隨著信息時(shí)代的到來,人們從一定意義上講,也就進(jìn)入了傳感器時(shí)代。而作為傳感器其中類型之一的圖像傳感器可以說是當(dāng)今應(yīng)用非常普遍且重要性較高的。其主要采用感光單元陣列和輔助控制電路獲取對(duì)象景物的亮度和色彩信號(hào),并通過復(fù)雜的信號(hào)處理和圖像處理技術(shù)輸出數(shù)字化的圖像信息。其中,后起之秀CMOS近些年優(yōu)勢(shì)越來越突出,已經(jīng)占據(jù)了大部分圖像傳感器市場(chǎng)。
今天,小編就帶大家來了解下“CMOS 傳感器”。
CMOS全稱為Complementary Metal-Oxide Semiconductor,中文翻譯為互補(bǔ)性氧化金屬半導(dǎo)體。CMOS的制造技術(shù)和一般計(jì)算機(jī)芯片沒什么差別,主要是利用硅和鍺這兩種元素所做成的半導(dǎo)體,使其在CMOS上共存著帶N(帶–電)和P(帶+電)級(jí)的半導(dǎo)體,這兩個(gè)互補(bǔ)效應(yīng)所產(chǎn)生的電流即可被處理芯片紀(jì)錄和解讀成影像。CMOS 傳感器下游行業(yè)的應(yīng)用在安防監(jiān)控、汽車車載等領(lǐng)域尚存較大的提升空間,為 CMOS 傳感器的應(yīng)用提供較為廣闊的市場(chǎng)發(fā)展前景。
另外,小編了解到,CMOS 傳感器是利用 CMOS 工藝進(jìn)行加工制造的固態(tài)圖像傳感器,可實(shí)現(xiàn)視覺信息的讀取轉(zhuǎn)換及視覺功能的擴(kuò)展,并提供直觀、真實(shí)、多層次、多內(nèi)容的可視圖像信息,廣泛應(yīng)用于手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、汽車、安防及醫(yī)療等領(lǐng)域。那么,你知道,我國(guó)CMOS傳感器發(fā)展歷程嗎?
我國(guó)CMOS 傳感器發(fā)展歷程
相比于日本、韓國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家,中國(guó) CMOS 傳感器行業(yè)起步稍晚,技術(shù)水平較低,主要集中于中低端產(chǎn)品市場(chǎng)。中國(guó) CMOS 傳感器行業(yè)由起步至今可分為兩個(gè)發(fā)展階段:萌芽期及成長(zhǎng)期
萌芽期起始于21 世紀(jì)初,中國(guó)企業(yè)逐漸意識(shí)到 CMOS 傳感器的重要性,開始引入世界先進(jìn) CMOS傳感器技術(shù)進(jìn)行學(xué)習(xí)研發(fā),2004 年,中國(guó)第一顆可量產(chǎn)的 CMOS 傳感器誕生,打破了 CMOS傳感器行業(yè)被海外產(chǎn)品壟斷的市場(chǎng)格局;但是,行業(yè)從業(yè)者少,缺少成熟的商業(yè)模式;
2008年至今,我國(guó) CMOS 傳感器進(jìn)入成長(zhǎng)期,2007 年以后,中國(guó)政府相繼頒布《當(dāng)前優(yōu)先發(fā)展的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化重點(diǎn)領(lǐng)域指南》、《國(guó)家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進(jìn)綱要》等集成電路領(lǐng)域的鼓勵(lì)政策,為 CMOS 傳感器大規(guī)模批量生產(chǎn)提供工業(yè)基礎(chǔ)。成熟的有源像素型 CMOS 傳感器技術(shù)受到圖像傳感器市場(chǎng)的廣泛認(rèn)可。2012 年全球市場(chǎng)占比已超過 70%,中國(guó) CMOS 傳感器市場(chǎng)呈快速發(fā)展趨勢(shì);
此外,伴隨中國(guó)拍照手機(jī)、安防、車載等領(lǐng)域的快速發(fā)展以及 CMOS 生產(chǎn)工藝逐漸成熟,CMOS傳感器市場(chǎng)發(fā)展迅速,迎來產(chǎn)業(yè)成長(zhǎng)高峰。
