全局快門技術(shù)助力，思特威拿下多個細分市場全球第一！

5月17日，以“驅(qū)動智能機器人創(chuàng)新”為主題的“第十四屆松山湖中國IC創(chuàng)新高峰論壇”正式在廣東東莞松山湖召開。國產(chǎn)CMOS圖像傳感器（CIS）廠商思特威銷售總監(jiān)宗翔在此次論壇上，介紹了思特威第二代全局快門技術(shù)的CIS產(chǎn)品。

6500萬像素的全局快門CIS即將問世

不久前華為新發(fā)布的Pura 70系列相機的“高速攝影模式”能夠清晰地抓拍高速物體的功能，引發(fā)了網(wǎng)友的關(guān)注。在該模式下，即便是高速運行的高鐵也能快速抓拍，并且不會出現(xiàn)拖影、形變等問題。那么這是如何做到的呢？可能很多人認為，這只是提高了快門的抓拍速度而已，但實際上最為關(guān)鍵的還是基于全局快門技術(shù)，當(dāng)然也有加入AI識別還原相關(guān)技術(shù)。

全局快門CMOS圖像傳感器在當(dāng)今的機器視覺領(lǐng)域已十分常見，因為它擁有與CCD傳感器和卷簾快門CIS相同的光學(xué)性能， 同時還具備眾多優(yōu)勢。全局快門CIS目前主要是在較低分辨率的市場中大面積取代了CCD和卷簾快門CIS。但是，在高分辨率市場中，CCD傳感器和卷簾快門CIS仍有很大的市場。不過，近年來，在高分辨率市場，全局快門CIS也正在快速取代卷簾快門CIS。

卷簾式快門與全局快門在工作原理上略有區(qū)別，卷簾式快門的工作原理是將畫面分割成尺寸大小相同的條狀，然后從上到下逐條曝光，逐條轉(zhuǎn)為數(shù)字信號。由于是逐條曝光，所以可能會導(dǎo)致畫面出現(xiàn)動態(tài)模糊的果凍效應(yīng)（jello effect）。所以，卷簾式快門CIS很難滿足高速、準(zhǔn)確的識別要求。

相比之下，全局快門CIS的工作原理是將整個畫面同時曝光，然后整個畫面可以同時轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，這種工作方式的好處是曝光時間快，所以很適合高速、準(zhǔn)確抓拍等場景的需求。

所以，從安防監(jiān)控市場入局的思特威在2017年公司成立之初就選擇了全局快門CIS作為其發(fā)展的方向，并推出了多款基于其SmartGS技術(shù)的產(chǎn)品，而彼時該市場上很多還是CCD傳感器和卷簾快門CIS，這也使得思特威憑借技術(shù)優(yōu)勢迅速在安防監(jiān)控市場站穩(wěn)了腳跟。

2019年，思特威又針對全局快門傳感器存在感光度一般比卷簾式的圖像傳感器低，需要在曝光時補光的缺點，推出了第二代SmartGS技術(shù)，將全局曝光的CIS從前照式升級到背照式工藝，即BSI Global Shutter的CMOS圖像傳感器，進一步提高了感光度能，很好的了解決全局曝光的CIS曝光量不足的問題。

“基于第二代SmartGS技術(shù)的產(chǎn)品，把讀出噪聲（Read noise）從3-5個電子降低到2-4個電子，這個已經(jīng)是國際的一流水平了。同步，我們的全局快門CIS支持的分辨率也從原本的VGA（130萬像素）提高到了900萬像素?！彼继赝N售總監(jiān)宗翔進一步解釋道。

值得一提的是，基于背照式全局快門CIS相關(guān)技術(shù)的首次亮相是在2019年的ISSCC舊金山國際電路峰會（俗稱芯片界的“奧林匹克”）上，且正是由思特威推出并作為CIS領(lǐng)域的開場論文現(xiàn)場發(fā)表的。

此外，思特威還在研發(fā)第三代SmartGS技術(shù)產(chǎn)品，基于Stack BSI+HD MM芯片設(shè)計與工藝的雙升級，將會推出更高分辨率的產(chǎn)品，12μm、25μm，甚至?xí)?500萬像素的產(chǎn)品，同時全局快門的噪聲水平也進一步控制到1-3個電子，非常適合機器視覺、AR/VR等應(yīng)用。

除了自研的SmartGS技術(shù)的加持之外，思特威還擁有夜視全彩影像技術(shù)、多類型高動態(tài)范圍技術(shù)、LFS技術(shù)（LED閃爍抑制技術(shù)）、多項快速對焦技術(shù)、SmartAEC（低功耗快速啟動）、片上ISP二合一技術(shù)等創(chuàng)新技術(shù)。得益于諸多自研創(chuàng)新技術(shù)的加持，思特威在各大細分市場也取得了非常不錯的成績。

