搶攻 CIS 圖像感測器市場,三星開發 14 奈米 FinFET 製程生產技術

作者 | 發布日期 2019 年 12 月 18 日 9:45 | 分類 手機 , 晶圓 , 晶片 Telegram share ! follow us in feedly


已經在 2019 年發展出 1 億像素影像感測器 (CIS) 的南韓三星,目前似乎並不打算停止他們再推出相關高階產品的步伐。因為三星在最近的 IEDM 2019 大會上,他們旗下的一個團隊介紹了該公司正在將目前正用於邏輯處理器生產的 14 奈米 FinFET 製程導入到未來的 1.44 億像素影像感測器的生產上,藉此以生產高效能且低耗能的影像感測器。

據了解,目前相機模組中常見的 CMOS 影像感測器就是一種典型的半導體晶片。透過接收光線,並將其轉換為電子信號。再藉由 CMOS 影像感測器上內建的 ADC 轉換器,用於將電子信號轉換成數位信號,然後數位信號被送入其他處理器進行處理,最後進一步成像。所以,CMOS 影像感測器本質上就是一種半導體晶片,自然就會受到半導體製程技術的影響。

不過,CMOS 影像感測器並不像邏輯處理器那般複雜,需要很先進的製程技術,這使得現階段還能在 CMOS 影像感測器的生產上看到 40 奈米、60 米等過時的成熟製程。只是,在感光層之下的信號處理器就有很大的差別了,由於這裡是協助數位訊號轉換成圖像的地方,使得這部分與各種處理器相同,將會對製程技術有一定的敏感度,可藉由在新製程生產,達到更低的工作功耗,以節省電量。

不過,目前最大的問題還是電壓,CMOS 影像感測器工作時需要一個較高的電壓,這個電壓值雖然在我們看來仍舊算低的,但對於 1x 奈米製程下的半導體元件來說,已經算非常高的。現階段三星也似乎是解決了這個電壓問題,在原本用於邏輯處理器生產的 14 奈米製程基礎上,新開發了一種適用於 CMOS 影像感測器的製程技術。

三星指出,在新的正成技術下,感測器的整體功耗降低了非常多。尤其是數位訊號處理方面,對新製程技術更加敏感。整體來說,在 1.44 億像素下進行 10fps 的連拍時,最高可以節約 42% 的電能。而這樣的結果對於功耗敏感的行動產品來說將是非常大的突破。除了性能與功耗都較現階段產品有更進一步的提升之外,市場人士認為,三星以 14 奈米 FinFET 製程來生產 CMOS 影像感測器,還有一樣重大因素,就是為了搶攻市場而來。

先前有媒體報導,近半年來受惠於 5G 題材的發酵,智慧型手機對照相品質要求大無提升的情況下,影像像感測器市場持續火熱,但如今供應鏈產能緊張問題仍未得到緩解。因此日前是常傳出目前全球圖像感測器龍頭 Sony,因產能不足首次釋單給台積電的 40 奈米製程來生產,而其他包括聯電與力積電等晶圓代工廠商業陸續也都拿下 CMOS 影像感測器產品的大單,顯見當前影像感測器的市場熱絡。

另外,根據市場研究公司《IHS Markit》調查結果顯示,Sony 在 2019 年第 1 季以 51.1% 市占率位居圖形感測器市場龍頭。緊跟在後的是三星電子 17.8%,Omni Vision 以 13.5% 排名第 3,之後為安森美半導體 5.7% 以及 SK 海力士 2.7%。三星電子也正在積極投入影像感測器發展,企圖力趕 Sony 的市場領導地位。所以,透過較先進製程的生產,三星除了企圖能以更高效能的產品搶攻 Sony 的市占率之外,還能夠帶動本身在晶圓代工市場的營收。至於,整體的最後成果如何,就有待日後密切觀察。

(首圖來源:三星)