隨着智能化浪潮席捲全球,智能傳感器作為外部數據的接口,在工業製造、新型農業、消費電子等領域的應用不斷優化升級。作為物聯網產業領域的前沿技術,傳感器也成為國內外公認為最具有發展前途的高技術產業。
據研究機構Yole Development的預測,2021-2027年,全球MEMS市場規模將從136億美元增長至223億美元,複合增長率達9%。MEMS器件的應用領域正在進一步拓展,呈現多元化、多場景趨勢,發展潛力巨大,
由國內領先的半導體電子信息媒體芯師爺舉辦的第四屆「硬核中國芯」,匯聚了百餘家中國半導體芯片產業的知名企業、潛力企業。本文精選了此次參評的傳感器產品,以期為市場提供更多選擇。
*以下產品排名不分先後
比亞迪半導體
比亞迪半導體股份有限公司成立於2004年10月,是國內領先的高效、智能、集成新型半導體企業。主要從事功率半導體、智能控制IC、智能傳感器、光電半導體、製造及服務,覆蓋了對電、光、磁等信號的感應、處理及控制,產品市場應用前景廣闊。公司以車規級半導體為核心,產品已基本覆蓋新能源汽車核心應用領域,同步推動工業、家電、新能源、消費電子等領域的半導體業務發展。
比亞迪BF3063CS
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BF3063CS是一款單芯片輸出方案,採用3.6μm的像素尺寸,集成了公司最新一代的ISP算法和DAC模塊,支持標準的PAL/NTSC 制式的信號輸出。內置了倒車參考線,支持三段多色可調,極大的簡化了汽車後視應用的開發,針對汽車應用還加強了其在低光環境下的成像亮度。產品主要應用於後裝汽車後視攝像頭。
BF3063CS採用比亞迪半導體自研技術,產品內置的ISP算法和DAC模塊採用比亞迪半導體最新一代技術;內部集成ISP、TV Encoder和多段多色可調的Overlay,實現單芯片解決方案,便於產品後端開發更加快捷簡單,縮短開發周期;內置的倒車參考線,支持三段多色可調,極大簡化了汽車後視應用的開發;針對汽車應用,產品還加強了其在低光環境下的成像亮度,具有良好的產品性能和可靠的穩定性。
泰矽微
泰矽微成立於2019年9月,是清華長三角研究院重點合作與扶持的高新芯片研發企業,目前員工80餘人,核心人員絕大部分都是來自於Atmel、TI、Marvell、海思等知名芯片企業研發人員占比85%,碩士及以上學歷占比70%公司,具有各類系統級複雜芯片的研發能力,在信號鏈、電源、射頻等方向積累了大量的MCU芯片方案。公司同時注重開發及產品質量,已通過ISO9001認證,建立完整的質量管理體系。堅持自主創新,注重知識產權,已獲得十多個核心發明專利。
電容與壓力觸控雙模人機交互MCU
TCAE31A-QDA2
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TCAE31-QDA2可支持最多10通道電容觸控檢測,另外還集成了惠斯通電橋模擬前端電路,包括低噪聲電壓源,2級最高1024倍增益放大PGA, 高精度ADC,失調電壓動態補償等電路單元,可實現22 bits寬動態和最小3.6uV信號測量,適合於外接多種形式的電橋類傳感器用於壓力檢測和測量功能,適用於MEMS壓感,應變片壓感,及電阻壓感等多種壓力傳感器的信號調理和採集及算法處理。適用於如智能表面,智能B柱,智能中控,智能Logo,智能門把手等複雜車內和車外應用環境。
壓力檢測通道用於檢測面板的按壓狀態,5個電容觸摸按鍵用於定位具體的按鍵,壓力檢測通道採用高靈敏度低阻抗的惠斯通電橋結構, 電信號採集通過芯片集成的差分採樣信號鏈通道,低阻抗加上差分信號檢測使得抗干擾性能明顯增強。同時由於有壓力檢測通道的加入,電容觸摸通道的靈敏度可以做的更高,並且不需要採用純電容模式經常需要的屏蔽電極或冗餘電極,電容觸摸通道的利用率更高,是多按鍵智能表面的理想解決方案。
中科銀河芯
北京中科銀河芯科技有限公司是一家中高端環境傳感器芯片提供商,依託中科院微電子所雄厚的技術人才及科研實力成立的高新技術企業。專注於溫度、濕度、水分、壓力、加密認證等芯片的設計開發,助力賦能高性能傳感器芯片市場的國產化之路。業務範圍覆蓋消費電子、工業智造、白色家電、汽車電子、智慧農業、通信及物聯網等領域。
數字溫度傳感器芯片GX112
