以改善表面釘扎效應(yīng)。F-DTI還可以進(jìn)行更多的熱處理以減少蝕刻損傷。B-DTI采用帶負(fù)電荷的高K薄膜來(lái)積累電荷，在表面出現(xiàn)費(fèi)米能級(jí)釘扎效應(yīng)，從而抑制暗電流漏電。高K薄膜沉積采用原子層沉積（ALD）工藝完成。B-DTI通常使用氧化物填充間隙，也嘗試了金屬填充甚至空氣間隙，并已用于批量生產(chǎn)?！?/p>

像素縮小競(jìng)賽會(huì)繼續(xù)進(jìn)行嗎？Grant認(rèn)為：“像素尺寸很有可能小于0.7μm。隨著像素縮小到0.7μm，需要優(yōu)化的方面還很多。比如在B-DTI工藝中，對(duì)二極管的高能注入，彩色濾光鏡和微透鏡的光學(xué)結(jié)構(gòu)縮小等關(guān)鍵項(xiàng)目仍將是發(fā)展重點(diǎn)。像素內(nèi)晶體管和互連的基本設(shè)計(jì)規(guī)則需要更新?！?/p>

另一個(gè)問(wèn)題是移動(dòng)設(shè)備中圖像傳感器的像素間距正在接近光的波長(zhǎng)。Grant說(shuō)：“有些人可能認(rèn)為這是像素尺寸的極限。例如，研發(fā)0.6μm的像素間距。它小于0.65μm（650nm）的紅光波長(zhǎng)。因此可能會(huì)出現(xiàn)一個(gè)問(wèn)題：‘為什么要縮小到亞波長(zhǎng)？用戶(hù)會(huì)受益嗎？將像素縮小到亞波長(zhǎng)意味著在像素級(jí)別空間分辨率信息更有價(jià)值?！?/p>

Grant指出，1.0μm像素的光學(xué)結(jié)構(gòu)使用了許多亞波長(zhǎng)特征?！袄纾糜谝种拼?dāng)_的窄金屬網(wǎng)格和用于量子效率改善的窄介電側(cè)壁正在通過(guò)光的引導(dǎo)而進(jìn)行改進(jìn)。這種納米光學(xué)工程已在現(xiàn)有像素技術(shù)領(lǐng)域應(yīng)用多年，所以縮小到亞波長(zhǎng)并非革命。持續(xù)縮小的局限，可能來(lái)自用戶(hù)利益而不是技術(shù)。正是出于不斷發(fā)現(xiàn)像素縮小為最終用戶(hù)帶來(lái)價(jià)值的目的，才推動(dòng)著這一趨勢(shì)。只有這樣，CMOS圖像傳感器技術(shù)的開(kāi)發(fā)才會(huì)繼續(xù)支持這一方向。”

堆疊和互連技術(shù)

除了像素尺寸縮小以外，CMOS圖像傳感器還正在進(jìn)行其它創(chuàng)新，例如芯片堆疊。廠商還使用不同的互連技術(shù)，例如硅通孔（TSV）、混合鍵合以及像素與像素互連（pixel-to-pixel）。

多年來(lái)，圖像傳感器都將像素陣列和邏輯電路集成于同一顆芯片。2012年，索尼推出了兩層堆疊式圖像傳感器。芯片堆疊使廠商可以將傳感功能和處理功能拆分到不同的芯片。這允許傳感器具有更多功能，同時(shí)還可以減小管芯尺寸。

為此，索尼開(kāi)發(fā)了90nm工藝的像素陣列芯片。該芯片堆疊在一顆65nm圖像信號(hào)處理器（ISP）芯片上，該芯片提供處理功能。然后將兩顆芯片互連。

最終，其它廠商轉(zhuǎn)向了類(lèi)似的芯片堆疊方案。通常，頂部像素陣列芯片采用成熟節(jié)點(diǎn)工藝。底部ISP芯片的工藝節(jié)點(diǎn)涉及65nm、40nm和28nm。14nm FinFET（鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管）技術(shù)正在研發(fā)中。

在2018年，三星和索尼同時(shí)開(kāi)發(fā)了三層堆疊式圖像傳感器。例如，在索尼的CMOS圖像傳感器產(chǎn)品系列的一種版本中，DRAM（動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器）單元位于圖像傳感器和邏輯電路層之間。嵌入式DRAM可實(shí)現(xiàn)更快的數(shù)據(jù)讀取。

