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已有樣品/n主要技術(shù)指標(biāo)：圖像分辨率 800×600；量化位寬 12bit；圖像幀率 1000fps；動(dòng) 態(tài)范圍 70dB；工作溫度范圍在-25℃至 85℃；芯片功耗 0.67W；同時(shí)定制的圖像傳 感器工藝和設(shè)計(jì)流程，具有更佳的高速圖像獲取能力。 高速圖像傳感器可應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、智能交通、虛擬現(xiàn)實(shí)、科學(xué)研 究、國(guó)防軍事及其他民用領(lǐng)域。具體來(lái)說(shuō)，高速圖像傳感器可應(yīng)用于汽車(chē)碰撞試驗(yàn)、 火箭發(fā)射、彈道測(cè)試、體育賽事、目標(biāo)追蹤、微表情研究和高速車(chē)牌識(shí)別等領(lǐng)域。

發(fā)展了高性能、低功耗碳基CMOS集成電路技術(shù)，性能和功耗全面超越現(xiàn)有技術(shù)，有望成為未來(lái)主流信息器件。發(fā)表了包括兩篇Science在內(nèi)的SCI論文150余篇；相關(guān)成果兩獲國(guó)家自然科學(xué)二等獎(jiǎng)以及其他重要獎(jiǎng)勵(lì)，多次被NatureIndex等專題報(bào)道。

成果與項(xiàng)目的背景及主要用途： 人類通過(guò)視覺(jué)系統(tǒng)獲取的信息占獲取信息總量的 80%以上，如果說(shuō)計(jì)算機(jī)相 當(dāng)于人類的大腦，那么圖像傳感器則相當(dāng)于人類的眼睛。圖像傳感器作為圖像信 息獲取最重要和最基本的技術(shù)在信息世界中將占據(jù)著極其重要的地位。半導(dǎo)體圖 像傳感器相比傳統(tǒng)的膠片成像具有可實(shí)時(shí)處理和顯示、數(shù)字輸出、便于儲(chǔ)存和管 理等諸多優(yōu)勢(shì)，正在迅速成為圖像傳感器發(fā)展的主導(dǎo)力量。CMOS 圖像傳感器相 對(duì)于 CCD 圖像傳感器具有單片集成、低功耗、低成本、體積小、圖像信息可隨 機(jī)讀取等一系列優(yōu)點(diǎn)。在手機(jī)拍照、PC 攝像、機(jī)器視覺(jué)、視頻監(jiān)控等諸多領(lǐng)域 已經(jīng)取代了 CCD 圖像傳感器。 技術(shù)原理與工藝流程簡(jiǎn)介： （1）時(shí)間延遲積分型 CMOS 圖像傳感器芯片 通過(guò) 0.18μm 1P4M CMOS 工藝完成了對(duì)最高 128 級(jí)線陣長(zhǎng)度為 1024 像素的 TDI 型 CMOS 圖像傳感器芯片的設(shè)計(jì)、投片和測(cè)試工作。 （2）具有緊湊讀出的多次積分動(dòng)態(tài)范圍擴(kuò)展 CMOS 圖像傳感器 提出了一種通過(guò)多次積分?jǐn)U展動(dòng)態(tài)范圍的方法，采用緊湊讀出方式，以降低 對(duì)對(duì)讀出電路的工作速度要求。成功流片 128×128 陣列原型，動(dòng)態(tài)范圍可以擴(kuò)展 39dB,像素讀出時(shí)間相對(duì)于滾筒是曝光增加了 3 倍。 應(yīng)用前景分析及效益預(yù)測(cè)： ?該領(lǐng)域開(kāi)始向著高清專業(yè)攝像、高精度工業(yè)和醫(yī)療成像、抗輻射太空成像等 專業(yè)高端領(lǐng)域邁進(jìn)。CCD 傳感器的衰退之勢(shì)難以挽回，CMOS 將在未來(lái)幾年保 持優(yōu)勢(shì)地位。2015 年，CMOS 出貨量將達(dá)到 36 億個(gè)，份額達(dá) 97%；而 CCD 出 貨量將下降到只有 9520 萬(wàn)個(gè)，占 3%份額。 應(yīng)用領(lǐng)域： CMOS 圖像傳感器廣泛應(yīng)用于消費(fèi)類、工業(yè)和科技等各個(gè)領(lǐng)域。民用領(lǐng)域： 拍照手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、可視門(mén)鏡、攝像機(jī)、汽車(chē)防盜等；工業(yè)領(lǐng)域：生產(chǎn)監(jiān)控、 安全監(jiān)控等。 技術(shù)轉(zhuǎn)化條件： 四十平方米以上的辦公用房，電腦、工作站若干，相應(yīng)軟件。也可以和 RFID 天線制造單位，卡片封裝單位共同合作。 合作方式及條件：根據(jù)具體情況面議