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GX112是一款高精度、低功耗、可替代NTC / PTC 熱敏電阻的數字溫度傳感器,可用於通信、計算機、消費類電子、環境、工業和儀器儀表應用中的溫度測量。GX112在-40°C至+125°C的正常工作範圍內,可提供 ≤±0.5°C的溫度精度,並具有良好的溫度線性度。GX112可提供擴展測溫模式,將測溫範圍擴展為-55°C 至+150°C。GX112的額定工作電壓範圍為1.4V~5.5V,在整個工作範圍內靜態電流小於10µA(測溫頻率4Hz)。集成在芯片內部的12位ADC分辨率低至0.0625°C。
GX112可應用於存儲芯片的熱管理模塊,通過GX112的測溫功能可以有效保護電路中的熱問題可能會影響系統性能和損壞昂貴的部件,增加產品的安全係數。
奧松電子
廣州奧松電子股份有限公司是應用MEMS半導體工藝技術生產傳感器芯片的高新技術企業,也是MEMS領域集研發、設計、製造、封裝測試、終端應用為一體的智能傳感器全產業鏈(簡稱IDM)企業,面向全國提供一站式MEMS特色芯片解決方案。
公司擁有先進的MEMS半導體智能傳感器芯片生產線, 啟動建設8英寸MEMS特色芯片IDM產業基地,始終保持與客戶聯合創新,已研發製造出溫濕度傳感器、流量傳感器、差壓傳感器、氣體傳感器、氧氣傳感器、水蒸氣傳感器、二氧化碳傳感器、PM2.5傳感器、X射線傳感器等眾多產品,為粵港澳大灣區發展智能家電、生物醫療、新能源汽車、人工智能等新一代信息技術領域提供硬件技術支撐,部分產品實現了國產替代進口,保障國家關鍵零部件供應鏈安全。
數字型差壓傳感器ADP2100
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ADP2100適用於流體介質為空氣、氮氣、氧氣的差壓測量,具有高頻次重複性、無漂移、無偏移、響應時間與測量速度快、精度高、穩定性強等特點,內置溫度補償,是苛刻且成本敏感的HVAC應用中精確氣流測量的解決方案。測量範圍覆蓋-500Pa到+500Pa,零點精度在±0.3Pa,10ms快速響應,在低壓差時也具有出色的精度,可測量更為微小的流量且集成化程度更高。ADP2100具有數字I2C接口,通信方式簡單,可輕鬆連接至微處理器。尺寸僅為10mm*8.5mm*7.7mm,微型的體積使之可適用於空間更加狹小的應用場景中。
產品應用領域廣泛,如:智慧消防中的消防余壓監測系統;暖風空調、新風系統等電器設備中的管道堵塞監測與變風量控制、樓宇自動化等;在醫療應用中,ADP2100可結合實際應用對氣體流量精確控制以達到醫療監護的目的,已被廣泛應用於呼吸機、制氧機等醫療設備。
思特威
思特威(上海)電子科技股份有限公司 SmartSens Technology (股票簡稱:思特威,股票代碼:688213)是一家從事CMOS圖像傳感器芯片產品研發、設計和銷售的高新技術企業,總部設立於中國上海,在多個城市及國家設有研發中心。
自成立以來,思特威始終專注於高端成像技術的創新與研發,憑藉自身性能優勢得到了眾多客戶的認可和青睞。作為致力於提供多場景應用、全性能覆蓋的CMOS圖像傳感器產品企業,公司產品已覆蓋了安防監控、智能車載電子、機器視覺、智能手機等多場景應用領域的全性能需求。
車規級全高清圖像傳感器
SC220AT
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思特威2.5MP車規級全高清CIS新品SC220AT,搭載思特威創新的SmartClarity®-2成像技術,以及升級的自研ISP算法,創新的SFCPixel®、PixGain HDR®專利技術、LFS技術,集片上ISP二合一、高感光度、高動態範圍、優異的LED閃爍抑制四大性能優勢於一身。同時符合AEC-Q100 Grade 2及功能安全ISO 26262 ASIL B等級要求,充分滿足車規安全標準。
思特威車規級全高清CIS產品SC220AT具有2.5MP分辨率,集片上ISP二合一、高感光度、高動態範圍、優異的LED閃爍抑制四大性能優勢於一身,感光度高達8200mV/lux·s,同時像素響應的不均勻性(PRNU)和電學串擾(Blooming)分別低至0.5%和1%以下,並支持iBGA與CSP兩種封裝形式,具有高感度與低功耗的特性。此外,SC220AT基於ASIL-D功能安全流程開發,符合AEC-Q100 Grade 2及功能安全ISO 26262 ASIL B等級要求,充分滿足車規安全標準。