除了芯片堆疊之外，廠商還開(kāi)發(fā)了不同的互連方案，該方案將一顆芯片與另一顆芯片互連。最初，豪威科技、三星和索尼使用硅通孔（TSV）技術(shù)。2016年，索尼轉(zhuǎn)向了一種稱(chēng)為“銅混合鍵合”的互連技術(shù)。三星仍處于TSV陣營(yíng)中，而豪威科技則同時(shí)采用TSV和混合鍵合兩種工藝。

在混合鍵合中，使用銅-銅互連連接管芯。在晶圓廠中對(duì)兩片晶圓進(jìn)行處理，一片是邏輯電路，另一片是像素陣列。使用電介質(zhì)-電介質(zhì)鍵合（dielectric-to-dielectric bond）將兩片晶圓鍵合在一起，然后完成金屬與金屬的互連。

TSV和混合鍵合均可實(shí)現(xiàn)精細(xì)的像素間距。Lam的Haynes說(shuō)：“在CMOS圖像傳感器像素和邏輯電路兩片晶圓堆疊的BSI結(jié)構(gòu)，TSV和混合鍵合可能會(huì)繼續(xù)共存。但是隨著多層堆疊BSI圖像傳感器的發(fā)展，TSV集成將變得越來(lái)越重要?！?/p>

談起其它技術(shù)趨勢(shì)。KLA（科天）營(yíng)銷(xiāo)高級(jí)總監(jiān)Steve Hiebert說(shuō)：“將來(lái)，我們有望看到與CMOS圖像傳感器芯片堆疊相關(guān)的兩種趨勢(shì)。首先是進(jìn)一步縮小像素間距，以實(shí)現(xiàn)更高的芯片互連密度。另一種是三個(gè)或更多器件的堆疊?！?/p>

pixel-to-pixel互連將是未來(lái)的“重磅炸彈”。Xperi正在開(kāi)發(fā)一種稱(chēng)為“3D混合BSI”的技術(shù)，用于像素級(jí)集成。索尼和豪威科技已經(jīng)展示了這項(xiàng)技術(shù)。

Xperi產(chǎn)品營(yíng)銷(xiāo)高級(jí)總監(jiān)Abul Nuruzzaman說(shuō)：“3D混合BSI可以實(shí)現(xiàn)更多的互連。實(shí)現(xiàn)每個(gè)像素與關(guān)聯(lián)的模數(shù)轉(zhuǎn)換的像素級(jí)互連。這允許對(duì)所有像素進(jìn)行并行的模數(shù)轉(zhuǎn)換。該連接提供了堆疊像素層和邏輯電路層之間的高密度電氣互連，從而實(shí)現(xiàn)了與有效百萬(wàn)像素?cái)?shù)量一樣多的模數(shù)轉(zhuǎn)換器?；旌湘I合還可以將堆疊式內(nèi)存中的專(zhuān)有內(nèi)存與對(duì)應(yīng)像素的互連。”

這種架構(gòu)支持大規(guī)模并行信號(hào)傳輸，從而可以高速讀取和寫(xiě)入圖像傳感器的所有像素?cái)?shù)據(jù)。Nuruzzaman表示：“這可以為對(duì)時(shí)間要求非常嚴(yán)苛的各種應(yīng)用（例如自動(dòng)駕駛汽車(chē)、醫(yī)學(xué)成像和高端攝影）提供實(shí)時(shí)比例縮放像素的全局快門(mén)和高分辨率成像?！?/p>

結(jié)論

顯然，CMOS圖像傳感器市場(chǎng)是動(dòng)態(tài)變化的。在新冠疫情爆發(fā)期間，對(duì)于CMOS圖像傳感器廠商而言，2020年將是艱難的一年。

盡管如此，市場(chǎng)上還會(huì)涌現(xiàn)創(chuàng)新浪潮。IC Insights的Lineback表示：“嵌入式CMOS圖像傳感器和攝像頭在安防、安全、基于視覺(jué)的用戶(hù)界面和識(shí)別、物聯(lián)網(wǎng)、自動(dòng)駕駛汽車(chē)和無(wú)人機(jī)等更多系統(tǒng)中的應(yīng)用前景依然可期。”
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