固態圖像傳感器

      固態圖像傳感器正廣泛地應用在各類產品中。以數量來看，目前最大的應用市場在移動電話所用的相機模塊，今年單單針對這項應用來看，每天就有超過兩百萬個的規模。

      大多數的固態圖像傳感器都是基于CMOS技術，因為CMOS技術能提供比電荷耦合組件(CCD)技術更高整合的方案。CMOS圖像傳感器包含一個能提供光電轉換功能的2D太陽能電池數組以及許多用于影像、接口和電源管理的其它電子模塊。

非最佳化的硅晶設計

      由于CMOS芯片布局并未受到最大化晶圓利用率需求的影響，因而或許可算是一種獨特的半導體組件。對于一般的半導體組件來說，芯片布局方式通常必須可為每一晶圓實現最大化芯片數量，以便最小化芯片的單位制造成本。然而，圖像傳感器僅僅是相機模塊所需的組件之一，其它關鍵零組件還包括鏡頭模塊、可調式鏡頭外殼、紅外線濾波器、載板，以及經常使用的被動組件和去耦合電容。圖1是一個典型1.3M像素相機模塊組件的相對成本比較表。由于光學組件的成本已超出其它半導體組件成本，因此在產品成本和尺寸需求的驅動下，必須在硅晶布局與光學設計間進行折衷。

圖1：固態相機模塊主要組件的相對成本，通常以圖像傳感器芯片為標準。

      第一代圖像傳感器通常遵循標準的半導體原則制造。最佳化的芯片布局要求成像區必須位于靠近芯片的一角，以便能將電子區塊整合在一起。事實上，為了完成一款相機模塊，必須將鏡頭模塊集中在成像區(見圖2)。由于成像區位于芯片的一角，因此第一代相機模塊的尺寸必須大到足以包含超出芯片范圍的光學部份。

圖2：為最大化晶圓利用率所設計的圖像傳感器芯片。由于環型光學組件集中在成像區域，使得有效光學區域位于芯片一角，而電子組件則集中一同利用較大的相機模塊體積。

      而今，從晶圓利用率的角度來看，現代的圖像感測芯片設計雖然一直不具效益，不過，至少它的成像區還位于芯片中央(見圖3)。在其它各種因素都一樣的情況下，該芯片約比上一代芯片大了8%，但它的鏡頭模塊被整齊地安置在芯片上，通過空間規劃為相機模塊減少了約10%的面積。

圖3：具有檢測器的成像器被集中在芯片的中心。雖然圖3硅晶實體上大于上一代芯片，但最終所實現的相機模塊體積卻更小。