近20款全局快門CIS產(chǎn)品，全面覆蓋各類機器視覺應(yīng)用

截至目前，思特威的全局快門CIS已經(jīng)有近20款產(chǎn)品，覆蓋了各種不同的應(yīng)用領(lǐng)域，有低成本的消費類應(yīng)用的，有高成本的機器視覺類的應(yīng)用，也有工業(yè)級的、車規(guī)級的，還有面向特種行業(yè)的都有。

在此次論壇上，宗翔還介紹了兩款新產(chǎn)品，一款是面向機器人的新產(chǎn)品SC038HGS，一款是面向AR/VR設(shè)備的SC020HGS。

SC038HGS可以支持6DOF機器人、VR定位等，640*480分辨率下可以支持240幀，功耗僅為48.6mW。

SC020HGS則是一顆適用于AR/VR類智能穿戴設(shè)備的虹膜識別、眨眼檢測、眼球追蹤、動作識別等面捕功能需求，400×400分辨率下可達240幀。其芯片尺寸僅為1.75毫米x1.75毫米，充分適配微型攝像頭模組，極限尺寸2毫米x2毫米，可直接放置在AR眼鏡鏡框上，功耗同樣僅為48.4mW。

拿下多個細分市場全球第一

得益于全局快門技術(shù)的助力，思特威在機器視覺相關(guān)的多個細分應(yīng)用市場均獲得了出色的成績。

根據(jù)相關(guān)權(quán)威研究機構(gòu)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，在2022年的安防CIS市場，思特威以33.3%的市占率位居全球第一；在2022年車載CIS市場，思特威出貨量位居國內(nèi)市場第二；在2022年的無人機CIS市場，思特威則以81.4%的出貨量市場份額位居全球第一；2021年才進軍智能手機CIS市場的思特威，在2023年的智能手機市場，出貨量已經(jīng)位居全球第五。

當(dāng)然，這個成績也不完全依賴于全局快門CIS，在常規(guī)的卷簾式快門CIS方面，思特威也有非常多的產(chǎn)品覆蓋。

綜合來看，在安防監(jiān)控領(lǐng)域，思特威的產(chǎn)品涵蓋了超低照、紅外高靈敏度、高通量范圍、高信噪比范圍，去年還推出了SC880SL/850SL的旗艦級明星產(chǎn)品。思特威在2017年到目前的6年時間，一直保持全球第一的位置。

在機器人相關(guān)領(lǐng)域，比如無人機、掃地機器人、ITS，掃碼、人臉識別（3D結(jié)構(gòu)光）等應(yīng)用，思特威也有著很高的市場份額。特別是在無人機的避障應(yīng)用方面，我們的市占率超過80%，很多雙目避障類的產(chǎn)品都是用的我們的CIS；在掃地機器人方面，幾乎所有的主流產(chǎn)品都是用我們的CIS，不管是國內(nèi)的科沃斯、追覓、云鯨、石頭，還是海外的IROBOT、Shark，都是用的思特威的CIS產(chǎn)品；在家用/商用機器人方面、人臉識別類的應(yīng)用方面，思特威的CIS產(chǎn)品的市占率也是在70%以上。

在汽車市場方面，思特威的產(chǎn)品也覆蓋了艙內(nèi)、艙外、環(huán)視、ADAS，分辨率從100萬像素到800萬像素都有，目前和80%以上的車廠都有合作。

2021年，思特威也正式進入智能手機市場，并自去年年底以來還推出了多款艦級主流的產(chǎn)品（非全局快門產(chǎn)品），傳感器尺寸有1/1.5英寸、1/1.3英寸等，分辨率也達到了5000萬像素級別。據(jù)了解，思特威今年三季度會推出1英寸大底的5000萬像素CIS產(chǎn)品。宗翔強調(diào)，這類產(chǎn)品不僅可以用于高端的手機，現(xiàn)在很多無人機和運動相機的主攝也已經(jīng)達到這個規(guī)格。

另外，在目前比較火的直播相機市場，低端的主要是用手機來進行直播，占比約80%，而在剩下的20%的專業(yè)的直播方面，目前90%都是用的索尼、尼康、奧林巴斯、佳能這些單反或者微單的產(chǎn)品。

宗翔表示，目前整個直播相機市場，大概是3000-4000萬臺的量級，即便是20%的需要用到高性能的產(chǎn)品，也是一個比較可觀的高端市場。“我們現(xiàn)在也有配合有些廠家推廣1英寸大底的直播相機產(chǎn)品，能賣到4000塊錢，介于微單和手機之間的高性能的產(chǎn)品，我覺得是很好的應(yīng)用?！?/p>

編輯：芯智訊-浪客劍