标签: 医疗应用

CMOS图像传感器（CIS）是一种高度集成的图像系统芯片，能够将外界光线转换为数字图像信号，被誉为智能设备的“视网膜”，是其感知外界环境的关键元件。随着智能手机、汽车、安防监控、机器视觉等领域科技的不断进步，CMOS图像传感器作为许多高科技产品的核心部件，其市场需求稳步增长。 对于CMOS图像传感器而言，其关键技术指标有3个，即 有效像素总数（分辨率/清晰度）、像素/像元尺寸（μm）、光学尺寸（英寸）。 高有效像素数量能够提供更精细的细节，但同时也增加了数据处理的复杂性；较大的像素尺寸能够捕获更多的光子，有助于在低光照条件下获得更好的图像质量；较大的光学尺寸能够捕获更多的光子，提高感光性能，特别是在低光环境下。 艾迈斯欧司朗 拥有众多CMOS图像传感器创新产品，包括大面阵扫描、近红外成像和线扫描等，具备不同的有效像素总数、像素尺寸、光学尺寸以及帧速率等，可适应不同应用场景下的最佳图像识别需求。 大面积CMOS图像传感器 大面积CMOS图像传感器在航空测绘、专业数字摄影、科学和空间研究、医疗设备和仪器等应用中非常重要。 若要制造尺寸大于IC制造中使用的光刻掩模的传感器，需要借助1D或2D拼接技术完成。借助拼接技术，艾迈斯欧司朗能够制作晶圆级的CMOS图像传感器。通过与硅晶圆代工厂合作，艾迈斯欧司朗能够对采用高级CMOS图像传感器过程技术制造的200mm和300mm晶圆进行1D和2D拼接。 面扫描CMOS图像传感器 艾迈斯欧司朗全局快门CMOS面扫描图像传感器，包括CMV和CSG系列，分辨率范围为200万像素到5000万像素，像素尺寸从6.1μm到3.2μm，光学尺寸覆盖2/3英寸到35毫米的不同大小，最高帧速可达 300fps，适用于众多要求严格的专业和工业应用。 近红外CMOS图像传感器 艾迈斯欧司朗Mira系列是这一类产品的代表，专为满足智能设备在图像识别和处理方面的高性能需求而设计，适用于从消费电子到工业应用的各种场景。 具体来说，Mira系列具有如下特性。 高灵敏度与量子效率： 采用先进的背照式（BSI）技术，具有非常高的灵敏度和量子效率。Mira220图像传感器在940nm波长下达到了40%的量子效率，这使得设备在低光照条件下也能保持良好的性能。 低功耗设计： Mira220在睡眠模式下的功耗仅为4mW，在全分辨率和85fps下为343mW。这一特性有利于延长电池续航时间，非常适合于空间受限的可穿戴设备等应用。 紧凑型设计： Mira系列传感器采用堆叠式芯片设计和背照式技术，能够实现高效的芯片级封装。Mira050的尺寸仅为2.25mm x 2.75mm，下一代产品Mira016甚至只有1.79mm x 1.79mm。这种小型化设计非常适合空间受限的产品，如智能眼镜、VR头盔等。 多样的功能集成： Mira系列传感器支持外部触发、加窗、水平或垂直镜像等片上操作，配备MIPI CSI-2接口便于与处理器或FPGA连接，并可通过I2C接口访问片上寄存器进行轻松配置。 高帧率： Mira系列传感器具有高帧率的优势，最高可达240fps，适用于快速提供高质量数据的应用场景。 NanEye系列摄像头模组 NanEye系列最初是艾迈斯欧司朗专为医疗应用推出的超微型数字摄像头模组，旨在为解决极小空间中实现可靠可视化的挑战而设计。通过将内窥镜摄像头送入体内，可以获取精确、可靠的影像，从而实现更好的临床决策。第二代NanEyeM相比第一代具有更高的分辨率和灵敏度，降低了对照明的要求，并采用了艾迈斯欧司朗的多元素镜头设计，以提高近距离的清晰度。 NanEye摄像头模组不仅支持各种视觉传感功能，还提供了两种不同的数字接口选项，以提高设计的灵活性。同时，NanEye系列模组的成本效益较高，适用于一次性医疗应用等场景。 为确保易于集成到最终应用中，艾迈斯欧司朗提供了专用的带电缆连接的交付形式，适用于医疗领域，同时也提供适用于消费者的裸模块，可直接安装在PCB上。仅1mm²的小巧封装，也使得其可以被轻松集成到极为紧凑的空间中，低Z高度的优势使得模组的高度不到2.3mm，为系统设计人员提供了出色的集成灵活性。 线扫描CMOS图像传感器 线扫描CMOS图像传感器一次只捕捉一条或几条线的图像，因此可对移动对象进行高速、高分辨率地扫描。线扫描CMOS图像传感器还必须以极短的积分时间“冻结”图像。艾迈斯欧司朗全局快门线扫描图像传感器包括Dragster和4LS系列，采用了经过优化的专用架构，能够以极高的速度和极低的噪声对数条线进行读取。Dragster系列的最大扫描速率为80k lines/s，4LS的更是高达120k lines/s。 在连续检测系统中使用线扫描传感器的一大优势是：可直接对数据进行逐行处理。换句话说，这可让摄像头以较小的内存容量处理大量数据。

