图像传感器的演进与创新：让我们能到五彩斑斓的世界

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从1975年柯达发明了第一颗实用CCD图像传感器以来，图像传感器经过了几十年的发展，形成了一个非常大的产业，参与这一领域的国家和公司越来越多。

从地理分布上看，北美（美国加拿大）约有40家图像传感器公司，欧洲（包含以色列）约有54家公司，日韩台湾新加坡约有43家公司，中国大陆约有17家公司。CIS Foundry（代工厂）有19家公司。

科技公司竞争的背后也是各个国家科研机构的竞争，北美（美国加拿大）约有35个主要图像传感器相关研究组织，欧洲（包含以色列）约有39个，日韩台湾新加坡约有31个，中国大陆约有10个。其他国家有6个。

众多公司与科研机构在图像传感器领域展开激烈的竞争，技术的创新也越来越快。在伦敦图像传感器峰会上，著名网站《图像传感器世界》的站主Vladimir Koifman，同时也是Analog Value这家公司的CTO发表了一篇演讲，指出了6个图像传感器热点技术方向。

1.近红外响应增强

主要的目的是增加sensor的QE，以应对越来越多的sensing应用，比如结构光3D sensor（faceID，AR/VR)

CIS市场的主要厂家（Sony OV,Smartsens,TSMC)近红外增强主要采用金字塔+DTI技术。还有的厂家采用Ge-on-Si IR sensor(Artilux/TSMC)。SOI(silicon on insulator)sensor(Shizuoka Uni,ST).

由于硅材料对近红外光的吸收系数很低，所以需要更长的光程才能在硅半导体内形成吸收产生电子。Sony在2017年的Nature上第一次发表了其IPA（Inverted Pyramid Array）结构，普通sensor的表面是平的，这种sensor的表面呈倒金字塔形状。

图a是普通sensor，图b是IPA技术，图c是IPA+DTI（Deep Trench Isolation）技术

从SONY IMX332公开的数据可以看到，采用IPA与DTI技术后，sensor在850nm的感度提到了43%，从700-1200nm的感度提到了70%。后来Smartsense 和OmniVision 也采用了这一技术。

Shizuoka University 采用SOI deep depletion技术来提高红外光的感度。这一技术用在iTOF上效果很好。iPhone X上ST的IR image sensor使用了 SOI+ DTI技术。

2.stacked sensor 的像素级互连技术

与传统stack sensor上列共用ADC不同，像素级互连技术可以增加上千倍的ADC，使得每个像素都有单独的ADC，这样可以大大提高Global Shutter的readout速度。

Olympus在2013年第一次发布这一技术。

Sony和OV都在2018年发布了这一技术。不同的是Sony用这一技术改善Global Shutter的readout速度，OV用这一技术增加sensor的HDR性能。

3.Global Shutter像素的缩小

历史上，Global Shutter Pixel尺寸不容易做小，这一直是其使用的一个局限。不过近些年GlobalShutter Pixel尺寸缩小有增速的趋势。Rolling Shutter Pixel的尺寸缩小停顿了7-8年，现在又开始加速缩小。

工业领域sensor的工艺主要是65/55nm工艺，不过TSMC和三星开始向28nm发展。

4.sensor功能开始走向融合

从应用角度来看，相机已经成了beyond Camera，现在的相机是多传感器集群应用。

如iphone x的传感器刘海。

如果一颗sensor可以集成多种功能，那就可以更加节省成本与空间。比如RGB-IR sensor。

还有融合Lidar 与Camera功能的sensor

5.Polarization Sensor

极化传感器，公众号之前介绍过Sony的极化传感器。这种sensor在工业，机器视觉，军事，车载上都有非常有趣的应用。

6.高速图像传感器

比如用来拍体育运动的高速8K图像传感器，可以还原体育运动的慢动作。

1.readout速度达到3.5um per row。

2.以往的sensor readout是一行行readout，这种sensor可以多行一起readout

以上6点image sensor创新主要是集中在sensor pixel本身的设计，工艺的创新，在stack sensor逻辑层集成功能的创新也在飞速发展中。2020年5月Sony 发布imx500，这是世界上第一款集成了AI功能的图像传感器，Sony与微软合作利用这种智能sensor与云端应用技术进行融合，比如实现人脸与物体识别，只传输人脸与关注区域的图像到云端应用，这样可以大大减小传输带宽与数据量。

其他sensor 厂家也不甘落后，有新闻报导SK Hynix正在sensor上集成AI engine，开发超分辨率，色彩还原，面部识别和物体识别等应用。未来几年，图像传感器上集成的图像处理与AI功能会有更多的技术创新，让我们拭目以待。

关键字：图像传感器引用地址：图像传感器的演进与创新：让我们能到五彩斑斓的世界

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史海拾趣

FREESCALE (NXP)公司的发展小趣事

FREESCALE (NXP) 公司发展的五个故事

故事一：从摩托罗拉剥离到独立上市

FREESCALE的前身可以追溯到摩托罗拉的半导体部门。2002年，面对半导体业务的持续亏损，摩托罗拉集团决定剥离该部门。2004年，摩托罗拉半导体产品事业部正式更名为FREESCALE半导体公司，并在次年成功上市。这一剥离与上市过程标志着FREESCALE作为一个独立实体的诞生，为其后续的发展奠定了基础。独立后的FREESCALE迅速调整战略，专注于嵌入式电子解决方案，特别是在汽车电子、工业控制等领域取得了显著成就。

