CMOS图像传感器从产业模式看,主要分为IDM和Fabless两种模式:IDM(整合元件制造商)模式是指企业业务涵盖了芯片设计、芯片制造、芯片封测整个流程。主要厂商有三星、安森美半导体、SK海力士、意法半导体等。Fabless(无晶圆厂)模式是指企业没有生产加工能力,单单进行产品的设计工作,之后将设计版图交给晶圆代工厂进行加工,再将代工厂商加工好的芯片交给封装和测试厂商进行封装和测试。北京豪威、格科微等即属于此类模式,原材料采购以晶圆为主。1970年CCD图像传感器依靠其高量子效率、高灵敏度、低暗电流、高一致性等性能,成为图像传感器市场的主导。广东CMOSIS图像传感器芯片
相对于早期的CMOS来说,CCD的优势更明显,但是随着技术改进,现在新型的CMOS比CCD的优势更突出,比如以下几点:①图像处理灵活:相对于CCD来说,它的成本更低、适合大规模生产,处理图像的速度更快,有利于高分辨率和高帧率处理。②功耗低:CCD需要较高的电压驱动信号电荷移动,而CMOS光电传输需一个电源,所以也降低了机器散热结构的要求。③系统集成度高,体积小,有利于产品微型化。④低照度效果好:此前CMOS的低照度与噪点控制的劣势,在技术发展后,取得了极大的提升,效果超过了CCD。⑤宽动态效果好:对于明暗对比强烈的监控环境,现在的CMOS图像处理效果更佳等等优势。深圳索尼背照式图像传感器模组图像传感器一个直观的性能指标就是对图像的复现的能力。
CMOS图像传感器的广泛应用:在2001年11月,Photobit被美光科技公司收购并获得许可回归加州理工学院。与此同时,到2001年,已有数十家竞争对手崭露头角,例如Toshiba,STMicro,Omnivision,CMOS图像传感器业务部分归功于早期的努力促进技术成果转化。后来,索尼和三星分别成为了现在全球市场排名前列,第二。后来,Micron剥离了Aptina,Aptina被ONSemi收购,目前排名第4。CMOS传感器逐渐成为摄影领域主流,并广泛应用于多种场合。。
CMOS图像传感器(CIS)是模拟电路和数字电路的集成。主要由四个组件构成:微透镜、彩色滤光片(CF)、光电二极管(PD)、像素设计。1.微透镜:具有球形表面和网状透镜;光通过微透镜时,CIS的非活性部分负责将光收集起来并将其聚焦到彩色滤光片。2.彩色滤光片(CF):拆分反射光中的红、绿、蓝(RGB)成分,并通过感光元件形成拜尔阵列滤镜。3.光电二极管(PD):作为光电转换器件,捕捉光并转换成电流;一般采用PIN二极管或PN结器件制成。4.像素设计:通过CIS上装配的有源像素传感器(APS)实现。APS常由3至6个晶体管构成,可从大型电容阵列中获得或缓冲像素,并在像素内部将光电流转换成电压,具有较完美的灵敏度水平和的噪声指标。图像传感器在医疗影像市场具有多元应用场景:X-ray、内窥镜、分子成像、光学相干断层扫描以及超声成像。
新功能正推动CMOS图像传感器产业变革,未来五年复合年增长率为10.4%,2021年市场规模将达到188亿美元。行业调研机构Yole认为CMOS图像传感器产业将保持高速增长趋势。智能手机中的摄像头数量增长将消除智能手机出货量增长缓慢带来的影响。双摄像头和3D摄像头将对CMOS图像传感器的出货量产生重要影响。2016年的消费类市场正从数码摄影的衰落中恢复起来。虽然,运动相机似乎已经达到市场上限,但是新的应用,如无人机、机器人、虚拟现实(VR)和增强现实(AR)等,正促使CMOS图像传感器市场焕发新的生机。IMX226CQJ采用约12.40M有效像素,支持12M(4:3比例)和4K(约17:9比例)。深圳索尼背照式图像传感器芯片
芯片相机的崛起为多个领域(车载、航天、医疗、工业制造、安防)等领域的技术创新提供了新机遇。广东CMOSIS图像传感器芯片
促进产业链上下游企业深度合作,推进产业链协同共赢。目前,索尼和三星是CIS领域肯定的技术引导。索尼开发了背照式(BSI)CIS技术和堆栈式(Stack)CIS技术,并率先生产出基于Cu-Cu连接技术的CIS。三星引入像素隔离(ISOCELL)技术来优化图像传感器的像素结构,可以发现它们的运作模式均属于IDM模式。考虑到国内CIS厂商体量偏小,建议国内厂商设计团队与晶圆厂之间加强沟通协调,促进深度合作,可通过建立虚拟IDM的方式,加强产业链协作水平、推进产业链协同共赢。广东CMOSIS图像传感器芯片
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