CMOS图像传感器(CIS)市场正在出现一些微妙的变化：归功于全球图像传感器市场的节节攀升以及不断侵蚀CCD的传统市场份额，该类产品的出货量在过去的几年中不断创出新高。然而，新资本的进入使得竞争不断加剧，这导致一些公司不得不重新考虑自己的市场策略。Cypress公司就在不久前宣布，将其于2005年2月收购的图像传感器子公司SMaL Camera出售给由原TI传感控制部门独立而来的Sensata Technologies。这样，该公司的图像传感器业务仅剩下面向工业应用的标准CIS和定制CIS产品。据悉，目前在全球市场上专注于工业成像的CIS厂家仅有两家，而专业的客户定制CIS产品供应商则只有Cypress一家。
“目前大部分的CIS厂商都还关注在消费类电子应用。对于他们来说，出货量的多寡非常重要。Cypress的策略不同，我们更在乎是否有一定合理空间的产品利润。”在不久前上海举行的2007中国国际机械视觉展上谈到这次出售时，
工业成像市场的新明星
CCD技术所面临的颓势似乎已经在各个应用全面展开。四年前，它还是消费类电子应用中的超级明星，但CIS技术本身的快速发展以及对于更高性价比的追求令它迅速取代了CCD的主导地位。这种趋势在工业领域同样存在。唯一不同的是，工业市场的转身速度还没有消费电子那么快。“CIS在工业领域的份额还未超过50%。”指出，“但是，这种差异正在明显缩小。过去几年来它的份额一直都在稳步提高。”
“目前工业领域中仍然在使用CCD图像传感器的用户大都是那些对价格承受能力高，速度要求并不高的设备制造商。”表示，“相比之下，CIS则拥有更大的客户群基础。”他指出，工业应用对图像传感器的要求特别在，它对辐射、温度、湿度等方面的防护要求较高。此外，该类应用往往还需要高速的大面积的图像传感器。
CIS已经能够满足上述需求。以抗辐射为例，由于长期高辐射环境会导致CIS寿命的缩短，为了应对人类太空探索活动中对图像传感器耐辐射性所提出的要求，Cypress同ESA(欧洲太空总署)合作开发了STAR系列CIS，目前已通过相关认证。当然不仅限于此，除了能够用于宇航行星跟踪器和太阳传感器等航空领域外，STAR系列还可以在核电厂等其他辐射强度较高的场合中一展身手。而也称，Cypress是当今唯一的适用于太空领域的图像传感器供应商。“也许目前在轨运行的所有CIS都是我们提供的产品。”
图1：利用高速CIS来读取全息数据存储光盘中的数据
表示，在大面积图像传感器技术上，CCD同样输给了CIS。“尽管CCD图像传感器的晶体结构也能够进行拼接，但是相对CIS来说效率太低。”
高速机器视觉方面，Cypress最新的CIS已经能够实现1000帧/秒图像抓取能力。显然这不是CCD所能望其项背的。这为CIS在报纸、验钞以及交通监控和安防领域的普及化打开了大门。以交通监控为例，在抓取高速行驶汽车影像方面，普通CIS还不能完全满足交通部门的特定要求。但是安装在龙门架上的LUPA-300(VGA)在执行这份任务时却游刃有余。“频帧为 247fps 的LUPA-300每秒钟能够拍摄10张时速高达200公里的汽车图像。”
Cypress仍在高速CIS上不断前进：130万像素的LUPA-1300帧频已经达到442fps。透露，该产品目前具有16个并行模拟输出管脚，但它还没有片上模数转换器，这为系统设计带来难度并导致系统成本的上升。有鉴于此，利用其从客户定制产品研发中获得的最新技术(目前最大的像素数据读出率13.2GPixel/s)，新的LUPA-1300-2标准产品将会把模数转换器和高速LVDS接口集成到传感器芯片上来。
客户定制驱动技术进步
标准C
IS在技术上的进步有目共睹。不过，驱动技术进步的并不是大量的标准化需求，相反，指出，该公司几乎每一个标准CIS产品都来源于其在客户定制品上的技术积累。“在CIS业务上，定制产品对Cypress营收的贡献要大于标准产品。”介绍说，这些定制业务主要来自医疗(内窥镜、牙科X光)、1维/2维条形码扫描仪(线扫描)、机器视觉/运动分析(高速应用)、全息数据存储、空间抗辐射应用以及数字单反相机。由于每项应用都有其特殊的要求和特别的技术挑战，从而为大尺寸、高速、抗辐射、高分辨率以及大动态范围等特性的提高带来可能。医学X光成像对定制CIS设计的需求正在迅速上升，这源于两方面的原因。首先，相较模拟X光检测，数字化的实时成像技术并不需要显影时间以及相应的化学显影成本。此外，同非晶硅和CCD图像传感器技术相比，CIS的优势明显。“采用了抗辐射技术的CIS比CCD图像传感器具有更长的产品寿命，此外，低成本高良率的CMOS工艺也是其优势所在。”认为，“相对于CCD和非晶硅，CIS具有更快的读出速度(大于10
Cypress曾为一家医用X光成像设备生产商提供了用于乳腺成像的CIS。整颗传感器采用一颗8英寸晶圆制成，分辨率达到2520(X)*3348(Y)，成像面积101*134mm2。在X光成像方面的例子还包括专为牙科X光成像设备而定制的图像传感器。据称，采用CIS代替传统胶片拍照时所需的X光射线强度仅为原来的1/10，从而为病人带来更多的保护。此外，医疗方面对CIS的需求还包括内窥镜。该类应用需要尺寸小集成度高的图像传感器。据悉，Cypress目前能够提供外形尺寸为1150um*2565um、集成了ADC、时钟发生器、片上电源、时序发生器等功能电路在内的CIS，并可将摄像机也集成到整颗IC中。
回头看看我们已经谈论过的高速CIS。表示，其所属的公司在高速CIS领域拥有无可比拟的优势。他甚至号称：“我们是高速CIS之王，该市场上几乎所有的大型厂商均与我们有过合作。”而他展示的高速CIS的应用则包括了用于军事弹道学研究的导弹发射瞬间录像、汽车碰撞实验中的高速运动分析、飞机着陆装置等应用。据介绍，高速CIS包括线阵和面阵两类。其中线性传感器主要用于PCB检测、平板显示器检测、玻璃和薄膜类型检测，在进行大面积扫描时，可大幅降低方案成本。
全息数据存储信息读取也是定制CIS的一项主要应用。很显然，对于银行、图书馆以及证交所等每天有海量数据存储需求的场合来说，蓝光DVD 25G的存储能力还是远远不够。介绍，借助于一项在同一位置存储多层数据页的技术，Cypress正在同美国Inphase公司共同合作开发用于超大容量存储系统所需的CIS传感器。通过参考光束和信号光束以及空间光调制器(SLM)的相互作用，数据将以全息图的方式记录在光敏存储介质上。与参考光束特性一致的激光瞄准到存储介质上时，可将整个全息图(或页)投射到作为探测器的高速CIS上，借助CIS来读取数据。届时该系统最高将可存储500GB的海量数据。
