著名的存储器供应商美光科技(Micron Technology Inc.)最近宣布其针对照相手机市场的2百万像素CMOS图像传感器MT9D011样片已可向市场提供,从而继OmniVision之后成为第二家可向照相手机市场提供VGA(33万像素)、130万像素和2百万像素CMOS图像传感器的供应商。美光影像部门战略营销总监Farhad D. RoSTamian博士表示:“今年一季度可望实现MT9D011的量产。”
目前中国手机市场上各种品牌的33万像素照相手机都处在热销状态,百万像素照相手机也已开始进入消费者的眼帘。自去年五月份NEC在中国市场推出第一款百万像素照相手机以来,诺基亚、摩托罗拉、夏普、三星、中国的联想和桑菲通讯公司均已陆续拿出自己的百万像素照相手机,三星更在去年底的北京国际通信展上推出了全球第一款500万像素照相手机SCH-S250和全球第一款配备3倍光学变焦的320万像素照相手机SCH-M339。这一切均预示着注重时尚的中国照相手机市场今年将进入百万像素时代。
Rostamian:“2005年中国市场对130万像素照相手机的需求将大幅增长。”
Rostamian接着指出:“2005年中国市场对130万像素照相手机的需求将大幅增长,我预计2百万像素照相手机的市场需求也将在今年开始出现。”美光影像部门高级营销总监Hisayuki Suzuki也认为,VGA像素照相手机今明两年将保持主流地位,130万像素CMOS图像传感器今年将进入商业市场,并将成为明年全球大多数市场的消费主流。
目前市场上有能力提供商业级百万像素以上CMOS图像传感器的供应商还不多,主要为美国的OmniVision和美光、欧洲的ST和亚洲台湾地区的锐视科技。2002年,美光科技通过收购为专业照相机开发CMOS成像芯片的Photobit 公司涉足CMOS图像传感器业务,当时只是想利用旧的DRAM生产线来生产有市场竞争力的CMOS图像传感器。
“CMOS图像传感器的生产工艺与DRAM很相似,”Rostamian说,“我们可以利用现有的旧DRAM生产线来生产CMOS图像传感器,这将带给我们巨大的成本竞争优势。”美光科技影像部门高级营销总监Hisayuki Suzuki 也表示:“没有一家日本公司能够在成本上与我们相抗衡。”目前美光科技的DRAM生产正转向90纳米工艺,CMOS图像传感器目前仍采用150纳米工艺生产,但不久将采用130纳米工艺。
虽然美光踏进CMOS图像传感器市场比别人晚了一步,但由于其时机恰逢市场需求进入飙升时期,且其开发的产品恰好对上了目前的市场需求窗口,因此美光希望今年能一跃成为CMOS图像传感器的第2大供应商。Rostamian也坦言,我们的市场策略是开发和生产那些符合市场需求的而且能够量产的产品。
美光科技最初的客户主要是中国大陆和台湾地区的手机制造商,现在他们开始同全球知名的手机制造商进行业务洽谈,包括诺基亚、摩托罗拉、三星、索尼-爱立信和LG。尽管美光直接同这些制造商洽谈,但由于它只供应CMOS图像传感器,因此它与其中任何一家制造商达成的交易实际上还包括与相机模块制造商的出货协议。“一些VGA相机模块的生产正移向韩国,但日本相机模块制造商仍在百万像素相机模块生产领域占据主导地位,”Suzuki表示。
目前几乎所有的照相手机都采用了CMOS图像传感器,这是因为与CCD传感器相比,CMOS图像传感器具有以下四大特别适合手机市场需求的优点:体积小、易于集成其它元件、耗电量仅为CCD的1/10、成本仅是CCD的1/3,而且还有下调空间。
MT9D011采用了美光专有的数字清晰技术(DigitalClarity),这使得它在各种光照环境下都能提供卓越的成像性能,并且只需耗用非常低的电流。“MT9D011可将手机拍摄的图像质量提升到照片级和打印级水平,”Rostamian指出。
MT9D011是一款1/3英寸光学格式的1600H×1200V主动像素传感器,在全分辨率下它可实现每秒15帧成像速度,在800H×600V下可实现30fps。它将电子快门、全局复位、放大缩小、像素组合、左右和上下帧反转功能全集成在芯片上,并支持机械快门和与闪存的连接。
图2:CMOS图像传感器在各应用领域的前景预测。
ST(意法半导体公司)日前也推出了兼容标准移动成像体系架构(SMIA)的百万像素照相手机芯片组,SMIA是ST与诺基亚于去年七月发布的手机成像标准。这个ST最新的照相手机套件包括VS6650相机模块和STV0976成像处理器,这两个产品是ST的SMIA兼容CMOS图像传感器和处理器产品系列的第一个产品,ST将在未来的几个月推出该系列的后续新产品。
VS6650是一个性能优异的小功率100万象素(1152×864)的相机模块,能够以每秒30帧(fps)的速率传输全分辨率图像流,SMIA的物理层有助于相机芯片组直接集成到手机设备中:高达650Mbps的高速视频串行接口和电磁干扰最小化设计,使得相机芯片组可以放置在射频区域,同时,低引脚数和嵌入式电源及时钟管理也符合手机设计的限制规定。
具有实时JPEG压缩功能的STV0976处理器能够以高达15 fps的速度处理100万像素图像。由于采用了ST的经过实际验证的世界级图像再现技术,该处理器可提供高效的纠错、镜头失真补偿和清晰度增强功能,这是专为小型镜头模块产生完美图像效果而量身定制的。
ST成像部总经理Marc Vasseur指出:“目前,使百万像素相机模块成为手机的主流配置对于我们的客户来说是一个巨大的挑战,因为标准的缺乏和极为有限的体系结构选择范围使得相机模块的BOM成本居高不下。”Rostamian则认为,百万像素级照相手机目前碰到的最大技术挑战是EMI问题。
SMIA规范的目标是降低手机成像功能的总体成本,它使得手机制造商可以在更多的系统功能分割方案中进行选择,特别是,它允许相机模块无需配备一个协处理器,这使得它特别适合于对成本非常敏感的大批量设计。不过,Rostamian强调,SMIA架构目前仅诺基亚一家在采用。
ST还发布了一个具有成本效益的分辨率升级到VGA系统的升级方案VS6590,这是一个48万像素的超级VGA(800×600)相机模块,它提供了一个向百万象素以及更高像素平稳过渡的途径。当与STV0976配合时,VS6590能够为手机主处理器传输30fps的超级VGA JPEG视频流。
ST开发的这款百万像素芯片组非常适合照相手机、PDA和其它便携终端应用,它目前已可提供开发测试样品和配套的演示工具。计划今年一季度开始量产。
除了照相手机市场,CMOS图像传感器还广泛地应用于数码相机、PDA、汽车倒车系统和车道校正系统、PC摄像头、光学辅助诊疗系统、远程监控、可视玩具、以及可视电话等应用。Rostamian表示:“未来四年,对CMOS传感器的主要市场需求将首先来自手机市场,然后是数码相机和PC摄像头、再其次是玩具和PDA,最后是医疗电子和汽车电子市场(如汽车的前视、侧视和后视系统)。”
作者:陈路
部分内容由本刊常驻日本记者原好子协助提供。
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