紫外探測(cè)技術(shù)是繼激光探測(cè)技術(shù)和紅外探測(cè)技術(shù)之后發(fā)展起來(lái)的又一軍民兩用光電探測(cè)技術(shù)。幾十年來(lái)，紫外探測(cè)技術(shù)已經(jīng)逐漸應(yīng)用于光譜分析、軍事、空間天文、環(huán)境監(jiān)測(cè)、工業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)用生物學(xué)等諸多領(lǐng)域，對(duì)現(xiàn)代科研、國(guó)防和人民生活都產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。特別是在先進(jìn)光譜儀器方面，國(guó)內(nèi)急迫需要響應(yīng)波段拓展到紫外的硅基成像器件。先進(jìn)光譜儀器是集光、機(jī)、電和計(jì)算機(jī)于一體，技術(shù)密集的高科技產(chǎn)品。它是現(xiàn)代科技必不可少的精密檢測(cè)和分析手段，是現(xiàn)代天文學(xué)、航空航天、分子生物學(xué)、現(xiàn)代醫(yī)學(xué)、環(huán)境和生態(tài)等新科技建立和發(fā)展的基礎(chǔ)。國(guó)家對(duì)發(fā)展先進(jìn)光譜儀器和研制光譜儀器用的探測(cè)器件非常重視，“十一五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃專門(mén)設(shè)立了科學(xué)儀器設(shè)備研制與開(kāi)發(fā)專項(xiàng)“先進(jìn)大型光譜儀器的關(guān)鍵部件——高分辨分光器件和探測(cè)器件的研制”，技術(shù)人有幸成為承擔(dān)該課題的主要研究人員，負(fù)責(zé)高分辨探測(cè)器件的研制工作。 硅基成像器件如CCD和CMOS是最廣泛應(yīng)用的光電探測(cè)器，而且先進(jìn)的光譜儀器都采用了CCD或CMOS作為探測(cè)器件，這是因?yàn)镃CD和CMOS具有靈敏度高、低噪聲等優(yōu)點(diǎn)。但由于紫外波段的光波在多晶硅中穿透深度很小（<2nm），一般的硅基成像器件如CCD、CMOS等都在紫外波段響應(yīng)很弱，這種很弱的紫外響應(yīng)限制了硅基成像器件在先進(jìn)光譜儀器及其他紫外波段探測(cè)方面的使用。 因此，本技術(shù)的研究成果硅基成像器件的紫外響應(yīng)增強(qiáng)薄膜是經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)發(fā)展迫切需要。 增強(qiáng)硅基成像器件的紫外響應(yīng)，目前有兩種方法：一是改變硅基探測(cè)器的結(jié)構(gòu)，如背照式CCD；另外一種是在現(xiàn)有的成像器件光敏窗口加鍍一層下變頻膜，把紫外光先轉(zhuǎn)化為可見(jiàn)光，然后再接收。國(guó)外自1980年起就開(kāi)始增強(qiáng)硅基探測(cè)器紫外響應(yīng)的下變頻薄膜研究，按使用材料的屬性，可以把變頻膜分為有機(jī)變頻膜和無(wú)機(jī)變頻膜兩種。有機(jī)變頻膜技術(shù)相對(duì)成熟，也有相關(guān)的專利出現(xiàn)。哈勃太空望遠(yuǎn)鏡CCD、星球相機(jī)（WFPC）CCD和Photometrics等公司提供的響應(yīng)波段延伸到紫外的CCD都是鍍的有機(jī)變頻膜。目前紫外增強(qiáng)有機(jī)變頻膜可使普通CCD的響應(yīng)波段延伸到200nm，Roper Scientific公司開(kāi)發(fā)的Metachrome II薄膜在120-430nm波段都具有良好的下變頻效果。有機(jī)變頻膜技術(shù)盡管成熟，但該類薄膜有著致命的缺點(diǎn)，那就是有機(jī)物分子在紫外輻射下降解速度很快。在照明度為1μW/cm2的光照下，有機(jī)分子以高達(dá)每小時(shí)3%的速率成指數(shù)降解。在這一方面，而無(wú)機(jī)變頻膜具有不可比擬的優(yōu)點(diǎn)。無(wú)機(jī)變頻膜材料可以在它使用期限的前2%時(shí)間里，減少90%的降解量，因此，無(wú)機(jī)變頻膜具有非常優(yōu)越的穩(wěn)定性。在無(wú)機(jī)變頻膜方面，國(guó)外研究也剛起步，最早的報(bào)道見(jiàn)于2003年[1]，目前尚無(wú)成熟的增強(qiáng)硅基成像器件的紫外無(wú)機(jī)變頻膜技術(shù)。國(guó)內(nèi)在有機(jī)和無(wú)機(jī)變頻膜方面，都沒(méi)有已見(jiàn)報(bào)道的研究工作。  為了提高探測(cè)器對(duì)紫外輻射的敏感性，我們采取了在硅基成像器件光敏窗口上鍍變頻膜的辦法，成功地使CCD及CMOS的響應(yīng)波段拓展到150nm。該產(chǎn)品可廣泛應(yīng)用在光譜分析、軍事、空間天文、環(huán)境監(jiān)測(cè)、工業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)用生物學(xué)等諸多領(lǐng)域，對(duì)推動(dòng)國(guó)家的科研和產(chǎn)業(yè)在這些領(lǐng)域的發(fā)展有極大幫助。