故事二：与恩智浦（NXP）的合并

2015年，FREESCALE与另一家半导体巨头恩智浦（NXP）达成合并协议，这是半导体行业内的一次重大整合。合并后的公司成为全球最大的汽车半导体供应商之一，并在多个关键技术领域占据领先地位。此次合并不仅增强了双方的市场竞争力，还促进了资源共享和技术创新，为未来的增长开辟了更广阔的空间。合并后的公司在全球范围内拥有更强大的研发和销售网络，能够更好地服务于全球客户。

故事三：从亏损到盈利的转型

在成为独立公司之前，FREESCALE的前身——摩托罗拉的半导体部门曾长期面临亏损困境。然而，在剥离并独立运营后，FREESCALE通过一系列战略调整和市场拓展措施，成功实现了从亏损到盈利的转型。公司注重技术创新和产品研发，不断推出符合市场需求的新产品，同时加强与客户和合作伙伴的合作，共同推动行业发展。这些努力使得FREESCALE在激烈的市场竞争中脱颖而出，成为半导体行业的佼佼者。

故事四：技术创新的引领者

FREESCALE一直致力于技术创新，不断推动半导体技术的进步。公司在嵌入式处理器、模拟芯片、射频芯片等多个领域拥有深厚的技术积累和丰富的产品线。例如，FREESCALE推出的基于Arm Cortex-M系列的微控制器在智能家居、智能穿戴等领域得到了广泛应用；其汽车半导体产品更是广泛应用于高级驾驶员辅助系统、车载网络等领域，为汽车行业的智能化转型提供了有力支持。FREESCALE的技术创新不仅提升了自身产品的竞争力，也为整个行业的发展注入了新的活力。

故事五：全球布局与本地化服务

为了更好地服务全球客户，FREESCALE（及合并后的NXP）在全球范围内进行了广泛的布局。公司在多个国家和地区设立了研发中心、生产基地和销售网络，能够快速响应客户需求并提供本地化服务。同时，FREESCALE还积极与全球各地的合作伙伴建立紧密关系，共同推动技术创新和市场拓展。这种全球布局与本地化服务的策略使得FREESCALE能够更好地融入当地市场，为客户提供更加贴心和高效的服务。

Amaze Electronics Pte Ltd公司的发展小趣事

在激烈的市场竞争中，品牌建设成为Amaze Electronics提升市场影响力的关键。公司注重品牌形象的塑造，通过举办各类活动、参与行业展会等方式，提高品牌知名度和美誉度。同时，公司还注重产品质量的把控，确保每一件产品都能体现公司的专业水准和品质追求。这些举措有效提升了Amaze Electronics在市场上的影响力，吸引了更多客户的关注和信赖。

常忆科技(CHINGIS)公司的发展小趣事

随着科技的飞速发展，常忆科技深知技术创新的重要性。因此，公司不断加大研发投入，引进和培养了一批高素质的研发人员。这些研发人员致力于开发新型的非挥发性内存技术，以满足市场对于更高性能、更低功耗和更小体积的需求。

经过多年的努力，常忆科技成功研发出了一系列具有自主知识产权的新型内存产品。这些产品不仅性能卓越，而且具有极高的可靠性，赢得了众多客户的青睐。技术创新和产品升级成为常忆科技在电子行业中脱颖而出的关键因素。

AVAGO公司的发展小趣事

尽管AVAGO公司在发展过程中取得了显著成就，但也面临着诸多挑战。随着全球半导体市场的竞争日益激烈，公司需要不断投入研发资金、加强人才培养、优化生产流程等方面来保持竞争优势。同时，公司还需要密切关注行业动态和市场需求变化，以便及时调整战略和产品线。在未来，AVAGO公司将继续致力于技术创新和市场拓展，为全球客户提供更优质的产品和服务。

以上五个故事仅是对AVAGO公司发展历程的简要描述，实际上公司在发展过程中还经历了许多其他重要事件和阶段。这些故事展示了AVAGO公司如何凭借技术实力、市场洞察力和战略眼光在电子行业中脱颖而出，并成为全球领先的半导体企业之一。

ELM Technology Corporation公司的发展小趣事

在电子行业竞争日益激烈的背景下，ELM Technology Corporation展现出了卓越的市场拓展能力。公司管理层准确把握市场趋势，及时调整产品策略，积极拓展国内外市场。通过与国际知名企业的合作，ELM成功打入国际市场，其产品在多个国家和地区得到了广泛应用。同时，公司还积极寻求与国内企业的合作机会，共同推动电子行业的发展。

Cooper Tools（Eaton）公司的发展小趣事

ELM Technology Corporation一直将产品质量视为企业的生命线。公司建立了严格的质量管理体系，从原材料采购到产品生产的每一个环节都进行严格把控。这种对品质的坚持不仅赢得了客户的信任，还为ELM赢得了良好的口碑。在激烈的市场竞争中，ELM凭借卓越的产品品质赢得了市场份额。

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