旗艦級智能手機主攝應用圖像傳感器
SC550XS
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思特威SC550XS採用先進的22nm HKMG Stack工藝製程,具有50MP超高分辨率1.0μm像素尺寸,搭載思特威SmartClarity®-2成像技術,以及SFCPixel®與PixGain HDR®專利技術,擁有出色的成像性能。此外通過AllPix ADAF®技術加持可實現100%全像素對焦,並配備了MIPI C-PHY 3.0Gsps高速數據傳輸接口。產品在夜視全彩成像、高動態範圍以及低功耗性能上均可滿足旗艦級智能手機主攝的需求。
SC550XS擁有5000萬像素超高分辨率,像素尺寸僅為1.0μm,封裝形式為COB。採用先進的22nm HKMG Stack工藝製程,搭載思特威SmartClarity®-2成像技術以及SFCPixel®專利技術,擁有出色的成像性能。同時支持PixGain HDR®、4K 30fps高達120dB的三重曝光行交疊HDR以及60fps 100dB的雙重曝光行交疊HDR三種HDR模式, 能夠捕捉更豐富的光影明暗細節。此外,通過AllPix ADAF®技術加持可實現100%全像素對焦,並配備了MIPI C-PHY 3.0Gsps高速數據傳輸接口。產品在夜視全彩成像、高動態範圍以及低功耗性能上均可滿足旗艦級智能手機主攝的需求。
善思微
成都善思微科技有限公司是國內首家掌握晶圓級CMOS圖像傳感器芯片設計能力及CMOS平板探測器量產工藝的國家高新技術企業,解決了高端醫療影像領域「卡脖子」核心零部件國產化問題。
公司成立於2019年9月並已完成數千萬元A輪融資,產品可廣泛應用於醫療、工業及安檢等行業的成像。在專精特新戰略指導下,善思微致力於用半導體技術推動醫療影像及相關行業進步,成為國內領先、全球知名的固態成像探測器專業供應商。
善思微SV1313芯片
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SV1313芯片是一款晶圓級CMOS圖像傳感器芯片,可用於牙科CBCT、耳鼻喉CBCT、外科Mini C、工業無損檢測等X射線間接成像領域。該芯片採用0.18um成熟CIS工藝,無源像素陣列為1280X1280,像素尺寸為100um*100um。
芯片尺寸為13.3mm*13.1mm,基於高精度的stitching工藝,在一個8英寸的晶圓上只有一個芯片。芯片集成讀出電路,每80列復用一個模擬輸出,該芯片的量產填補了國內空白。
聚芯微電子
武漢市聚芯微電子有限責任公司成立於2016年1月,是一家專注於高性能模擬與混合信號芯片設計的創新型高科技公司,總部位於武漢光谷未來科技城,並在歐洲、北京、深圳、上海、蘇州設立有研發中心。
聚芯擁有智能音頻、3D視覺、光學傳感和觸覺感知等多條產品線布局。其中智能音頻功放憑藉差異化的產品及優秀的性價比已得到主流手機廠商的認可,而用於3D成像的飛行時間(Time-of-Flight)傳感器採用了背照式(BSI)技術,具有高精度、小像素尺寸、高分辨率、低功耗、全集成等特點,打破歐美國際廠商的壟斷,可廣泛應用於人工智能、人臉識別、自動駕駛、AR/VR、3D建模、動作捕捉、機器視覺等領域,在手機、安防、汽車等主流市場擁有光明的商業落地前景。
3D-ToF飛行時間智能傳感器芯片
SIF2610
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此款芯片是全球繼三星、索尼後,第三家成功研製並可量產的芯片,首創Charge domain CDS 的itof像素及芯片系統,首創Charge focusing的dtof像素及指針尋峰算法,填補國內3D-ToF傳感器領域空白,解決國外壟斷與卡脖子難題,在國際上享有定價權,為國內集成電路相關產業實現國產化替代有着非常重要的意義。
