TDI-ECCD技术赋能高端半导体设备发展-锐芯微电子股份有限公司研发资深总监任张强先生.pdf

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1、锐锐 意意 进进 取，芯取，芯 空空 无无 限限Forge ahead，Define InfinityTDI-ECCD技术赋能高端半导体设备发展报告人：任张强报告人：任张强锐芯微电子股份有限公司锐芯微电子股份有限公司 资深研发总监资深研发总监锐芯微电子简介17年发展史，打造世界一流的本土化研发团队锐芯成立于2008年2月，总部位于江苏昆山，在北京、上海、深圳等地设有研发中心；目前拥有380多名员工，研发人员占比超过70%。专注高性能图像传感器&成像解决方案的研发与创新锐芯持续深耕高性能CMOS图像传感器、摄像机芯模组，以及高性能相机的自主研发与技术创新。自主研发的ECCD-TDI技术、高灵敏度

2、成像技术、高速低噪声读出电路技术、多光谱探测技术、抗强辐照芯片设计技术、超大靶面图像传感器设计技术等多项核心技术均达到了国际领先水平。填补了国内多个尖端影像技术领域的空白，推动行业自主化进程。多元的产品应用，满足不同场景需求锐芯产品覆盖高端安防监控、工业检测、科学成像、生物医疗影像、辐射影像、机器视觉及消费电子等多元化场景。北京分公司北京分公司北京市海淀区西三环北路甲2号院6号楼15层03室昆山总部昆山总部江苏省昆山市开发区创业路1588号象屿两岸贸易中心7号楼18-21层上海分公司上海分公司上海市浦东新区碧波路889号ZTE中兴研发中心 S1座7D深圳分公司深圳分公司深圳市福田区车公庙泰然路

3、苍松大厦北座1006室昆山、北京、上海、深圳多地协同超高速TDI技术：行频最高可达3Mhz，积分级数高达1024级ECCD-TDI技术抗辐照技术和X射线平板探测器设计高灵敏读低噪声图像传感器技术超高速图像传感器技术高动态范围图像传感器技术大靶面图像传感器设计多光谱以及高光谱成像技术最高抗辐照剂量:2 MGy(Max.)工业医疗应用：优于100KGy最优读出噪声:0.15 e-(rms)微弱光探测:1E6 fps单次曝光动态范围:140 dB 晶圆级图像传感器设计（Mask stitching）多芯片拼接技术多光谱成像技术实时低延时高光谱重建技术锐芯微核心技术为什么需要TDI相机单线阵相机应用受

4、限：积分时间=行时间，当被检物体运动速度较快时，线阵相机的行频就需要比较快，积分时间比较短，图像亮度就会下降，限制了线阵相机的应用范围。对于高速或者光强不足的场景，单线阵相机无法满足需求。TDI图像传感器：基于对同一目标多次重复曝光，通过延时积分的方法，大大增加了光信号的收集与一般线阵传感器相比，它具有响应度高、动态范围宽等优点。在光线较暗的场所也能输出高信噪比的图像信号。广泛应用于暗光下快速物体的成像，比如高端工业机器视觉和全天候卫星遥感成像领域。传统TDI技术路线CCD TDI 电压域CMOS TDIu 高灵敏度u 低功耗u 系统集成度高u 低读出噪声u 高分辨率u 系统复杂u 功耗高u

5、速度较低u 高速与高灵敏度u 无法同时获取锐芯2016年开始自研ECCD技术，在CMOS工艺平台上嵌入高性能CCD像素，至今已推出3代ECCD产品，结合CCD和CMOS工艺的优点，打造高端核心器件。高性能 CCD 像素l 高速移动的物体影像对应的电荷包在CCD内实现无噪声高级数的叠加l 相比数字TDI减少了量化次数，降低了读出噪声,并极大的提高了TDI传感器的行频l UV响应增强，NIR响应增强l 大满井容量 15um*15um可实现200Ke-的Fullwell高性能CMOS处理电路l 片上集成高速CCD电极控制逻辑和驱动电路l 片上集成高速低噪声ADCl 低功耗设计应用领域:晶圆检测印刷电

6、路板检测平板显示器检测生物医疗影像荧光检测高速x光检测ECCD-TDI技术超高速超高速TDI技术：行频技术：行频3Mhz，积分级数，积分级数1024级级ECCD-TDI技术技术ECCD-TDI技术与传统TDI技术对比CCD TDI 电压域CMOS TDIECCD-TDIu 高灵敏度u 低功耗u 系统集成度高u 低读出噪声u 高分辨率u 高灵敏度u 高分辨率u 低功耗u 高集成度u 低读出噪声u 高扫描速度u 系统简化u 系统复杂u 功耗高u 速度较低u 高速与高灵敏度u 无法同时获取u 无明显缺点半导体检测技术路线概述技术路线光学检测技术电子束检测技术X光量测技术全球市场占比75.2%18.7