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據麥姆斯諮詢報道，蘋果即將推出的iPhone 8傳言配置3D攝像頭相機，幾個月來一直是媒體和金融界熱議的話題。iPhone 8、單光子雪崩二極體（SPAD）和歐洲意法半導體公司（ST）三者之間的明確關係，讓大家似乎找到了這個猜疑的答案。顯然，蘋果是ST的客戶這已經是很明確的事情了，但ST不會採用十引腳二極體。因此，ST一直對此新聞保持緘默。然而，總部位於法國里昂的市場研究公司Yole，憑藉其對技術分析的積累描繪出了該項技術。Yole有根據地猜測，ST將為iPhone 8推出一款全新的3D（陣列）成像儀——未來改變手機用戶界面的重大創新！Yole的成像&感測器部門負責人Pierre Cambou談到第一條線索來自2016年國際電子器件會議（IEDM）上ST發表的題目為《採用7.83微米間距3D堆疊CMOS技術的背照式SPAD圖像感測器》的文章。為什麼說這篇文章很重要？我們繼續往下談。首先來了解下單光子雪崩二極體（single photon avalanche diodes，簡稱為SPAD），其捕捉單個光子的到達時間解析度非常高。用於3D圖像感測器SPAD解析Cambou稱SPAD是「光電感測的革新」，主要基於PIN光電二極體。但他認為，SPAD將最終超越飛行時間（ToF）PIN光電二極體。通常ToF使用標準CMOS圖像感測器像元，SPAD使用雪崩光電二極體，以「Geiger模式」對光子計數。Cambou說：「使用SPAD成像的好處是它的靈敏度非常高。但是解析度有限，像元大小限制在100微米級是主要問題。」SPAD是公認的「棘手」器件，原因很多，主要如Cambou所說的「工作時需要高電壓，對每個像素要進行大量的數字處理」。同時在圖像陣列中採用SPAD像元已證明是有問題的。Yole的分析師稱「SPAD在LG智能手機有大量有趣的應用，如自動對焦的測距儀」。ST將為蘋果新一代IPhone進行技術突破，不再是為LG提供的第一代SPAD產品，也不是提供給當前市場上近三分之一的智能手機的產品。相反，這次交付給蘋果的是一款突破性的3D成像儀（或「陣列」）。Cambou特彆強調了「成像儀」與「感測器」的重要區別，前者是有SPAD像素應用的。3D感測器通常用於測距（相機自動對焦）或接近測量（熄屏時關閉電源）。最新感測器的陣列為3 x 3或4 x 4像素。相比之下，三維成像儀，像素超過80 x 80，和3D感測器是完全不同的概念。Cambou談到：「這裡新鮮的是：ST通過使用3D混合堆棧技術（半導體工藝技術），使得尺寸降低到滿足智能手機的要求。」3D堆棧式BSI3D堆棧式背照式（Back Side Illumination，簡稱BSI）技術是ST實現SPAD的關鍵工藝。傳統BSI要求硅晶圓有機械支撐，3D堆棧技術則有利於數字處理電路晶圓與上層CMOS圖像感測器的補充。在Yole看來，3D堆棧技術的關鍵在於上下電路的互連。目前硅通孔（TSV）是連接3D堆棧晶圓的主要技術。然而，隨著銅銅混合互連的到來，將為像元直接相連另闢蹊徑。3D堆棧式BSI和3D混合鍵合BSI對比Cambou猜測這就是ST的方案。通過3D混合鍵合技術，ST將數字像素轉移到第二層晶元層，ST將很有可能在SPAD圖像感測器上大獲全勝。帶來的應用是什麼？有了SPAD成像儀，從理論上講蘋果可以在新一代手機上引進這款足夠小的3D攝像頭。但蘋果公司還會做些什麼呢？Cambou認為蘋果將採用3D攝像頭來創建新的用戶界面。比如：用戶在看手機時，手機將仔細觀察用戶進行人臉識別。內置的3D攝像頭還可以製作一個虛擬用戶，用於在Faceboo、Snapchat和FaceTime等創建虛擬人物。推薦會議：2017年9月11日，『「微言大義」研討會：3D攝像頭技術及應用』將在上海隆重舉行，本次研討會邀請3D攝像頭業界精英進行深入交流和探討，內容涉及3D攝像頭應用及市場分析、3D攝像頭原理及技術路線、3D攝像頭模組剖析及演算法解析等。擬邀請單位：英特爾、微軟、SoftKinetic、Yole Développement、Heptagon、Corephotonics、圖漾科技、弼智仿生、奧比中光、縱目科技、希姆通、興芯微電子、歐菲光、舜宇光學等。同期展會：2017年（上海）感測器技術與應用展覽會如果貴司希望參加演講或展會，請聯繫王懿，郵箱：wangyi@memsconsulting.com，電話：18217468860延伸閱讀：《為何晶元巨頭擠破頭收購MEMS激光掃描投影技術》《MEMS產業現狀-2016版》《3D感測器市場-2016版》《2015-2020年增強現實（AR）市場》《聯想Phab 2 Pro三維飛行時間（ToF）攝像頭》《微軟HoloLens拆解分析》