技術先進的CMOS圖像傳感器供應商思特威（SmartSens）與合肥晶合集成電路股份有限公司（以下簡稱“晶合集成”）合作推出了國產自研高端BSI工藝平臺，作為國內自主技術能夠突破關鍵工藝難點的高度客制化BSI工藝平臺，將以性能比肩國際一流水準的全國產化高端工藝平臺賦能智能安防、機器視覺、車載電子以及智能手機等四大應用領域，并進一步推動本土高端CIS技術的升級發(fā)展。
近年來，隨著智能安防、機器視覺以及車載電子等應用端對圖像傳感器的要求逐步提升，為了保證優(yōu)異的暗光成像性能，CMOS圖像傳感器的設計生產工藝也從FSI工藝（前照式工藝）朝著BSI工藝（背照式工藝）遞進，用以提升CMOS圖像傳感器的暗光成像品質。
突破技術壁壘打造國產高端BSI工藝平臺
在CMOS圖像傳感器小像素尺寸與高分辨率的市場趨勢下，BSI（Back SideIllumination）即背照式入射受到市場的重視和需求。相較于前照式入射方案，BSI將光線入射方向改至光電二極管的背面，可大幅提升CMOS圖像傳感器的量子效率，降低電路光學串擾，同時解決了像素尺寸微小化和擴大光學視角響應方面的重要難題，進而實現極佳的暗光成像品質。
縱觀當下主流市場，傳統(tǒng)前照式CIS只要保證受光面平整即可，對背面的均一性并無特殊要求。而背照式則必須嚴格保證正反兩面的平整性，這對微薄的背照式CIS帶來了非常大的技術難度，同時BSI工藝平臺屬于高度客制化工藝技術，在晶圓鍵合、減薄以及硅表面鈍化等關鍵技術工藝方面存在技術壁壘，需要極強的自主技術實力，因此產能仍大多依賴于國外BSI工藝平臺。
早在2020年，思特威就已與晶合集成攜手成功推出了DSI工藝平臺并實現量產，以優(yōu)異的性能取得市場的一致好評。為了繼續(xù)提升產品性能，2021年思特威開始進行本土BSI背照式先進工藝平臺的研發(fā)，在多項關鍵技術工藝上取得突破性成果，創(chuàng)新推出了國產高端BSI工藝平臺，可實現媲美國際一流水準的優(yōu)異暗光成像性能。
三大先進工藝技術鑄就優(yōu)異成像性能
此次思特威攜手晶合集成推出的國產自研高端BSI平臺通過晶圓鍵合技術、晶圓減薄技術以及硅表面鈍化技術等三大關鍵工藝，可為當下智視應用提供一流的暗光成像性能。
該BSI高端工藝平臺搭載晶圓鍵合技術，采用直接鍵合方式降低鍵合過程中晶圓畸變的產生，大幅提升其鍵合力，實現高像素性能；同時，為實現更好的BSI光電二極管結構，藉由思特威開發(fā)優(yōu)化的晶圓減薄技術，可在晶圓研磨減薄中最大程度減少硅的損耗，保障超高精度并將硅襯底厚度成功減薄，而且對于850nm與940nm的近紅外增強也做了工藝優(yōu)化，保障了晶圓強度并實現出色的感光性能；此外，該平臺還采用了業(yè)內前沿工藝材料打造硅表面鈍化技術，避免了晶片拋光后對光電二極管的損壞，進一步減少白點與暗電流的產生，提升CIS的暗光成像表現。
以高端BSI工藝平臺賦能四大應用領域
此次推出的高端BSI工藝平臺產品在感光度、噪聲控制、色彩表現以及高溫性能等方面都實現了進一步的提升，相較傳統(tǒng)前照式工藝，其QE（量子效率）與感光度分別大幅提升了40%與55%，且暗電流降低了40%，在低光照環(huán)境中擁有更優(yōu)異的感光性能。同時此次發(fā)布的高端BSI平臺的滿阱電子增加了40%，進而其動態(tài)范圍與最大信噪比有效提升了3.5dB與2dB，得以呈現細膩的明暗細節(jié)與影像質感。此外，為呈現更佳的色彩表現，該BSI工藝的Chroma相較前照式增加了30%。思特威新高端BSI工藝平臺將以全方位的性能提升力求賦能智能安防、車載電子、機器視覺以及智能手機等四大應用領域。
在安防應用中，傳統(tǒng)攝像頭在夜間拍攝中場景依舊是漆黑一片，且只能展現物體輪廓，而憑借高端BSI工藝的加持，攝像頭不僅能實現優(yōu)異的夜視全彩影像，還能捕捉諸如畫面中的人物臉部細節(jié)，甚至在近紅外補光等超低照場景中也能實現清晰影像；而面向夜間行車環(huán)境，BSI產品在保障汽車拍攝清晰影像畫面的基礎上，還可進一步捕捉清晰的車牌等細節(jié)信息進行有效識別，從而提升行車安全性。
思特威技術副總裁新居英明先生表示：“此次推出的國產自研高端BSI工藝平臺是思特威在CIS工藝層面的又一創(chuàng)新突破成果，目前該平臺已成功進入量產階段，可實現極佳的暗光成像性能。作為中國本土為數不多擁有自主技術創(chuàng)新能力的CMOS圖像傳感器芯片企業(yè)，思特威始終持續(xù)在圖像傳感器工藝層面進行創(chuàng)新研發(fā)，并以此來提升我們自身產品的成像性能，全新國產化高端BSI工藝平臺將以國際一流成像水平賦能諸如智能安防、機器視覺以及車載電子等更多智視終端，推動本土高端CIS技術的國產化替代。（譯文）”
晶合集成業(yè)務副總經理周義亮先生表示：“晶合集成與思特威都是將創(chuàng)新作為研發(fā)源動力的國內高科技企業(yè)，此次我們很高興能與思特威合作推出國產自研高端BSI工藝平臺，并在晶圓鍵合、減薄工序以及特定工藝應用等方面實現新的突破。相信未來雙方的創(chuàng)新基因將不斷地創(chuàng)造更高價值曲線，并進一步助推中國半導體產業(yè)在高端CIS技術領域的國產化替代。”
目前，思特威國產自研高端BSI工藝平臺已完成首顆項目流片，預計將在2022年Q2進入量產階段。
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