絕緣柵雙極晶體管對CIS市場的影響

我們對技術的焦點往往是電子的主要驅動：CMOS邏輯和內存。雖然這些可能占了使用Lam研究工具制造的設備的大部分，但創(chuàng)建對人類有用的系統(tǒng)還需要許多其他專業(yè)技術。其中許多技術影響著我們與電子產品的互動。比如：

傳感器——CMOS圖像傳感器（CIS）和微機電系統(tǒng)（MEMS）

用于發(fā)送和接收無線信號的射頻電路

電力電子，由MOSFET、絕緣柵雙極晶體管（IGBT）和使用雙極CMOS － DMOS （BCD）技術制成

光學器件——顯示器和光子器件

這些技術影響著商業(yè)、工業(yè)和汽車市場的廣泛系統(tǒng)。最近的重大興趣是物聯(lián)網（IoT）設備和蜂窩技術（特別是5G），兩者都廣泛使用專業(yè)技術。到2023年，這些市場將占全球集成電路需求的30％。（IC Insights， McClean和OSD Reports， 2019）

聚光燈下的照相機

在傳感器中，CIS傳感器近來變得尤為重要。在消費市場中，越來越多的攝像頭正在塞進智能手機里。它們已經作為手機營銷的主要噱頭。2017年，蘋果在iPhone X的信息發(fā)布時間中，約有10％的時間在推廣這款相機；兩年后，它花了49％的時間來宣傳iPhone 11的攝像頭，而不是其他功能。

未來的汽車設計中，除了雷達和／或激光雷達以外，還將使用不同類型的多攝像頭來幫助先進的ADAS和自動駕駛。這些攝像頭將有效地環(huán)繞汽車，消除盲點，并為駕駛員和自動系統(tǒng)提供更好的態(tài)勢感知。

CIS市場有望在未來幾年實現(xiàn)顯著增長，到2024年的單位復合年增長率（CAGR）為6．6％。CIS市場中增長最快的細分市場的增長率將明顯高于此，消費者復合年增長率為24．6％，汽車復合年增長率為14．1％。

CIS種類包括：記錄可見光的相機以及在紅外（IR）或近紅外（NIR）環(huán)境下工作的相機?？梢姽鈹z像機提供視頻流，用于識別物體和周圍的整體環(huán)境。在紅外領域，在使用結構光進行面部識別方面變得越來越有用，它不需要用可見光照亮面部。

打造最好的CIS芯片

早期的CIS芯片從其頂部或前部接收照明。這是讓光子通過薄硅層進入傳感設備的最明顯的方法。但缺點是金屬化和其他芯片特性會掩蓋部分光線——只有穿過這些障礙物的光線才會被捕捉。

較新的CIS裝置在背面發(fā)光，沒有這樣的障礙。當然，這意味著晶圓背面必須變薄，以捕獲盡可能多的光子，而不讓它們被較厚的晶圓散射和吸收。由于CIS晶片的背面是發(fā)光的，所以正面可以與其他晶片結合，而不會影響光的感知。所以通過將圖像傳感器、內存和其他邏輯功能組合在一個單獨的封裝中，才能實現(xiàn)新的集成。

然而，這樣做需要先進的技術來實現(xiàn)最有效的光捕捉。兩個典型的例子：深溝隔離（DTI）和硅通孔（TSV）。

DTI允許像素電路彼此更有效地隔離。當光子進入一個像素時，它們會被散射并四處移動——有可能從它們進入的像素漂移到鄰近的像素。當需要高分辨率時，這會產生一種模糊效果，因為像素會相互滲透。DTI有效地在像素之間建立了一堵墻，保持光子的數(shù)量，并產生更清晰的圖像。

晶粒堆疊賴于TSV。一個Die的正面有所有的金屬互連和任何傳統(tǒng)的襯底，所以當把兩個Die的正面連接在一起時，這些信號可以結合在一起。但是Die的背面沒有這些信號。所以，當把一個Die的背面堆疊到一個正面或另一個背面時，必須有某種方法把信號從Die的正面?zhèn)鞯紻ie的背面，這樣它們才可以連接起來。TSV是鉆穿硅的深層金屬“管道”，并起到了這個作用。

DTI和TSV是重要的技術，需要謹慎和精確的流程才能有效。這些技術是Lam比較擅長實現(xiàn)的，隨著CIS市場的增長，Lam預計對這些技術的需求將有顯著增長。雖然CIS和其他專業(yè)技術可能不會像主流技術那樣得到持續(xù)的關注，但它們對于我們在未來幾年將看到并與之交互的系統(tǒng)的有效性來說，同樣重要。
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