CMOS 傳感器迎產(chǎn)業(yè)成長(zhǎng)高峰
作為機(jī)器視覺的核心視覺元件,圖像傳感器一直以來都憑借著廣闊的視覺應(yīng)用市場(chǎng)擁有可觀且穩(wěn)定增長(zhǎng)的出貨量。圖像傳感器可分為CCD和CMOS。
但是,CMOS 傳感器適合大規(guī)模生產(chǎn)工藝,可滿足企業(yè)批量生產(chǎn)要求,單位成本低于 CCD 傳感器的 1%,并且 CMOS傳感器可在縮小體積的同時(shí)保持著低功耗優(yōu)勢(shì),適用于移動(dòng)設(shè)備和各類小型化設(shè)備。CMOS 傳感器出色的產(chǎn)品性能更貼合生產(chǎn)企業(yè)的需求,將催動(dòng)行業(yè)快速發(fā)展并逐漸取代 CCD 傳感器。CMOS 傳感器將逐漸成為圖像傳感器市場(chǎng)的主流選擇。
另外,從CMOS圖像傳感器的市場(chǎng)規(guī)模來看,2017年為CMOS圖像傳感器高增長(zhǎng)點(diǎn),同比增長(zhǎng)達(dá)到20%。據(jù)數(shù)據(jù)顯示,2018年全球CMOS圖像傳感器市場(chǎng)規(guī)模155億美元,目前,全球CMOS圖像傳感器市場(chǎng)正處于穩(wěn)定增長(zhǎng)期,預(yù)計(jì)2025年CMOS圖像傳感器市場(chǎng)將逐漸飽和,市場(chǎng)規(guī)模將超過240億美元。
尤其隨著近年來CMOS圖像傳感器的背照式和堆棧式技術(shù)的進(jìn)一步推進(jìn),讓CMOS圖像傳感器從智能手機(jī)逐漸朝汽車、安防監(jiān)控、醫(yī)療、VR以及工業(yè)等諸多細(xì)分市場(chǎng)覆蓋。其將迎來產(chǎn)業(yè)成長(zhǎng)高峰,相關(guān)企業(yè)可重點(diǎn)布局。
市場(chǎng)發(fā)展空間大 中國(guó)企業(yè)“奮勇爭(zhēng)先”
CMOS 傳感器是一種集成光學(xué)、色彩學(xué)、低功耗數(shù)模混合電路、低功耗圖像處理電路以及高速接口電路為一體的復(fù)雜光電一體化芯片系統(tǒng),對(duì)企業(yè)制造工藝的要求和理解極高,需要企業(yè)長(zhǎng)年的技術(shù)積累作為支撐,而中國(guó) CMOS 傳感器行業(yè)起步稍晚,技術(shù)劣勢(shì)較為明顯,因此中國(guó) CMOS 傳感器供應(yīng)商難以保證生產(chǎn)產(chǎn)品的品質(zhì)、性能及穩(wěn)定性,不利于行業(yè)的快速發(fā)展。
雖然,與發(fā)達(dá)國(guó)家相比,現(xiàn)階段中國(guó)的 CMOS 傳感器行業(yè)面臨產(chǎn)品研發(fā)能力不足、技術(shù)人才短缺現(xiàn)象。但一些國(guó)內(nèi)的 CMOS 傳感器廠商,依托自主核心技術(shù),正逐步擴(kuò)大份額、向中高端市場(chǎng)滲透。面對(duì)巨大的機(jī)遇和光明的前景,中國(guó)CMOS圖像傳感器廠商還需要勇敢地迎接挑戰(zhàn),奮勇爭(zhēng)先,一些國(guó)產(chǎn)企業(yè)正在這個(gè)市場(chǎng)深耕,書寫國(guó)產(chǎn)CMOS圖像傳感器在芯片市場(chǎng)上的新篇章,創(chuàng)造更加輝煌的未來。
結(jié)語(yǔ):伴隨人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的飛速發(fā)展,智能家居、智能監(jiān)控、智能汽車等領(lǐng)域的興起為 CMOS 傳感器提出更高的產(chǎn)品要求。因此,在未來面向新興領(lǐng)域的需求差異,CMOS 傳感器應(yīng)升級(jí)產(chǎn)品技術(shù)以滿足多場(chǎng)景應(yīng)用,包括改善極端條件下的性能體驗(yàn),如接近黑暗夜晚的低光照水平、高速狀態(tài)下的成像水平及針對(duì)特定應(yīng)用集成更多的功能。相關(guān)企業(yè)可根據(jù)自身發(fā)展,布局與CMOS 傳感器行業(yè),在如此強(qiáng)大的發(fā)展背景下分一杯羹。