cmos图像传感器(cis)市场正在出现一些微妙的变化:归功于全球图像传感器市场的节节攀升以及不断侵蚀ccd的传统市场份额,该类产品的出货量在过去的几年中不断创出新高。然而,新资本的进入使得竞争不断加剧,这导致一些公司不得不重新考虑自己的市场策略。cypress公司就在不久前宣布,将其于2005年2月收购的图像传感器子公司smal camera出售给由原ti传感控制部门独立而来的sensata technologies。这样,该公司的图像传感器业务仅剩下面向工业应用的标准cis和定制cis产品。据悉,目前在全球市场上专注于工业成像的cis厂家仅有两家,而专业的客户定制cis产品供应商则只有cypress一家。
“目前大部分的cis厂商都还关注在消费类电子应用。对于他们来说,出货量的多寡非常重要。cypress的策略不同,我们更在乎是否有一定合理空间的产品利润。”在不久前上海举行的2007中国国际机械视觉展上谈到这次出售时,cypress公司大中华区图像传感器业务拓展经理表示,“我们认为,单在工业应用上就能够达到自己的目的了。”
工业成像市场的新明星
ccd技术所面临的颓势似乎已经在各个应用全面展开。四年前,它还是消费类电子应用中的超级明星,但cis技术本身的快速发展以及对于更高性价比的追求令它迅速取代了ccd的主导地位。这种趋势在工业领域同样存在。唯一不同的是,工业市场的转身速度还没有消费电子那么快。“cis在工业领域的份额还未超过50%。”指出,“但是,这种差异正在明显缩小。过去几年来它的份额一直都在稳步提高。”
“目前工业领域中仍然在使用ccd图像传感器的用户大都是那些对价格承受能力高,速度要求并不高的设备制造商。”表示,“相比之下,cis则拥有更大的客户群基础。”他指出,工业应用对图像传感器的要求特别在,它对辐射、温度、湿度等方面的防护要求较高。此外,该类应用往往还需要高速的大面积的图像传感器。
cis已经能够满足上述需求。以抗辐射为例,由于长期高辐射环境会导致cis寿命的缩短,为了应对人类太空探索活动中对图像传感器耐辐射性所提出的要求,cypress同esa(欧洲太空总署)合作开发了star系列cis,目前已通过相关认证。当然不仅限于此,除了能够用于宇航行星跟踪器和太阳传感器等航空领域外,star系列还可以在核电厂等其他辐射强度较高的场合中一展身手。而也称,cypress是当今唯一的适用于太空领域的图像传感器供应商。“也许目前在轨运行的所有cis都是我们提供的产品。”
表示,在大面积图像传感器技术上,ccd同样输给了cis。“尽管ccd图像传感器的晶体结构也能够进行拼接,但是相对cis来说效率太低。”
高速机器视觉方面,cypress最新的cis已经能够实现1000帧/秒图像抓取能力。显然这不是ccd所能望其项背的。这为cis在报纸、验钞以及交通监控和安防领域的普及化打开了大门。以交通监控为例,在抓取高速行驶汽车影像方面,普通cis还不能完全满足交通部门的特定要求。但是安装在龙门架上的lupa-300(vga)在执行这份任务时却游刃有余。“频帧为 247fps 的lupa-300每秒钟能够拍摄10张时速高达200公里的汽车图像。”
cypress仍在高速cis上不断前进:130万像素的lupa-1300帧频已经达到442fps。透露,该产品目前具有16个并行模拟输出管脚,但它还没有片上模数转换器,这为系统设计带来难度并导致系统成本的上升。有鉴于此,利用其从客户定制产品研发中获得的最新技术(目前最大的像素数据读出率13.2gpixel/s),新的lupa-1300-2标准产品将会把模数转换器和高速lvds接口集成到传感器芯片上来。
客户定制驱动技术进步
标准cis在技术上的进步有目共睹。不过,驱动技术进步的并不是大量的标准化需求,相反,指出,该公司几乎每一个标准cis产品都来源于其在客户定制品上的技术积累。“在cis业务上,定制产品对cypress营收的贡献要大于标准产品。”介绍说,这些定制业务主要来自医疗(内窥镜、牙科x光)、1维/2维条形码扫描仪(线扫描)、机器视觉/运动分析(高速应用)、全息数据存储、空间抗辐射应用以及数字单反相机。由于每项应用都有其特殊的要求和特别的技术挑战,从而为大尺寸、高速、抗辐射、高分辨率以及大动态范围等特性的提高带来可能。
医学x光成像对定制cis设计的需求正在迅速上升,这源于两方面的原因。首先,相较模拟x光检测,数字化的实时成像技术并不需要显影时间以及相应的化学显影成本。此外,同非晶硅和ccd图像传感器技术相比,cis的优势明显。“采用了抗辐射技术的cis比ccd图像传感器具有更长的产品寿命,此外,低成本高良率的cmos工艺也是其优势所在。”认为,“相对于ccd和非晶硅,cis具有更快的读出速度(大于100fps),高度的读出灵活性(roi、预览模式、像素组合),以及片上集成而带来的更低系统成本。











