《苹果iPhone X近红外3D摄像头传感器》

原标题:《苹果iPhone X近红外3D摄像头传感器》

STMicroelectronics’ Near Infrared Camera Sensor in the Apple iPhone X

——逆向分析报告

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由意法半导体生产的首款基于Imager-SOI衬底的近红外摄像头图像传感器,应用于苹果iPhone X原深感摄像头(TrueDepth)

苹果iPhone X近红外3D摄像头拆解和图像传感器逆向分析

在所有智能手机竞争对手之前,苹果(Apple)公司开启了3D传感的人脸识别应用之旅(注:此前联想集成的谷歌Tango摄像头主要应用是环境感知)。为了纪念iPhone十周年,新款iPhone X集成了“TrueDepth”摄像头——近红外3D摄像头。意法半导体为该摄像头提供3D飞行时间(ToF)近红外图像传感器,适合人脸识别和移动支付等应用。近红外摄像头的图像传感器和点阵投影器一起工作,可实现高精度的深度感测功能。该图像传感器采用Soitec公司的Imager-SOI技术,具有更高的量子效率和极低的噪声。

采用SOI衬底的近红外图像传感器

备注:据麦姆斯咨询此前报道,电子产业半导体材料设计和制造领导者法国Soitec公司推出了突破性的新一代SOI(silicon-on-insulator,绝缘体上硅)衬底,该产品是其Imager-SOI产品线的最新一代产品,专为先进的3D图像传感器等前端近红外图像传感应用而设计。Soitec目前已经能够大规模提供这款成熟的SOI晶圆,以满足客户在AR/VR(增强现实/虚拟现实)、人脸识别安防系统、先进的人机交互以及其它新兴应用领域不断增长的3D传感和成像需求。

苹果iPhone X拆解

我们拆解分析苹果的近红外3D摄像头(TrueDepth)时,发现了多项创新技术,其集成了一个“五个子模块的复杂组合”,它们分别是:近红外摄像头、ToF测距传感器+红外泛光照明器、RGB摄像头、点阵式投影器和彩色/环境光传感器。该3D摄像头模组使用柱形凸块连接近红外图像传感器(倒装芯片)以及包括四个透镜的光学模块。

Apple iPhoneX 3D摄像头(TrueDepth)拆解分析

苹果iPhone X近红外3D摄像头模组外观

苹果iPhone X近红外3D摄像头模组拆解分析

SOI衬底使得量子效率提高,并减少了来自衬底的噪声。结合意法半导体的近红外传感技术和新技术节点(140纳米以下的SOI工艺),这款近红外图像传感器芯片具有非常小的像元和高分辨率(近两百万像素)。因此,该传感器能够在很短的响应时间内精确地检测到人脸并解锁智能手机。与SOI衬底结合使用的深沟隔离(DTI)技术为图像传感器提供高动态范围的像元。

Apple iPhone X 3D摄像头(TrueDepth)中的近红外图像传感器

苹果iPhone X近红外3D摄像头的图像传感器芯片

本报告对苹果iPhone X近红外3D摄像头传感器进行了完整的分析,包括模组和传感器芯片两方面,并对其成本和价格进行估算。此外,本报告还将其与其它近红外图像传感器进行技术对比,例如消费电子领域的英飞凌(Infineon)、pmd和Tower Semiconductor,汽车电子领域的迈来芯(Melexis),工业领域的德州仪器(Texas Instruments)。

苹果iPhone X 3D摄像头成本分析

报告目录:

Overview / Introduction

STMicroelectronics Company Profile

Apple iPhone X - Teardown

Physical Analysis

• Physical Analysis Methodology

• Module

- View and dimensions

- Module disassembly

- Module cross-section: Overview, filter, substrate

• Sensor Die

- View, dimensions, and markings

- Pixels, pads

- Die process

- Cross-section: substrate, pads, photodiode, metal layers

• Physical Data Summary

Physical Comparison: Infineon/pmd, Tower Semiconductor, Melexis, Texas Instruments

• NIR Image Sensor View and Dimensions

• Estimated Pixel Performance

• Pixel Form

Manufacturing Process Flow

• Sensor - Die Process

• Sensor - Wafer Fabrication Unit

• Sensor Process Flow

Cost Analysis

• Cost Analysis Overview

• Main Steps Used in the Economic Analysis

• Yield Hypotheses

• Sensor Die Cost

- Front-end (FE) cost

- Microlens front-end cost

- Total front-end cost

- Back-end - tests and dicing

- Wafer and die cost

• Module Assembly Cost

• Lens Module Cost

• Final Assembly Cost

• Module Cost

Estimated Price Analysis

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