起底TowerJazz 它能為尼康Z9提供傳感器么?
Napoleon Chan / 2021-03-15 16:4340898在上周,尼康官宣正在開發(fā)旗艦無反相機Z9,它搭載了一塊FX格式(全畫幅)的堆棧式CMOS傳感器,支持8K視頻,其它規(guī)格不祥。在相機進(jìn)入數(shù)碼時代后,圖像傳感器成了決定勝負(fù)的關(guān)鍵之一,佳能一度憑借自產(chǎn)全畫幅CMOS圖像傳感器(下面簡寫為CIS),力壓尼康多年,直到尼康D3問世才改變局面。在進(jìn)入無反相機時代,索尼憑借自產(chǎn)CIS成功改變了相機市場版圖,佳能EOS R5只能靠著處理器與鏡頭群扳回一局。

在無反相機市場中,尼康無疑是落后于競爭對手的一個,Z9將會成為扭轉(zhuǎn)乾坤的關(guān)鍵,它搭載堆棧式CIS來自何方,會是TowerJazz么?其實TowrJazz早不叫TowerJazz Semiconductor,它在2020初改名為Tower Semiconductor,但出于習(xí)慣與不熟悉,攝影圈子更喜歡稱它為TowerJazz,它與尼康首次建立聯(lián)系是在去年與投資者和分析師的在線會議中,把尼康Z50無反相機、D7500單反相機相機加入到PPT當(dāng)中。

而尼康在數(shù)碼時代里,一直向第三方購買CIS或是尋求代工,為尼康生產(chǎn)過CIS除了索尼還有瑞薩、Aptina、東芝,只可惜瑞薩在多年前退出了CIS市場,Aptina被安森美收購,東芝在爆出丑聞后半導(dǎo)體業(yè)務(wù)賣給索尼,尼康急需一個新的企業(yè)為它代工CIS,因此和Tower Semiconductor有著廣泛合作空間。那Tower Semiconductor有可能成為Z9的傳感器的代工廠么,這必須先看它是否具備這個實力。
從目前消息看,Z9的CIS具備四個特性:全畫幅、8K、BSI與堆棧式。要實現(xiàn)8K,CIS橫向至少要有7680個像素,在全畫幅下,單個像素大小最大不超過4.7× 4.7 μm,需要較為先進(jìn)的制程——最好是180nm或線寬更小的工藝,并采用銅互連工藝,否則功耗會非常可怕,速度也難以提升。在尼康新聞稿中沒有提到Z9采用BSI技術(shù),但堆棧式是在CIS下面封裝一塊DRAM作為緩存,用以消除滾轉(zhuǎn)快門的果凍效應(yīng),CIS與DRAM之間是通過TSV(Through Silicon Via,硅通孔)工藝連接起來。FSI CIS的邏輯層位于光電二極管之上,也就是位于CIS的上半層,無法通過TSV工藝連接到下方的DRAM,因此Z9的CIS必定是BSI。

那Tower Semiconductor具備生產(chǎn) Z9的能力么?Tower Semiconductor是一家創(chuàng)立于1993年的半導(dǎo)體企業(yè),總部位于以色列Migdal Haemek,在2008年收購了半導(dǎo)體Jazz Semiconductor,并在其后一年成立了聯(lián)合公司TowerJazz Semiconductor。在2014年時候,它與松下達(dá)成了交易,收購了松下三座半導(dǎo)體工廠,成立了名為TowrJazz Panasonic Semiconductor Co.,在2020年3月起采用新名字Tower Semiconductor。Tower Semiconductor擅長生產(chǎn)射頻前端、電源管理、CIS等模擬芯片,晶圓廠分布于以色列、美國、日本多地。

按照Tower Semiconductor官網(wǎng)CMOS IMAGE SENSORS頁面中介紹,它應(yīng)用CIS上制程有180nm、110nm和65nm三種,180nm可用于生產(chǎn)3.6-6 μm像素大小、滾轉(zhuǎn)快門的電影機用CIS或是4-6 μm像素大小、全局快門的廣播機用CIS,110nm可用于生產(chǎn)3.8-5μm像素大小、滾轉(zhuǎn)快門的(單反)相機用CIS,65nm可用于生產(chǎn)3.2-7 μm像素大小、滾轉(zhuǎn)快門的相機/電影機用CIS,其中180nm、110nm采用的是8英寸晶圓,65nm采用的是12英寸晶圓,最為適合生產(chǎn)大尺寸的全畫幅CIS。顯然,Tower Semiconductor具備先進(jìn)的制程與銅互連工藝(110nm、65nm必然是銅互連工藝,不然功耗會上天),能夠生產(chǎn)出8K全畫幅CIS。

在去年Tower Semiconductor獲得了Xperi Holding的Invensas Zibond和DBI 3D半導(dǎo)體互聯(lián)技術(shù)授權(quán),該技術(shù)適用于8英寸、12英寸晶圓上生產(chǎn)全局快門、堆棧式BSI CMOS類型傳感器,應(yīng)用在dToF類似芯片上最小可實現(xiàn)10μm像素大小,當(dāng)應(yīng)用在ToF芯片上時更可縮小到2.5μm或更小。到了去年11月Tower Semiconductor進(jìn)一步表示,利用BSI堆棧式技術(shù)后能設(shè)計出更為先進(jìn)的傳感器,并制成了iTOF、dTOF和1英寸高性能傳感器。至此可以肯定,Tower Semiconductor具備BSI與堆棧式技術(shù),并能用于量產(chǎn),掃清了代工Z9 CIS的障礙。

在今年2月,尼康在ISSCC(國際固態(tài)電路會議)上公布了一塊1英寸BSI CMOS傳感器,它采用了堆棧式結(jié)構(gòu),由65nm CIS與65nm DRAM組合而成,單個像素大小為2.7×2.7 μm,總像素為1784萬(4224×4224),最高能以4K1000P速度輸出,動態(tài)范圍為110db,若輸出速度降低到4K60P,動態(tài)范圍將提升至134db。而且分為264×264塊,即16×16像素為一塊,邏輯電路能獨立控制每一塊的曝光時間,能捕捉更高動態(tài)范圍,實現(xiàn)硬件級別的HDR,可見尼康已經(jīng)具備設(shè)計先進(jìn)堆棧式CIS的能力。

目前無法判斷尼康新1英寸CIS與Tower Semiconductor有什么聯(lián)系,但可以肯定的是Tower Semiconductor具備代工Z9 CIS的能力,而且Z9性能是可以期望的。
起底TowerJazz 它能為尼康Z9提供傳感器么?


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