טאואר-ג'אז פיתחה את חיישן Global Shutter הקטן בעולם

30 מאי, 2018

החיישן מיועד למערכות עיבוד תמונה מדוייקות וכולל פיקסלים בגודל של 2.5μm כל אחד, בהשוואה לפיקסלים בגודל של 3.2um המצויים כיום בשוק. החיישן מגיע ליעילות קריאת אור קוונטית של 70%

חברת טאואר-ג'אז (TowerJazz) וחברת Gpixel הסינית פיתחו חיישן תמונה מבוסס CMOS ברזולוציה של 25 מגה-פיקסל, הנחשב לחיישן ה-Global Shutter הקטן מסוגו בעולם. החיישן מיוצר בתהליך של 65 ננומטר במפעל הייצור של טאואר-ג'אז ביפן. הוא מיועד לשימוש במצלמות במעגל סגור, מצלמות מדעיות ובמערכות ראייה ממוחשבת (machine vision). טאואר מסרה שתהליך הייצור שפיתחה מאפשר להקטין את הגודל של כל פיקסל בכ-65% מבלי לפגוע ברגישות שלו, ועל-ידי כך גם להקטין את השטח הכולל של החיישן.

טכניקות חשיפה מתחרות

חיישן GMAX0505 כולל פיקסלים בגודל של 2.5μm כל אחד, בהשוואה לפיקסלים בגודל של 3.2um המצויים כיום בשוק. טכנולוגיית Global Shutter מתייחסת לשיטת חשיפת החיישן לאור. בשוק קיימות שתי שיטות חשיפה מרכזיות. השיטה הנפוצה ביותר היא שיטת Rolling Shutter שבה נחשף החיישן בהדרגה, שורת פיקסלים אחר שורת פיקסלים.

היתרון בשיטה זו הוא פשטותה הרבה: היא זקוקה לשני טרנזיסטורים בלבד לאיסוף המידע וניקוי המידע הקודם מכל פיקסל ולכן חסכונית מאוד במחיר ובאנרגיה. החסרון המרכזי הוא הופעת עיוותים כאשר החיישן מצלם גופים המצויים בתנועה מהירה. בשיטת Global Shutter כל הפיקסלים נחשפים בו-זמנית לאור. השיטה הזו מספקת תמונות טובות יותר של גופים בתנועה, אולם דורשת ארבעה טרנזיסטורים בכל פיקסל, ולכן מתמודדת עם צריכת אנרגיה גבוהה יותר והתחממות.

ביישומי עיבוד תמונה מורכבים, יש יתרון בולט לשימוש בחשיפת Global Shutter מכיוון שאלגוריתם העיבוד לא צריך להתמודד עם עיוותים שהחיישן ייצר. ההודעה של טאואר-ג'אז מרמזת שייתכן שהתהליך של החברה הצליח להתגבר על בעיית ההספק וההתחממות המאפיינים את חיישני Global Shutter. החיישן החדש מדגם GMAX0505 יימכר על-ידי חברת Gpixel החל מחודש יולי השנה. הוא מסוגל לצלם בקצב של עד 150 תמונות בשנייה ברזולוציה של 10 סיביות. החיישן מבצע דגימה של המטען בכל פיקסל (charge domain sampling). בסך הכל, שטח החיישן המגיב לאור הוא 12.8 על 12.8 מ"מ. החיישן יופיע במארז Land Grid Array קראמי ומספק יעילות קריאת אור (quantum efficiency) של 70%.

שיתוף פעולה אסטרטגי עם Gpixel

להערכת חברת המחקר IC Insights, שוק חיישני ה-CMOS ליישומים תעשייתיים צומח בקצב שנתי של כ-18% וצפוי להגיע להיקף של כ-910 מיליון דולר בשנת 2020, בהשוואה להיקף של כ-400 מיליון דולר בשנת 2015. חברת Gpixel הוקמה בסין בשנת 2013 ומתמקדת בשוק חיישני התמונה האיכותיים. מראשית דרכה היא עובדת עם חברת טאואר-ג'אז.

בחודש מרץ 2014 ייצרה טאואר עבור Gpixel את חיישן ה-CMOS בעל הרגישות הגבוהה בעולם, המיועד למערכות הדמייה רפואית וליישומים מדעיים ותעשייתיים. באפריל 2015 היא ייצרה עבור Gpixel את חיישן התמונה הרגיש הראשון ליישומים מדעיים המיוצר בטכניקת Backside Illuminated CMOS, שבה המוליכים החשמליים נמצאים בחלק האחורי של החיישן, ולא בין החיישנים לבין מקור האור. טכניקה זו יעילה מאוד בשיפור התמונה, אולם קשה ויקרה יותר לייצור.

פורסם בקטגוריות: חדשות , רכיבים ופתרונות אלקטרוניים