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CMOS图像传感器产业分析报告
2016-11-29 09:18:40 阅读

  新型传感器是各国经济发展道路上的先导性基础领域之一,其创新发展水平对庞大的上游产业具有根本性的影响。CMOS图像传感器作为重要的新型图像感知类传感器,广泛应用于消费电子、数码产品、安防监控等领域。目前,全球各大图像传感器企业均将研发重点定位在了CMOS图像传感器上。

  基于行业发展要求,国家知识产权局专利分析普及推广项目新型传感器课题组针对CMOS图像传感器进行了深度剖析,以索尼公司的技术发展路线为切入点,锁定背照式技术进行关键问题解决方案的分析,希望对我国CMOS图像传感器企业的研发攻关有所帮助。

PART1— 重点申请人索尼技术发展路线

  索尼作为CMOS图像传感器行业的领导者,在技术、生产、市场方面均占据主导地位。从专利的视角对索尼深入分析,得到索尼Exmor系列六代产品以及代表专利。

  从索尼六代产品的演进可以看出,索尼在结构缩减和性能提升方面不断改进。第五、六代开始推出背照式技术,全面提升性能并进一步缩小尺寸,成为行业的研究热点。

  索尼第六代将堆叠结构与背照结构结合的新技术,能够呈现高画质质量和高处理速度,但还存在诸多技术问题需要解决。在此方面索尼主要经历了结构改进和性能提升两个技术阶段。

  根据对索尼堆叠式背照结构技术的梳理,索尼未来可能会在减少寄生电容、降低噪声、防止开裂方面加大研发投入,进一步提升性能,扩大堆叠式背照结构技术的生产能力。

PART—2 解决减小暗电流问题的核心专利技术

  减小暗电流是影响背照式图像传感器性能的关键技术之一。暗电流是指在没有光照条件下,半导体PN结处产生的电流,其存在限制了图像传感器的成像质量。通过对解决暗电流问题的专利申请进行梳理,归纳出4大方面105件重要专利申请。

  针对减小暗电流问题,各申请人均进行了深入的研究。暗电流的解决方案包括针对由界面态、晶体缺陷、温度引起的暗电流和外部校正方法。

PART—3 解决抗串扰问题的核心专利技术

  抗串扰是又一影响背照式图像传感器性能的关键技术。在背照式结构的像素中,像素结构的改变不仅改变了光子入射的方向,更影响了光子在器件内激发区域的不同。背照式结构在短波下串扰问题更为严重,严重抑制成像效果。通过对解决暗电流问题的专利申请进行梳理,归纳出2大方面122件重要专利申请。

  针对串扰问题,各申请人均进行了深入的研究。在解决电串扰方面,主要通过隔离技术、施加偏压技术及离散电子排斥技术,从吸收、阻止的角度抑制像素间的光电子的电串扰。在光串扰方面,主要通过遮光膜、吸光层、反射层和色素膜的设置来抑制像素间的光串扰问题。

基于前面的分析,得出结论:

  (1)CMOS图像传感器的行业发展与技术更新有着紧密的联系。随着新技术的不断演进发展,国内企业在研发的过程中需要注意保持对重要申请人研发动向的追踪,以借新技术更新变革之际有所突破。

  (2)目前索尼在整个行业具有较高的地位,无论是从专利数量、布局范围还是技术难度,均值得国内企业学习借鉴。

  (3)暗电流和串扰问题是背照式需要改进的主要技术问题。课题组针对背照式的暗电流以及串扰两大技术问题进行了专利深入挖掘,并分别给出了两项关键技术的技术提升方向以及重点专利向导,国内企业可以对相关重点专利研究借鉴。(国家知识产权局专利分析普及推广项目新型传感器课题组)

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