已有樣品/n高分辨率數(shù)字相機(jī)是機(jī)器視覺(jué)與工業(yè)檢測(cè)中影像獲取的主要手段。 隨著成像技術(shù)的發(fā)展， CMOS成像技術(shù)由于其高分辨率、 低成本、 全數(shù)字化等優(yōu)點(diǎn)， 獲得越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。 采用高性能CMOS探測(cè)器及FPGA等技術(shù)研制的高分辨率CMOS數(shù)字相機(jī)，能廣泛應(yīng)用于工業(yè)檢測(cè)、 交通、 大樓等監(jiān)視系統(tǒng)中。

由西安交大開(kāi)元集團(tuán)自主開(kāi)發(fā)的CMOS可視芯片是目前國(guó)際先進(jìn)、國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的視覺(jué)芯片，具有集成度高、功能全、體積小、功耗低的特點(diǎn)。以CMOS可視芯片為核心部件的彩色電腦眼是新一代計(jì)算機(jī)圖像輸入器件，具有數(shù)碼相機(jī)、電子相冊(cè)、三維傳真、動(dòng)態(tài)錄像EMAIL、網(wǎng)絡(luò)可視電話、視頻會(huì)議和智能遙控報(bào)警等多種功能。該項(xiàng)目已被列入國(guó)家高新年技術(shù)產(chǎn)業(yè)化示范工程。

CMOS成像芯片廣泛應(yīng)用于手機(jī)、相機(jī)、安保、工業(yè)、醫(yī)療、科學(xué)等眾多應(yīng)用領(lǐng)域。該領(lǐng)域的絕大部分市場(chǎng)和技術(shù)被國(guó)外廠商壟斷。成像芯片大量依賴進(jìn)口存在重大技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)和政治風(fēng)險(xiǎn)。該項(xiàng)目通過(guò)產(chǎn)學(xué)研合作，從器件、電路及工藝等多層次突破了高性能CMOS成像芯片的關(guān)鍵技術(shù)，形成了一批國(guó)際、國(guó)內(nèi)發(fā)明專利以及集成電路布圖設(shè)計(jì)等知識(shí)產(chǎn)權(quán)，開(kāi)發(fā)了國(guó)際首款128級(jí)TDI型CMOS圖像傳感器芯片，打破了國(guó)外在高端成像技術(shù)上的壟斷。本項(xiàng)目技術(shù)成果達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平，且相關(guān)成像技術(shù)已在產(chǎn)業(yè)界得到應(yīng)用。

已有樣品/n微電子所先導(dǎo)中心韋亞一研究員團(tuán)隊(duì)與中芯國(guó)際研究團(tuán)隊(duì)圍繞14 納米CMOS 量產(chǎn)工藝中光源掩模協(xié)同優(yōu)化技術(shù)開(kāi)展聯(lián)合攻關(guān)并取得顯著進(jìn)展，完成了后段制程中多層關(guān)鍵層的光源優(yōu)化工作，包括Metal 1X、Metal 1.25X、Via 1X 等。優(yōu)化后光源通過(guò)晶圓數(shù)據(jù)驗(yàn)證評(píng)估，較原有光源在各項(xiàng)關(guān)鍵指標(biāo)上有顯著提升，保證了先進(jìn)節(jié)點(diǎn)中光刻工藝的穩(wěn)定性。

本發(fā)明公開(kāi)了一種 CMOS 基準(zhǔn)電流和基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路。構(gòu)建 了兩個(gè)工作于飽和區(qū)的 MOS 管，使流過(guò)這兩個(gè) MOS 管的電流相等且 由其柵源電壓的絕對(duì)值之差得到，并利用該電流產(chǎn)生基準(zhǔn)電流或基準(zhǔn) 電壓。在這兩個(gè) MOS 管的導(dǎo)電類型相同時(shí)，通過(guò)調(diào)整其尺寸，將其柵 源電壓的絕對(duì)值之差轉(zhuǎn)化為其閾值電壓的絕對(duì)值之差；在這兩個(gè) MOS 管的導(dǎo)電類型相反時(shí)，通過(guò)調(diào)整其尺寸，使輸出的基準(zhǔn)電壓對(duì)溫度的 導(dǎo)數(shù)為 0。本發(fā)明能有效消除

