Yole Developpement 사의 시장 조사 기관과 파트너가 최근 애플 아이폰 X TrueDepth 모듈의 내부를 해체, 시스템 플러스 컨설팅 팀 "EE 타임즈"근적외선이 모듈에서의 추론의 Yole 뷰를 방문하는 영광 (NIR) 소이 마이크로 일렉트로닉스 (ST 마이크로 일렉트로닉스; ST)의 이미지는 실리콘 온 인슐레이터 (SOI) 웨이퍼에 사용되는 센서와,이 NIR 센서 엄격한 요구 애플 충족 감수성에 중요한 역할을 담당 개발 .
Yole Développement Imaging 및 Sensor Business Analyst 인 Pierre Cambou는 SOI 기반 NIR 이미지 센서가 "SOI의 진화에있어 매우 흥미로운 이정표"라고 말했습니다.
프랑스 그르노블 (Grenoble) 근처의 소위 '이미징 밸리 (Imaging Valley)'에있는 많은 회사들은 처음에는 역광 조명 (BSI) 이미지 센서에 사용 된 Soitec의 SOI 웨이퍼를 사용하고 Cambou에 따르면, NIR 센서에 대한 SOI 연구는 2005 년으로 거슬러 올라갑니다.
그러나 Cambou는 Apple의 ST NIR 이미지 센서가 SOI의 이미지 센서 대량 생산을 상징한다고 지적합니다. "실제 크기의 빛 때문에 이미지 센서의 표면이 넓기 때문에 Soitec 이것은 꽤 좋은 시장입니다. '
애플 ST의 첨단 NIR를 사용합니다 - 한편, Yole 겸 최고 경영자 (CEO) 장 - 크리스토프 엘로이는 '명세서 및 AMS 제품 모두의 장점을 결합 애플은 좋은 생각이 두 세계의 최고를 사용'을 TrueDepth의 디자인에서 "EE 타임즈"를 말했다 이미지 센서, AMS 및 도트 매트릭스 센서. 에로 '는 복잡한 광학 모듈에서 매우 좋은'. 올해 지적 AMS, 칠각형 알려져 비행 TOF () 기술 스택의 시간에 취득 된 AMS.
TrueDepth 작동 원리 해독
애플은 TrueDepth라는 트루 센스 카메라 시스템을 iPhone X의 전면에 장착하여 사용자의 얼굴을 인식하고 전화기의 잠금을 해제했습니다. Yole은 앞에서 설명한 것처럼 ToF 범위 센서와 적외선 아키텍처 Light '카메라를 사용하므로 균일 한'홍수 '또는'도트 패턴 '조명을 사용할 수 있습니다.
3D 감지 카메라 시스템의 작동 원리는 사진을 찍는 일반적인 CMOS 이미지 센서의 작동 원리와 매우 다릅니다. 먼저 iPhone X는 적외선 카메라와 팬 감지 요소를 결합하여 전화기 앞에 균일 한 적외선을 투사합니다. 트리거 얼굴 인식 알고리즘.
그러나이 얼굴 인식 기능은 계속 작동하지 않고 ToF 범위 센서에 연결된 적외선 카메라는 얼굴을 감지했을 때 카메라가 사진을 찍는다는 신호를 보내면 iPhone X는 도트 매트릭스 프로젝터를 활성화 한 다음 일반 이미지 및 비트 맵 이미지는 핸드셋 사용자를 인식하고 잠금 해제하는 신경망 교육을 위해 APU (Application Processing Unit)로 전송됩니다.
캠 보우는이 시간에 아직 작업을 격자 패턴 이미지에 포함 된 3D 정보의 3D 이미지를 시작하지 않았 음을 지적했다. '3D 응용 프로그램을 수행하기 위해, 다른 이미지 깊이 맵 계산 알고리즘을 사용하여 같은 APU는'그는 덧붙였다 .. : '연산 집약적 구조 광 방식의 결과로서, 뉴럴 네트워크 기술을 사용하여 강력한 처리 능력 A11 칩의 아이폰 X 전체 이점이 디자인을 달성하기위한 키이다.'
다섯 개의 하위 모듈
Yole 시스템 플러스 컨설팅 및 해체 분석 애플 TrueDepth 광학 중심에서 '다섯 개 서브 모듈의 복잡한 조합'는 NIR 카메라 각각으로 ToF 범위 센서 + IR 홍수 광 감지 소자는 RGB 카메라 발견 도트 매트릭스 프로젝터 및 컬러 / 주변 광 센서.
아래 그림과 같이 IR 카메라, RGB 카메라 및 도트 매트릭스 프로젝터가 모두 정렬됩니다.
근적외선 이미지 센서
'SOI 위로합니다 (DTI)을 사용하여 깊은 트렌치 분리의'애플의 아이폰 X --3D 카메라 (TrueDepth) 코어의 광학 중심에서 NIR 센서 ST를 볼 수 있습니다. Yole 시스템 플러스 컨설팅을하고 NIR 센서 ST 내에서 발견 .
