基于有源像素CMOS传感器的研究自上世纪末中期飞速发展,自IISW设立了CMOS传感器研究成果展示专区以来,近十几年的研究成果都集中出现在其相关领域。在国际上具代表性的研究成果如下:
北美地区的研究起始于有源像素(APS)的发明。APS的发明人EricR。Fossum与H。S。PhilipWong等人提出:伴随CMOS工艺特征尺寸的不断减小,基于APS的CMOS传感器将把半导体传感器推进到单片电子摄像机时代。74301
加拿大从衬底寄生效应等方面进一步改善了动态范围及信噪比,并完成图像边沿捕捉等视觉图像处理的功能[7]。
在欧洲地区,研究团队主要分布在英国、法国、比利时等。主要研究空间探测成像、核电子学成像等方向。在MI-3和I-ImaS计划中,英国利于CMOSImageSensor在可集成性等方面的优点设计了全新成像探测器以面向核电子学及医学成像等高端应用。他们已经在双线阵乳腺成像系统、像素内智能处理、大面阵芯片缝接技术等关键领域有了众多突破。
亚洲地区CMOS图像传感器研究团队主要有Toshiba、Sony、Hyundai等。论文网
韩国在2000年左右开始研究CMOSImageSensor,拥有三星半导体、海力士半导体等全球顶级生产厂的先进工艺。该国还以列级ADC为关键点口,运用像素尺寸缩减后电路可集成度提高的特性,在高速、低功耗噪声等列处理电路方面获得了进展。
我国对CMOSImageSensor及相关领域的研究起步晚,厂商缺乏核心科技技术,较国际成熟的生产厂商有很大差距。在地方科技项目及国家自然科学基金的支持下,近年来许多研究机构和大学及企业集团等积极开展了相关的研究工作,有了如下的成果:
西安元微电子科技有限公司成功研发了像素为369×287,640×480,512×512的CMOSImageSensor,像素尺寸均为10。8μm×10。8μm,功耗为150~200mW。
2007年3月,北京思比科微电子公司于研制出了中国首款320万像素(QXGA)CMOS摄像芯片。该芯片在图像清晰度、功耗等主要参数均到达或超过了海外同类产品的技术水平,性价比达到国际领先级别。该芯片的成功开发,不仅初度实现了我国在该领域技术里程碑式突破,填补了该领域空白,还打破了海外持续数年的技术垄断。
国内由于缺少核心技术及品牌的优势,与Canon、Sony等公司差距依然较大。为和发达国家减少差距,我国仍需将持续VLSI工艺研究以及优化CMOS传感器电路设计放在重要的位置。