DIGITIMES Research观察,随2.5D/3D芯片互连技术成熟,促动堆叠式(stacked)互补金属氧化物半导体影像傳感器(CMOS Image Sensor;CIS)应用快速拓展,从初始应用于智能手機,而后延伸至工业、安防与车用领域,也带动堆叠式全局快门(global shutter) CIS技术勃兴。而整合數字信號处理器(DSP)或深度神经網絡(DNN)推论专用单元亦为CIS业者重要发展方向,其中以Sony脚步最快,已推出商用产品。
堆叠式结构可增加CIS像素阵列面积,在提升影像品质的同时,缩小CIS面积并提升运算效能。而矽穿孔(Through Silicon Via;TSV)与混合键合(hybrid bonding)等2.5D/3D芯片互连技术的成熟与晶圆制程持续微缩为堆叠式CIS发展重要关键。
Sony、三星(Samsung)与豪威(OmniVision)等业者正往多层背照堆叠CIS方向发展,将像素阵列、类比數字转换器(Analog-to-Digital Converter;ADC)、图像信號处理器(Image Signal Processor;ISP)、存儲器与传输界面等,分成多层堆叠发展,增强CIS功能。
堆叠式CIS初始应用于智能手機,而后应用渐广,触及车用、工业以及安防等领域,由于这些领域更依赖机器视觉,需具备清楚、高品质的原始影像数据,故带动堆叠式全局快门CIS技术兴起。
具备DNN推论功能的堆叠式CIS亦为业者重要发展方向,其中以Sony发展速度最快,已于2020年5月推出第一代产品IMX500/501。该产品由DSP、ISP与SRAM组成,将DNN推论功能内置于DSP,让部分数据毋需依赖后端运算核心,减少数据传输,以提升數據传输效率,并降低功耗、帶寬,且强化数据安全与隐私性。