隨著機器視覺的發展,越來越多的工業生產線會引入圖像傳感器來提高生產效率和質量。
其實,CMOS圖像傳感器最初應用于工業圖像處理,在那些旨在提高生產率、質量和生產工藝經濟性的全新自動化解決方案中,它至今仍然是至關重要的圖像解決方案。
在CMOS圖像傳感器中,電荷轉換成電壓的工作是在每一像素上進行。CMOS圖像芯片在像素級把電荷轉換成電壓,而大部分的功能則集成進芯片。這樣所有功能可通過單一電源工作,并能夠實現依照感興趣區域或是開窗靈活讀出圖像。一般來說,CMOS是基于用于數字集成電路的標準CMOS工藝技術生產,再根據客戶要求加入成像功能(如嵌入式光電二極管)。
CMOS傳感器的生產成本低,擁有經改進的系統復雜性,因為它基本上是嵌入了如模數轉換、相關雙采樣(CDS)、時鐘生成、穩壓器等系統級芯片(System-On-Chip,SOC)結構,或是影像后處理等功能,而這些以前都是應用系統級設計才有的功能。
在如今工業4.0時代中,最令人期待的發展是基于CMOS工藝技術。在CMOS傳感器的應用場景不斷豐富、終端對性能的需求不斷加碼的背景下,由于CMOS技術有助于實現更小更具智能的系統、降低功耗,以減低量產的成本,因此,CMOS技術導入也隨之將衍生出新的應用范圍。
中國廠商不斷入局CMOS傳感器市場
當下的移動圖像傳感器,幾乎都是CMOS材料的,而說起CMOS,索尼無疑是一個繞不開的名字,其不僅是著名的相機制造商,還是目前最大的CMOS傳感器供應商,為市場貢獻了諸多高像素、高感光、新結構的圖像傳感器,但如今的圖像傳感器市場競爭非常激烈,越來越多的中國廠商通過資本的運作不斷入局。
已被華創投資、中信資本和金石投資組成的中國財團以19億美元的價格收購的豪威(OmniVisio)是移動傳感器市場中份額僅次于索尼的廠商,其圖像傳感器早期一直被用于iPhone上,但到iPhone 4S,后置攝像頭的傳感器供應商更換為索尼,其后豪威產品就只被蘋果用于前置攝像頭,而隨著三星和海力士的崛起,豪威的市場份額也不斷下降。
創立于2003年的中國領先的無晶圓廠圖像傳感器設計公司:格科微電子有限公司,已經將目標瞄準到全球移動設備及消費電子市場。其設計、開發及銷售具成本優勢的高質量CMOS圖像傳感器裝置,該裝置可采集光學圖像并轉換成數字圖像輸出信號。其圖像傳感器主要用于功能手機、智能手機及平板計算機等移動裝置。格科微電子也設計、開發及銷售LCD驅動芯片,該裝置可驅動LCD面板將圖像數據顯示于屏幕上。
一家由留學歸國人員2004年在中關村科技園創辦的高新技術企業:思比科微電子技術股份有限公司,專門從事CMOS圖像傳感器和圖像處理芯片的研發和銷售。最近研制成功的1200萬像素高性能圖像傳感器芯片是中國首款突破千萬級像素大關的國產芯片,代表了中國在該領域的最高水平。
銳芯微電子有限公司是一家研發、銷售圖像傳感器芯片的高科技公司,成立于2008年,致力于研發多項像素設計、電路設計以及圖像與處理技術的應用,主要產品包括系列面陣以及線陣CMOS圖像傳感器。
雖然,目前國內的CMOS傳感器廠商在規模和技術上與國外廠商還存在一定的差距,但一些國內領先的CMOS傳感器廠商,依托自主核心技術,正逐步擴大份額、向中高端市場滲透。
在前兩次工業革命中,中國讓歐美在技術和工業上搶占了先機,而第三次科技革命的進行,正是又一次極其有利的機會,是中國公司超越歐美公司的唯一機會和方向,也是中國企業立足世界市場之本。
面對巨大的機遇和光明的前景,中國的CMOS圖像傳感器廠商還需要勇敢地迎接挑戰,在正確的方向上堅定扎實地走下去。我們期待中國企業在CMOS圖像傳感器市場上書寫新的篇章,創造更加輝煌的未來。