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CIS:传感器泛滥背后的力量

我们对技术的焦点往往是电子的主要驱动:CMOS逻辑和内存。虽然这些可能占了使用Lam研究工具制造的设备的大部分,但创建对人类有用的系统还需要许多其他专业技术。其中许多技术影响着我们与电子产品的互动。比如:

传感器——CMOS图像传感器(CIS)和微机电系统(MEMS)

用于发送和接收无线信号的射频电路

电力电子,由MOSFET、绝缘栅双极晶体管(IGBT)和使用双极CMOS - DMOS (BCD)技术制成

光学器件——显示器和光子器件

这些技术影响着商业、工业和汽车市场的广泛系统。最近的重大兴趣是物联网(IoT)设备和蜂窝技术(特别是5G),两者都广泛使用专业技术。到2023年,这些市场将占全球集成电路需求的30%。(IC Insights, McClean和OSD Reports, 2019)

聚光灯下的照相机

在传感器中,CIS传感器近来变得尤为重要。在消费市场中,越来越多的摄像头正在塞进智能手机里。它们已经作为手机营销的主要噱头。2017年,苹果在iPhone X的信息发布时间中,约有10%的时间在推广这款相机;两年后,它花了49%的时间来宣传iPhone 11的摄像头,而不是其他功能。

未来的汽车设计中,除了雷达和/或激光雷达以外,还将使用不同类型的多摄像头来帮助先进的ADAS和自动驾驶。这些摄像头将有效地环绕汽车,消除盲点,并为驾驶员和自动系统提供更好的态势感知。

CIS市场有望在未来几年实现显著增长,到2024年的单位复合年增长率(CAGR)为6.6%。CIS市场中增长最快的细分市场的增长率将明显高于此,消费者复合年增长率为24.6%,汽车复合年增长率为14.1%。

CIS种类包括:记录可见光的相机以及在红外(IR)或近红外(NIR)环境下工作的相机。可见光摄像机提供视频流,用于识别物体和周围的整体环境。在红外领域,在使用结构光进行面部识别方面变得越来越有用,它不需要用可见光照亮面部。

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打造最好的CIS芯片

早期的CIS芯片从其顶部或前部接收照明。这是让光子通过薄硅层进入传感设备的最明显的方法。但缺点是金属化和其他芯片特性会掩盖部分光线——只有穿过这些障碍物的光线才会被捕捉。

较新的CIS装置在背面发光,没有这样的障碍。当然,这意味着晶圆背面必须变薄,以捕获尽可能多的光子,而不让它们被较厚的晶圆散射和吸收。由于CIS晶片的背面是发光的,所以正面可以与其他晶片结合,而不会影响光的感知。所以通过将图像传感器、内存和其他逻辑功能组合在一个单独的封装中,才能实现新的集成。

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