在芯謀研究日前發表的2018上半年中國集成電路設計產業研究報告中，憑借CMOS圖像傳感器業務大紅大紫的供應商豪威科技(OmniVision)，取代了比特大陸，一躍成為中國第二大芯片設計公司。
豪威科技曾是納斯達克的上市企業。2016年，中國財團耗資19億美元，將其私有化，并成立了北京豪威科技全資子公司。公司主要是從事設計、開發和銷售高性能、高集成度和高成本效益的半導體圖像傳感器設備。最近，國內的上市公司韋爾科技正在對其發起一個收購，這主要看中的是他們在圖像傳感器方面的影響力。
最近兩年，由于車載應用、機器視覺、人臉識別與安防監控的快速發展，以及越來越強大的手機拍照功能，全球CMOS圖像傳感器銷售額屢創新高。以安防領域為例，2017年全球安防領域CMOS出貨量達到1.84億，年復合增長率達到11.95%。
重新定義近紅外行業新標準
對高分辨率、超低光線條件下的圖像質量、以及近紅外性能的不懈追求，正成為當前安防市場的三大趨勢。一方面，分辨率正從主流的1080P逐步向4K2K發展，人臉識別、物體識別等智能視頻需求開始興起，H.265編碼技術逐漸得到普及;另一方面，包括超低光彩色、超低光不開補光燈、SNR1<0.2Lux在內的超低光線條件下的圖像質量要求不斷提升，使得近紅外應用在安防、人臉識別、生物特征識別、駕駛員監控、AR/VR等行業成為廣泛需求，具體要求包括降低紅外燈的功耗、提高監測物體距離、SNR1940 <35nW/cm2等。
因此，在提升近紅外靈敏度成為市場熱點的同時，如何降低近紅外燈功耗，延長電池壽命;延長探測距離，保持功耗不變;以及消除850nm紅曝現象，又成為技術的難點。例如，就目前而言，850nm光照度是室外監控攝像頭的理想之選，但850nm產生的紅曝現象明顯，容易暴露攝像機的位置，對視覺產生傷害，靈敏度也不及940nm。而940nm則因為近紅外光不會被人眼察覺，適合夜晚室內黑暗環境，正成為傳統圖像傳感器產品未來升級的方向。
夜鷹Nyxel技術是豪威科技為突破紅外靈敏度所推出的一把利器。據豪威科技市場部副總裁陳家旺介紹，首先，通過增加硅基層厚度，在吸收更多光子的同時大幅增加光電轉換效率;其次，為避免光子在傳播過程中形成串擾，研發人員將像素置于像素間具有屏障的溝槽中;最后，增加一層曲面薄膜，使得光子在被吸收后能夠以不同角度行駛更長的距離，增加光電轉換效率，從而形成更明亮的圖像。
實驗結果顯示，相比傳統近紅外傳感器，使用夜鷹Nyxel技術的產品在850nm波長處的量子效率(QE)從原來20%提到60%，增加3倍;940nm波長處的QE從8%提到40%，增加5倍。靈敏度的提升，意味著豪威圖像傳感器能夠在相同的近紅外光量下成像更清晰，可以檢測到更遠的成像區域，意味著減少了對LED補光燈的需求，從而降低了總體功耗和成本。
此前，CMOS圖像傳感器方面行業一直采用可見光亮度標準，即單位面積光通量(Lux)來度量，然而隨著近紅外光成為主流，如何衡量相關產品的性能行業卻并無參考指數。對此，豪威科技提出了一種新的指標NIR SNR1對其進行量化，該指標融合了QE、像素尺寸和讀取噪聲等因素，在850nm和940nm兩個不可見光波長領域定義了新的標準，即采用單位面積輻射通量(nW/cm2)來度量。
按照這個指標，在30nW/cm2左右的參數范圍將被視為優秀的產品，這使得在紅外產品有了參考指標，客戶可以用這個標準測量相關產品以區分性能。未來，940nm紅外光還將會向更加穩定高效的940nm VCSEL紅外光源前進。
按照上述指標，豪威科技最新推出的安防專用圖像傳感器芯片OS02C10的SNR1850nm值為23nw/cm2，SNR1940nm值為31nw/cm2，意味著在同樣環境和同樣圖像探測范圍內，采用該傳感器設計的安防監控攝像頭可在完全黑暗的條件下正常工作，且近紅外照明功耗比其它競爭產品要低2倍至4倍。
OS02C10采用超低噪聲設計，SNR1照度達到0.16 lux的同時，可生成高清1080p圖像。OmniVision的專利雙重轉換增益技術使該款傳感器實現了行業最佳超低光成像性能，而三次曝光交錯式寬動態可將運動偽像減小到最低，并將高動態范圍達到120dB。此外，在安防系統轉換為更高質量顯示器情況下，這些技術可輕松將其分辨率提高至2K至4K。
安防圖像傳感器全面進入“背照式”時代
除OS02C10外，OmniVision還在本屆安博會上推出兩款基于OmniBSI像素技術的最新2微米圖像傳感器系列產品 OS02F10和OS04B10。這兩款傳感器采用業內最具性價比的背面照度(Back Side Illumination)解決方案，并專為入門級物聯網、工業、商業及住宅領域的安防監控攝像頭提供高清晰圖像質量。
陳家旺告訴記者，以前，入門級物聯網的安防監控攝像頭只采用前照式圖像傳感器，沒有充分發揮這些攝像頭的性能。而在采用最新的OS02F10和OS04B10圖像傳感器后，即使是住宅用安防監控攝像頭也不用再擔心因為想要實現信價比而犧牲性能。這一切均得益于緊湊型的 OmniBSI 像素架構成功減少了像素串擾問題，圖像質量也因此更出色。
OS02F10和OS04B10圖像傳感器均具有出色低光靈敏度，傳感器的9度主光線角度(CRA)能夠讓安裝有廣角鏡頭的薄模塊實現精準、無聲的監視效果。
其中，OS02F10為200萬像素(MP)傳感器，支持1080p(1920 x 1080)分辨率的視頻，幀率為30幀/秒，功耗小于 120mW。該超緊湊型傳感器采用獨特的1/4英寸光學格式及4.9 x 3.0毫米芯片級封裝(CSP)，其高量子效率(QE)減少了對IR照明的要求，可實現低功耗，攝像頭電池的使用壽命更長。
而OS04B10應用于需監控范圍更廣的區域。具有360萬像素分辨率，支持2K(2560 x 1440)分辨率的視頻流，幀率為每秒30幀，功耗低于140mW。該款傳感器的特點為其獨特的1/3 英寸光學格式及6.3x3.7毫米芯片級封裝(CSP)技術。