STMicroelectronics’ Near Infrared Camera Sensor in the Apple iPhone X

——逆向分析報告

由意法半導體生產的首款基于Imager-SOI襯底的近紅外攝像頭圖像傳感器，應用于蘋果iPhone X原深感攝像頭（TrueDepth）

蘋果iPhone X近紅外3D攝像頭拆解和圖像傳感器逆向分析在所有智能手機競爭對手之前，蘋果（Apple）公司開啟了3D傳感的人臉識別應用之旅（注：此前聯想集成的谷歌Tango攝像頭主要應用是環境感知）。為了紀念iPhone十周年，新款iPhone X集成了“TrueDepth”攝像頭——近紅外3D攝像頭。意法半導體為該攝像頭提供3D飛行時間（ToF）近紅外圖像傳感器，適合人臉識別和移動支付等應用。近紅外攝像頭的圖像傳感器和點陣投影器一起工作，可實現高精度的深度感測功能。該圖像傳感器采用Soitec公司的Imager-SOI技術，具有更高的量子效率和極低的噪聲。

采用SOI襯底的近紅外圖像傳感器備注：據麥姆斯咨詢此前報道，電子產業半導體材料設計和制造領導者法國Soitec公司推出了突破性的新一代SOI（silicon-on-insulator，絕緣體上硅）襯底，該產品是其Imager-SOI產品線的最新一代產品，專為先進的3D圖像傳感器等前端近紅外圖像傳感應用而設計。Soitec目前已經能夠大規模提供這款成熟的SOI晶圓，以滿足客戶在AR/VR（增強現實/虛擬現實）、人臉識別安防系統、先進的人機交互以及其它新興應用領域不斷增長的3D傳感和成像需求。

蘋果iPhone X拆解我們拆解分析蘋果的近紅外3D攝像頭（TrueDepth）時，發現了多項創新技術，其集成了一個“五個子模塊的復雜組合”，它們分別是：近紅外攝像頭、ToF測距傳感器+紅外泛光照明器、RGB攝像頭、點陣式投影器和彩色/環境光傳感器。該3D攝像頭模組使用柱形凸塊連接近紅外圖像傳感器（倒裝芯片）以及包括四個透鏡的光學模塊。

Apple iPhoneX 3D攝像頭（TrueDepth）拆解分析

蘋果iPhone X近紅外3D攝像頭模組外觀

蘋果iPhone X近紅外3D攝像頭模組Phone X近紅外3D攝像頭模組分析SOI襯底使得量子效率提高，并減少了來自襯底的噪聲。結合意法半導體的近紅外傳感技術和新技術節點（140納米以下的SOI工藝），這款近紅外圖像傳感器芯片具有非常小的像元和高分辨率（近兩百萬像素）。因此，該傳感器能夠在很短的響應時間內精確地檢測到人臉并解鎖智能手機。與SOI襯底結合使用的深溝隔離（DTI）技術為圖像傳感器提供高動態范圍的像元。

Apple iPhone X 3D攝像頭（TrueDepth）中的近紅外圖像傳感器

蘋果iPhone X近紅外3D攝像頭的圖像傳感器芯片本報告對蘋果iPhone X近紅外3D攝像頭傳感器進行了完整的分析，包括模組和傳感器芯片兩方面，并對其成本和價格進行估算。此外，本報告還將其與其它近紅外圖像傳感器進行技術對比，例如消費電子領域的英飛凌（Infineon）、pmd和Tower Semiconductor，汽車電子領域的邁來芯（Melexis），工業領域的德州儀器（Texas Instruments）。