DTI 기술의 개념은 잘 알려져 있습니다. 일반적으로 고감도의 해상도가 필요한 오늘날의 카메라의 문제점은 픽셀이 동일한 공간에 한정되어있어 사진을 찍을 때 인접한 센서간에 노이즈, 색상 변경 또는 픽셀 화를 유발한다는 것입니다. DTI 기술은 포토 다이오드 사이의 누설을 방지하는 데 사용되었으며, 애플은 실제 트렌치를 에칭 한 다음 트렌치를 절연 재료로 채워 전류를 차단한다고합니다.
그런데 왜 애플은 DTI의 꼭대기에 SOI 웨이퍼 기반의 근적외선 이미지 센서를 사용합니까?
광학 관점에서 Cambou는 절연 층이 거울과 같이 기능하기 때문에 SOI 웨이퍼가 도움이된다고 설명한다. '적외선은 더 깊이 관통하여 활성층으로 되돌아 갈 수있다.'
Cambou는 전기적 관점에서 SOI가 NIR 감도를 크게 증가 시킨다는 것을 지적합니다. 이는 픽셀 수준의 누설을 효과적으로 줄이고 향상된 감도로 인해 우수한 이미지 대비를 제공하기 때문입니다.
Cambou는 "구조화 된 빛의 작동은 햇빛을 받기 쉽기 때문에이 대비가 매우 중요하다고 설명합니다."
물론 CMOS 또는 근적외선 센서의 일반적인 목표는 더 나은 이미지를 얻으려면 더 많은 빛을보아야한다는 것입니다. "그러나 Cambou는 사용자가 밝은 햇빛에서 iPhone X의 잠금을 해제하려고 시도 할 때, 빛이 문제가 될 것입니다.
캠 보우는 "문제가 주변 광 투영 점과 태양 또는 태양의 다른 소스,하지만 일반적으로 가장 큰 문제의 NIR 광선 사이의 대조가 '따라서, 애플은 대비가 NIR이다 개선하기 위해 SOI 웨이퍼를 사용한다는 것입니다. 중요.
그래서 ST NIR 센서는 FD-SOI 또는 SOI 웨이퍼를 사용할 것인가? Cambou는 회사가 여전히 판단 할 수 없다고 말했다.
애플의 850nm 또는 940NM 파장 NIR을 사용하고 있는지 여부를 NIR에 관해서는 센서가 지금 확인할 수 있습니까? 캠 보우는 850nm--를 사용한다. 그러나, 그는 추측, '애플이 대부분의 다른 산업 플레이어와 동일한'우리가 어느 확인할 수 없습니다 '지적 인텔 RealSense, 페이스 북, HTC 등이 향후 파장 선택으로 전환 할 수 있도록하지만, ST는 유명한 (SPAD) 근접 거리 측정기 940NM 단일 광자 눈사태 다이오드를 개발하는 방법의 (인텔). '
해체 것을 발견 할 것 놀라 물었을 때, 캠 보우는 ST NIR 이미지 센서 칩의 크기 제안 - 25mm2의 크기이지만, 때문에 큰 2.8μm 픽셀에 따라서 1.4 만 화소 캠 보우는 지적했다 : '그러나,이 범주에, 보통, 픽셀이 고려 될 것이다 경쟁 제품에 비해는 5μm하는 3.0μm "작은."'
의 새로운 시대의 시작
아이폰 X Yole 3D 영상은 새로운 시대의 시작으로 위치.
캠 보우는 또한, 애플은 NIR 센서의 미래를 구축한다고 생각합니다. 그는 지적, 애플이 최근 에이서 기술 (InVisage 기술)의 양을 인수, '나는 애플이 InVisage은 NIR 센서 기능을 제공하려는 의도를 생각하지만, 또한 여러 가지가있을 수 있습니다 방법은 이번 인수를 설명합니다. '
Cambou는 InVisage가 성능면에서 ST의 성능과 일치하지는 않지만 소형화 솔루션을 제공 할 수 있다고 믿고 있다고 말하면서 "결과적으로 Face ID 기술은 증강 현실 (AR)과 같은 다른 제품으로 축소 될 수 있습니다. 입력 장치. '
비즈니스에 미치는 영향
한편, Apple iPhone X는 Soitec과 같은 SOI 웨이퍼에 대한 엄청난 비즈니스 기회를 창출하고 있으며, 중요한 것은 Cambou가 ST가 부상하는 ToF 카메라 시장의 일부가 될 것으로 믿기 때문에 ST의 의미있는 복귀를 의미하는 것입니다.
물론 반도체 사업은 단기간의 호황과 흉상주기의 영향을받는 경우가 많지만 Cambou에 따르면 ST는 휴대폰 시장에서 노키아를 잃은 후 사업 축소에도 불구하고 "매우 미묘한 전환"을 보였습니다.
ST는 CMOS 이미지 센서에서 미래 NIR 및 SPAD 센서로 이동하면서 회사의 자산 및 사내에서 개발 된 기반 기술을 활용하여 다양한 유형의 이미지 센서 애플리케이션을 개발했습니다.