国产仿生感光器件弯道超车
背景:智能手表、智能指环等可穿戴设备普及,让大众对心率、血压、血氧的连续监测需求持续走高,而这类生理监测功能均依靠光电传感器实现。
然而,传统光电传感器难以兼顾穿戴设备对微型化、低功耗和高灵敏度的要求,采集微弱光电容积脉搏波信号时还存在信噪比差、功耗偏高等问题。
若选用高性能感光器件,又面临其核心专利与制造工艺长期由海外厂商把控的困境,国内企业授权成本高昂、定制周期漫长,产品迭代受到极大制约。
增芯、印芯、中山学,三方携手!
在此背景下,增芯科技依托自有先进晶圆制造产线,与印芯半导体联合开展研发,并获中山大学教授团队技术支持,三方协同完成 12 英寸光感器件与 ASIC 电路的单片集成。
图 1 a. 搭载增芯新型光感器件的智能指环样机;b.PD-MOS 器件结构。
目前,该新型器件已成功在增芯产线上实现流片与试产,并且已应用到智能终端中。上图 a. 为搭载该新型感光器件的智能终端,可同时支持心率、血压、血氧、睡眠等多项生理指标的连续监测。
为满足智能可穿戴设备、低功耗物联网等领域对核心感光器件 " 高灵敏度、低功耗、微型化 " 的迫切需求,三方团队聚焦弱光响应能力、噪声控制、功耗优化等核心技术瓶颈展开多轮技术研讨。经流片验证,该器件搭载超高增益设计,信号放大能力远超传统方案,灵敏度达到市面同类光敏二极管(PD)的 10~60 倍,噪声仅为传统器件的十分之一,核心感光面积仅为现有商用 PD 的六分之一。
图 2 各种 PD 的性能对比
在心率信号采集对比实验中,该新型器件展现出显著的信噪比优势,尤其在低功耗可穿戴场景下,这一优势更为突出。目前,该器件量产良率已突破 95%,满足消费级器件商用量产要求。
展望:
下一步,增芯科技将更加紧密地与传感器设计企业合作,围绕具身智能等需求,开发更多品类的高性能传感器,持续拓展增量市场。
增芯科技作为广东省实施 " 强芯工程 " 以来新设立的重要制造主体,聚焦智能传感器与车规芯片领域,建设了中国首条 12 英寸 MEMS 智能传感器及特色工艺晶圆制造产线,已实现量产。现已构建涵盖 MEMS 传感器、e-NVM 及 BCD 等工艺的多元代工平台,并通过 " 代工 +COT" 模式灵活服务市场。
公司秉持 " 诚信、创新、协作、透明、信任 " 的价值观,致力于为全球客户在汽车、工业、新能源和人工智能等多个领域的高质量晶圆供应持续赋能,成为全球值得信赖的高质量特色工艺晶圆制造领导者。
来源:增芯科技
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