成果與項(xiàng)目的背景及主要用途：該項(xiàng)目是天津市科技發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目，2005 年 8 月 2 日通過(guò)了科委組織的專家驗(yàn)收。 項(xiàng)目組采用自頂向下的設(shè)計(jì)方法，完成了 CMOS 圖像傳感器 1024×768 像素 陣列的版圖設(shè)計(jì)，通過(guò)了仿真驗(yàn)證，結(jié)果達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。在 Chartered 公司 0.35um 工藝線上成功試制了關(guān)鍵模塊和小規(guī)模完整的 CMOS 圖像傳感器樣片。 樣片工作正常，能夠正確的拍攝運(yùn)動(dòng)物體，各項(xiàng)指標(biāo)均滿足設(shè)計(jì)要求。 背景：CMOS 圖像傳感器是當(dāng)前已廣泛用于民用、工業(yè)、科技和國(guó)防領(lǐng)域的 各類圖像攝取系統(tǒng)，近年來(lái)民用電子產(chǎn)品領(lǐng)域發(fā)展迅猛，如照相手機(jī)、PC 機(jī)、 像機(jī)等。 該成果主要用于圖像攝取系統(tǒng)的核心部件—CMOS 圖像傳感器設(shè)計(jì)中。 技術(shù)原理與工藝流程簡(jiǎn)介：CMOS 圖像傳感器利用成熟的 CMOS 工藝制作光 敏像素單元，因此可以把光電接收器和信號(hào)處理電路集成在單個(gè)芯片上。主要設(shè) 計(jì)內(nèi)容包括：像素陣列、消噪放大電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、時(shí)序控制電路和測(cè)試系統(tǒng) 設(shè)計(jì)。 采用自頂向下的設(shè)計(jì)方法，首先根據(jù)功能要求對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行架構(gòu)設(shè)計(jì)，將系統(tǒng) 分為時(shí)序控制電路部分（數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)）和從像素陣列到 AD 轉(zhuǎn)換的信號(hào)處理部 分（模擬電路實(shí)現(xiàn)）。版圖設(shè)計(jì)完成后，導(dǎo)出 GDSII 文件，在新加坡 Chartered 公 司 0.35um 工藝線進(jìn)行流片，然后進(jìn)行封裝。根據(jù)芯片工作對(duì)外界的要求設(shè)計(jì) PCB 電路板，搭建測(cè)試系統(tǒng)，對(duì)芯片功能和各項(xiàng)電學(xué)指標(biāo)進(jìn)行測(cè)試分析。 技術(shù)水平及專利與獲獎(jiǎng)情況：技術(shù)水平屬國(guó)內(nèi)先進(jìn)。 應(yīng)用前景分析及效益預(yù)測(cè)：該項(xiàng)目取得了 CMOS 圖像傳感器的核心設(shè)計(jì)技 術(shù)，可用于各種CMOS圖像傳感器設(shè)計(jì)中，中國(guó)CMOS圖像傳感器市場(chǎng)需求龐大， 年復(fù)合成長(zhǎng)率達(dá)到 60%，因此有著廣闊的應(yīng)用前景。 目前國(guó)外同類產(chǎn)品的銷售價(jià)格遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于芯片的開(kāi)發(fā)成本，因此存在很大的利 潤(rùn)空間，將產(chǎn)生很好的經(jīng)濟(jì)效益。，功能上可完全兼容、并替代進(jìn)，通過(guò)合作根 據(jù)市場(chǎng)需求，隨時(shí)調(diào)整產(chǎn)品種類和指標(biāo)，使經(jīng)濟(jì)效益最大化。 應(yīng)用領(lǐng)域：CMOS 圖像傳感器廣泛應(yīng)用于消費(fèi)類、工業(yè)和科技等各個(gè)領(lǐng)域。 民用領(lǐng)域：拍照手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、可視門(mén)鏡、攝像機(jī)、汽車(chē)防盜等；工業(yè)領(lǐng)域： 生產(chǎn)監(jiān)控、安全監(jiān)控等。 4 嵌入式實(shí)時(shí)人眼視線追蹤系統(tǒng) 5 智能視頻監(jiān)控 6 立體影像處理 7 超高頻讀寫(xiě)器芯片（有資料） 8 基于多傳感器的 AR 場(chǎng)景定位