聚芯微电子发布国内首颗自主研发背照式、高分辨率ToF传感器芯片

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       2020年3月9日,聚芯微电子正式发布国内首颗自主研发、背照式、高分辨率、用于3D成像的飞行时间(Time-of-Flight, ToF)传感器芯片SIF2310。该产品原计划在今年巴塞罗那世界移动通信大会现场发布,但因疫情影响,今年巴展停办,我们选择进行线上发布。

       ToF技术是目前被广泛看好的3D成像技术,实现了从成像到感知的转变,让人脸识别、手势控制、增强现实、机器视觉、自动驾驶等创新应用成为现实。ToF摄像头结构简单稳定、测量距离远、更适合室外场景,可被广泛应用于智能手机、AR眼镜、机器人和汽车电子领域。

 

 国内首款背照式、高分辨率ToF传感器

 

       本次发布的SIF2310采用了全球领先的背照式技术(Back-side illumination),在单芯片上实现了感光器件与处理电路的高度集成。该芯片具有HVGA级(480x360)高分辨率、7um的小尺寸像素、100MHz调制频率、240fps的原始数据输出以及符合CSI-2标准的高速MIPI接口。同时,SIF2310针对NIR(近红外)波长进行了特殊优化,使其在940nm波长处的QE(量子效率)可以达到30%以上,典型场景下的测量误差(σ error)< 0.5%。

       为了更直观地展现SIF2310的成像效果,我们对外公布了该产品在940nm光源、光源平均功率140mw、目标距离2m的场景下拍摄的一组图片(原始raw数据,未做校正及处理)。

四组图像对比

 

       聚芯微电子是国内极少数掌握从像素设计、定制化工艺开发、混合信号电路设计到系统解决方案全体系技能的公司。通过不懈的努力,借助创新的像素架构,我们实现了全局曝光快门与背照式工艺的结合,并有效改善了高频调制下的调制解调率(Demodulation Contrast, DC),从而实现了更高效的电荷分离,经过优化的信号链架构带来了更低的系统噪声。另一方面,通过和全球最顶级的晶圆代工厂的深度合作,我们成功在硅晶圆表面构建出一层特殊的感光结构,进而实现QE的大幅提升。相较于使用传统技术的ToF传感器,SIF2310在940nm红外波长的QE提升了至少3倍。

       “SIF2310优异的性能使得该产品非常适用于Face ID、人脸识别、3D建模等高精度应用。”公司联合创始人兼CMO孔繁晓介绍说,“我们将向市场提供包括传感器芯片、激光器驱动芯片、自动化标定系统及3D图像算法的Turn-key解决方案,与合作伙伴一起共同推动中国3D视觉产业的发展。”

       根据产品开发计划,公司预计将于2020年6月量产SIF2310,并同步提供Demo与评估套件。同时,我们拟于年内发布VGA等一系列不同规格的ToF传感器芯片以完善其产品组合。

 

SIF2310 Demo

 

 

 ToF技术驱动3D成像市场蓬勃发展

 

     知名行研机构Yole Développement最新发布的《3D Imaging and Sensing 2020》报告预测,ToF 3D成像和传感产业在未来五年将有爆发式增长,其在2019年的市场收入为6.46亿美元,预计到2025年将达到42亿美元,年复合增长率高达36.8%。2019年越来越多的智能手机厂商选择在旗舰机中使用ToF摄像头, 促进了3D成像和传感技术在智能手机行业的落地与发展。Yole更是预测ToF的市场收入会在2021年超过结构光,5年内将有过6亿部智能手机装配ToF传感器。

主流手机3D成像技术应用图谱(图源:Yole《3D Imaging and Sensing 2020》)

 

 

       公司创始人兼CEO刘德珩说:“疫情当下,如期发布SIF2310这款产品,是聚芯作为武汉新锐科技企业,克服疫情影响,在自己的赛道上奋发前进、科技防疫抗疫的成果。这款产品的发布,是聚芯的一座里程碑、一个新的开始。我们将以此为契机,继续全面推进3D视觉和智能音频产品的不断演进,提供更贴近市场需求的产品。疫情不会停止我们前进的步伐,我们欢迎全球优秀的行业人才加入,和我们的伙伴们、客户们共同成长进步,使聚芯成为具备全球竞争力和社会担当的科技企业。”

 

 

 
2020年3月9日 10:00
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