艾迈斯欧司朗拥有三十年的专业经验，为先进的模拟和混合信号技术提供代工生产和支持服务。目前，我们已经将先进的 180 纳米 CMOS 工艺技术整合到我们的全方位晶圆代工服务中。在提供先进高性能模拟/混合信号集成电路解决方案一站式服务的战略中，这是我们的最新举措。除了晶圆制造和工艺定制，我们还提供：设计和工程支持、IP单元、封装和 IC 集成、晶圆针测和晶圆终测。 位于奥地利的艾迈斯欧司朗200mm工厂即将采用新型C18 180纳米 CMOS技术进行生产，这种技术非常适合用于工业、医疗、汽车和消费品市场的传感器和传感器接口。在汽车和医疗应用的设计中，该技术也将大显身手。我们计划下一个季度让使用C18 180纳米技术的产品实现量产。这一技术符合行业标准，源自全球领先的半导体合同制造商，确保了100%的电气兼容性，保障备选供应能力。 全新高性能工艺： 模拟和混合信号设备更进一步 随着C18 180 纳米 CMOS 工艺技术的引入，我们将为客户提供更多的模拟和混合信号设备生产选择： 低漏电/高密度数字库 扩展模拟晶圆验收数据（WAT）参数 大量高质量设备 计划引入1.8V/3.3V和1.8V/5.0V 双栅氧化物和三阱选择 3-6个金属层 原生、隔离的 CMOS 晶体管 NPN 和 PNP 双极晶体管 单个MIM（2fF/µm2） 多种电阻类型：多晶硅、1k高分辨率多晶硅、精密多晶硅 一次性可编程（OTP）存储器 该工艺还支持光学涂层（适用于在晶圆上实现滤光片）和硅通孔（TSV）等先进生产技术，用以优化敏感和关键信号的导线布局。我们的核心目标是简化这一工艺，让其运行更为顺畅。C18 180纳米CMOS工艺带有全套的工具和支持资源。我们的工艺开发工具包（PDK）为芯片设计师提供即插即用的C18工具包，有助于提升模拟和混合信号的性能，并拥有高精度模拟模型，帮助客户在更短时间内实现产品开发和交付。 最新版的hitkit设计平台极大地提升了设计效率。它不仅配备了1.8V和3.3V的NMOS和PMOS设备（包括基板型、浮动型、低漏电型和高阈值电压型多种选择），还附带了一系列全功能的无源设备，如多种电容器。此外，经过区域优化的高密度和低功耗数字库支持高达125k门电路/mm 2 的门电路密度。 升级后的数字和模拟I/O库现包括多达6个金属层，以及额定电压可达4kV（按照人体模型）的ESD保护单元。添加了RAM和ROM内存生成服务，以及零掩码级的加法器EEPROM IP模块，使产品功能更加全面。 “基于Cadence的Virtuoso®自定义IC技术，新版hitkit助力设计团队加速产品上市。该hitkit为Spectre仿真平台提供精确模型，为Quantus带来提取功能，同时还为Calibre和PVS/Pegasus增加了验证套件。其还搭载了基于SKILL的PCell技术，整合成一个全方位的设计平台和经过严格验证的芯片解决方案。” C18 的多样化应用 艾迈斯欧司朗的奥地利生产厂推出的C18 180 nm CMOS工艺面向全体客户开放，涵盖从客户定制设计到特殊应用和开放市场的多种产品。使用该工艺进行代工的客户将借助C18工艺来打造他们的先进混合信号产品。 除核心的晶圆制造能力外，艾迈斯欧司朗代工厂还提供设备组装、专业工程、测试和鉴定等附加服务，以加速上市并减少开发压力。新工艺的引入进一步强化了我们对ASIC（专用集成电路）客户的支持，使他们在混合信号设备方面具有明显的竞争优势。通过提供一站式服务，艾迈斯欧司朗让ASIC客户能在竞争中轻松保持领先地位。 最后，艾迈斯欧司朗还计划将这一先进工艺和其相关功能应用于开放市场的标准产品中，这些优势有望成为实现多种应用场景的关键因素。 C18 供应情况 可随时在 C18 生产线上启动原型设计和生产。C18生产线上的常规多产品晶圆（MPW）原型设计服务将于2023年11月开始。 除1.8V/3.3 V工艺版本外，2024年还将发布1.8V/5.0V版本。此后还将推出基于BCD（双极-CMOS-DMOS）的高压版本，最高可达70V。 Rene Kautschitsch Rene Kautschitsch 是艾迈斯欧司朗全方位晶圆代工服务的市场部经理。Rene 在半导体行业产品营销、业务开发和市场研究方面拥有超过30年的从业经验。