集成了5um像素尺寸的VGA級(640*480)的感光陣列,用來調製紅外光源的信號發生器,低噪聲ADC,獨立的邏輯控制單元,片上高速時鐘和用於高速數據傳輸的MIPI接口,支持高達165MHz的調製頻率及高達240fps的輸出幩率(Raw data)。同時,SIF2610針對NIR(近紅外)進行了特殊優化,在850nm/940nm波段具有良好的感光度。
配合紅外光源,SIF2610系列產品可以廣泛應用於人臉識別、VR/AR、動作捕捉、3D建模、機器視覺、無人駕駛等領域。
美新半導體
美新半導體是全球領先的慣性MEMS傳感器供應商, 為客戶提供從MEMS傳感芯片、軟件算法和應用方案的一站式解決方案。
美新半導體大規模穩定量產的產品有全球獨有熱式加速度計、電容式加速度計、AMR地磁傳感器、低功耗霍爾開關等產品,廣泛應用於汽車、工業、醫療、可穿戴、智能家居、消費電子等領域,通過感知物理世界的位移和運動變化,為人們提供更加智能、可靠、安全的科技體驗。
熱式加速度傳感器
MXR7150/7999VW
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MXR7150/7999VW基於MEMS和CMOS電路的雙軸加速度傳感器,單芯片集成設計的數模混合信號處理電路。基於美新專有的熱式加速度傳感器技術,MXR7150/7999VW具有可承受超過50,000g衝擊的傳感器結構,並在–40℃到125℃溫度範圍內保持良好的性能指標,通過ISO16949和AEC-Q100標準認證。MXR7150/7999VW被國內外主流Tier1 廠商廣泛應用於汽車主動懸掛、電子駐車、電子車身穩定和防側翻檢測等系統
美新專有的熱式加速度傳感器技術,相較於競品的電容式加速度傳感器技術有如下突出優勢:
·基於標準COMS的單芯片集成的MEMS和數模混合處理芯片設計
·在嚴苛工作環境下仍能保持穩定的性能指標
·超高抗衝擊性能
·超強的噪音和高頻振動的抑制能力
· MEMS結構簡單,無運動質量塊,穩定可靠。
·製造工藝簡單,成本優勢明顯
銳思智芯
銳思智芯®是領先的融合視覺傳感器研發商。公司創立於2019年,在深圳、北京、蘇黎世、南京設有辦公室及研發團隊。基於獨創的 Hybrid Vision®融合視覺技術,銳思智芯®突破性地研發了ALPIX®系列融合式視覺傳感芯片,為智能手機、消費電子、智能安防、智能汽車領域提供一體化智能視覺解決方案,持續賦能視覺AI生態。
ALPIX-Eiger
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作為一款主要針對高端成像應用的融合式視覺傳感器,ALPIX-Eiger™搭載獨創的Hybrid Vision™ 融合視覺專利技術,達到800萬像素分辨率和1.89μm×1.89μm像素尺寸。在單一像素層面,ALPIX-Eiger™ 以傳統圖像傳感器(CIS)為基礎,融合事件驅動視覺傳感器(EVS)功能,可同時輸出高質量圖像數據和事件流數據。圖像模式媲美主流傳感器,延續全幅畫質與影像細節,突破單一事件相機應用場景局限。事件模式支持輸出事件流數據,擁有高信噪比、高幀率和高動態範圍,具備色彩信息,能夠輔助圖像傳感器(CIS)獲取更多信息,增強成像質量,實現更優質的圖像功能。
在專利化的芯片架構和像素設計基礎上,引入先進的3D堆疊和BSI背照式工藝,像素尺寸達到1.89μm×1.89μm,可廣泛應用於手機、運動相機、安防、高速視頻、AR/VR、機器人等場景。
洛微科技
洛微科技(LuminWave)是全球領先的芯片級激光雷達(LiDAR)開拓者。致力於通過自主研發的基於硅光子技術的光電芯片,為市場提供芯片級激光雷達硬件以及解決方案。洛微科技創立於2018年,總部位於杭州,並在西安、洛杉磯等地設立分支機構。創始團隊由MIT光子學專家和產業權威工程師共同組成,擁有雄厚的硅光子芯片集成技術及軟硬件開發能力,創造性地將調頻連續波(FMCW)相干探測和固態掃描等技術應用到LiDAR領域,自主開發了純固態大視場近場LiDAR D系列(Diversity Series)和硅光FMCW 4D LiDAR F系列(Foresight Series)產品。洛微科技致力於為市場提供更有價值、更智能、可擴展、更經濟的激光雷達產品,推動全球激光雷達和自動駕駛產業升級。
硅光FMCW芯片
LWFMCW128C
