高速低功耗CMOS图像传感芯片

高速CMOS图像传感器能将人眼无法分辨的高速过程记录下来，是观察和研究高速运动物体或瞬变现象变化过程及规律的最有效工具之一。常规的CMOS图像传感芯片实时性低、体积大、功耗高，高速低功耗CMOS图像传感芯片具备成像速度快、集成度高和功耗低的优势，可广泛应用于工业自动化、体育运动、科学观测以及航空航天等领域。

中国科学院半导体研究所吴南健研究员、刘力源研究员带领的技术团队长期致力于高速成像芯片研究，并取得一系列重要进展。采用梯度掺杂光电二极管和非均匀掺杂传输管沟道的新型像素结构，有效降低电荷转移路径中的电荷势垒/势阱、电荷反弹效应和光电二极管中电荷残留，减小了拖尾现象。采用低功耗设计的像素信号读出电路阵列，降低了图像传感器芯片的整体功耗。研制出1000帧每秒高速低功耗CMOS图像传感芯片，发表相关方向学术论文100余篇，申请发明专利50余项。

团队掌握高速低功耗CMOS图像传感芯片的像素、读出电路、架构、应用系统开发等全链条技术，具备实现高速低功耗CMOS图像传感芯片产业化的技术能力，研制的高速智能相机、智能化检测设备等产品已在工业、汽车和航天遥感领域进行小批量生产应用。未来团队将继续优化技术、扩展应用范围，实现大规模应用，为国民经济高质量发展作出积极贡献。

图1 高速低功耗CMOS图像传感芯片技术能力


图2  成像速度1000fps@800×600，功耗670mW


图3 高速智能相机