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硅光FMCW芯片採用多通道並行FMCW架構設計,並行的FMCW計算單元數達到128個,計算單元數目較第一代產品提高了4倍。除了FMCW相干探測功能之外,芯片上同時集成了多種關鍵的光信號處理單元,如信號光調頻、非線性補償等功能模塊,在單個芯片上就集成了幾乎所有必需的分立光電器件和功能。
硅光FMCW芯片是洛微科技硅光FMCW 4D激光雷達F系列核心構成,主要用於車輛前向遠距離探測。目前與多家主機廠商及新勢力造車廠積極合作中,目標品牌24、25年量產車型前裝。
美泰科技
MPC-FC系列壓力芯片
MPC-FC系列壓力芯片是具有電阻真空腔防護的絕壓芯片,可測量腐蝕性液體和氣體的壓力。採用無引線封裝,具有體積小、精度高、可靠性高、長期穩定性好等特點,可覆蓋低壓和中高壓不同壓力範圍,現已廣泛應用於汽車、航空航天、軌道交通等領域。
作為基於壓阻效應的高可靠性完全自主可控倒裝焊封裝芯片,MPC-FC系列壓力芯片具有以下特性:
溫度遲滯:±0.2%FS;
非線性:≤0.2%FS;
壓力遲滯:≤0.15%FS;
TCR:0.2±0.02%R/℃。
產品可應用在汽車、航空航天、軌道交通等領域的載體動態壓力信號測量等場景,已成功批量應用於國內主流頭部車企重點車型並獲得獨家定點供應商。
瑞識科技
瑞識科技(RAYSEES)是一家深耕半導體光芯片領域的硬科技公司,致力於為智能硬件、智能駕駛、人臉識別、激光雷達、醫療健康等領域客戶提供全球領先的VCSEL芯片和光學解決方案。
瑞識科技由美國海歸博士團隊創建,其核心團隊成員擁有深厚的光電半導體行業背景與多年大規模產業化經驗。目前,瑞識科技已擁有國際領先的光芯片設計、光學集成封裝、算法研發、光電系統整合優化等核心技術,並打通「芯片+光學+應用」的全產業鏈條,推出自主研發的全系列高性能VCSEL芯片和光學集成產品,申請國內外技術發明專利超100項,服務全球超過100家客戶。
瑞識905nm VCSEL激光雷達芯片
瑞識905nm VCSEL芯片可實現高達80W的峰值光功率,產品性能大幅領先業界同類產品。其外延結構設計採用多結(多個有源區)方案作為底層技術,產品的高功率密度可以極大簡化光學設計與系統架構,同時該產品擁有的高斜率效率也可以有效地提高系統端驅動器的切換速度,為高端工業及車載激光雷達提供高質量、高性價比的新一代解決方案。
該款芯片在ns驅動條件下,15A驅動電流即可實現高達80W的峰值光功率,可靈活運用於短距到長距的flash激光雷達,其斜率效率達到5.3A/W,能有效地提高系統端驅動器的切換速度,峰值PCE為25%,性能大幅領先業界同類產品。
興感半導體
半導體
成立於2013年的興工微電子及興宙微電子由興感半導體全資控股,上海興感半導體專注於集成式傳感器芯片的研發,以全集成式的電流檢測技術為一個核心的全球引領型的高性能傳感器芯片供應商。
公司在傳感器器件,高精度混合信號處理、傳感器封測等領域擁有獨立知識產權和豐富技術儲備,產品已作為新能源設備,汽車終端、工業自動化等應用的關鍵芯片,成功進入多個行業一線客戶的供應體系並實現大規模量產。同時公司持續加大對電量管理應用的芯片研發,解決客戶對創新性的訴求。
集成式電流傳感器SC824
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SC824全集成電流傳感器系列是上海興感半導體開發的8mm寬隔離間距,符合安規標準,並具有4800Vrms隔離等級,其封裝實現<0.8mΩ電流導線阻抗,使其可應用於大電流功率系統。
這顆產品是基於霍爾效應的高精度電流傳感器,採用了自有專利的數字溫度補償技術、差分傳感技術,隔離封裝技術,使其能在複雜的工業環境下保障1%精確的傳感採集精度和非常穩定的性能指標。
SC824系列的優點之一是提供了可調增益級別,用戶可通過GAIN_SEL的兩個邏輯引腳進行簡單的外部電路調節配置設置增益級別,該設計為可以滿足同型號在不同機型的應用,提升了設計靈活性。
該系列另一個優點是設計了開漏極輸出的快速和慢速故障監控功能,分別非常適用於重度短路故障檢測和輕度電流過載檢測,其中慢速故障功能允許用戶從電源創建電阻分壓器調節故障閾值,該功能在故障檢測中應用靈活也大大簡化了電路板應用布局。
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