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豪威科技

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OMNIVISION
公司类型上市公司
公司前身豪威科技
成立1995年
创办人奥斯来科技（台湾）
代表人物虞仁荣[1]、洪筱英[2]、杨洪利[3]
总部美国加利福尼亚圣克拉拉
业务范围全世界
产业半导体
产品感光元件、类比解决方案、触控与显示技术
营业额37.28 亿美元
所有权者韦尔半导体
员工人数3,490（2022）[4]
网站www.ovt.com

OMNIVISION是一个全球性的无晶圆厂半导体企业[5][6][7]，由台湾奥斯来科技成立于1995年，目前是一家在美注册的中资公司，致力于设计和开发先进的数码成像技术和产品，从事图像感测器设计、研发和市场销售的数码影像处理方案，用于智能手机、手提电脑、平板电脑、摄像头、娱乐设备、安防系统、汽车和医疗成像系统等。

OMNIVISION总部位于美国加州圣克拉拉，在美国、欧洲和亚洲各国设有三十余个办事处，并在挪威、比利时、日本、新加坡、中国和美国，全世界总共设有10个研发中心[8]。

2000年豪威科技在纳斯达克上市，2016年，豪威科技由中信资本、北京清芯华创和金石投资组成的中国财团收购[9]。2018年4月，韦尔股份重启了对豪威科技的收购，并于2019年5月通过了证监会的审核，成功收购了北京豪威科技及其他相关资产。OMNIVISION互补式金属氧化物半导体感光元件CMOS市占率为全球第三[10][11]，仅次于索尼和三星。

公司沿革

OMNIVISION 公司的重要里程碑如下：

  • 1995年：由奥斯来科技所创立。
  • 1999年：第一个特定应用积体电路（ASIC）。
  • 2000年：首次公开上市募股（IPO）。
  • 2005年：收购CDM-Optics公司，该公司为实现波前编码（英语：Wavefront coding）商业化而成立[12]。
  • 2010年：收购Aurora Systems，并将LCOS加入其产品线[13]。
  • 2011年：收购柯达专利[14]。
  • 2015年：2015年4月签署协议后，被一批中国投资机构收购，其中包括中信资本、北京清芯华创和金石投资，收购价格约为现金19亿美元[15]。
  • 2016年：由于被中国私募股权财团收购，而下市成为一家私人公司[16]。
  • 2019年：韦尔半导体以21.78亿美元收购OMNIVISION和SuperPix Micro Technology，并将其合并为Omnivision集团[17][18]。
  • 2019年：OV6948获得世界上最小的商业化感测器金氏世界纪录[19] 。
  • 2022年：豪威科技 OmniVision Technologies更名为OMNIVISION，并增加了两个新的业务部门：类比解决方案和触控与显示解决方案。

技术

一个OV7910和三个OV6920影像感测器，两种类型都有AV端子（NTSC）输出。

OmniPixel3-HS

OMNIVISION的正面照明（Front-Side Illumination，FSI）技术用于制造小型相机，其装置于智慧型手机、笔记型电脑和其他需要低光效能而无需闪光灯的应用。 OmniPixel3-GS在其前身的基础上进行扩展，用于面部认证的眼动追踪[20]，以及其他电脑视觉应用。

OmniBSI

背面照明影像（Back-Side Llluminated，BSI）技术与FSI架构的不同之处，在于如何将光线传递到感测器的光敏区。在FSI架构中，光线必须首先通过电晶体、电介质层和金属电路。相反地，OmniBSI技术将影像感测器倒过来，在像素的背面应用彩色滤光片和微透镜，从而通过感测器背面收集光线。

OmniBSI-2

第二代BSI技术由OMNIVISION与TSMC台湾积体电路制造合作开发，采用客制化的65奈米设计规则和300毫米铜制程制造，这些技术的改变是为了改善低光灵敏度、暗电流和电位能井容量，并提供更清晰的影像。

CameraCubeChip

在相机模组（英语：Camera module）中，感测器和镜头的制造过程采用半导体堆叠方法，透过结合CMOS影像感测器、晶片级封装制程（Chip Scale Packaging，CSP）和晶圆级微透镜（英语：Microlens）（Wafer-Level Optics （页面存档备份，存于互联网档案馆），WLO）的单一步骤，制造出晶圆级光学元件。这些完全整合的晶片产品，具有相机功能且有助于生产体积轻薄短小的装置。

RGB-Ir 技术

RGB-Ir技术使用彩色滤光片制程提高色彩的保真度，透过将其像素阵列图案的25%投入到红外线，75%投入到三原色光模式，可同时捕获三原色光模式和红外线影像，使其有能力用同一个感测器，捕捉白天和夜晚的影像。该技术用于以电池供电的家庭保全摄影机，以及生物识别，如手势和面部识别[21]。

PureCel 技术

OMNIVISION开发了PureCel和PureCel Plus影像感测器技术，为智慧型手机和运动摄影提供更多的摄影功能，目标是提供更小的相机模组，其可实现更大的光学格式，并提供更好的影像品质，尤其是在低光照条件下的品质[22]。

这两种技术都是以堆叠晶片的形式提供（PureCel-S 和 PureCelPlus-S），这种堆叠式晶片方法将成像阵列与影像感测器处理管道分离成一个堆叠式晶片架构，可以在感测器上实现额外功能，且与非堆叠式感测器相比，提供了更小的晶片尺寸。PureCelPlus-S使用部分深沟隔离（Deep Trench Isolation，B-DTI）结构，其包括介面氧化物、首次沉积的HfO、TaO、氧化物、Ti基衬垫和钨芯。这是OMNIVISION的第一个DTI结构，也是自2013年以来第一个金属填充的B-DTI沟槽架构[23]。

PureCel Plus使用埋藏式彩色滤光片阵列（Buried Color Filter Array，BCFA）来收集各种入射光角度的光线，以提高容差，深沟隔离通过在晶片内部的像素之间建立隔离墙来减少串扰耦合。

在PureCel Plus第二代中，OMNIVISION为实现更好的像素隔离和低光效能，著手改进深沟隔离，其目标应用为智慧型手机摄影镜头[24]。

DCG HDR 技术

OMNIVISION开发了其独特的DCG技术，以扩大影像感测器的动态范围，并在具有挑战性的照明条件下实现准确的场景再现。它采用了光生电荷的双重采样，同时具有像素级的高低转换增益，高转换增益读出能够降低读取杂讯，而低转换增益能够实现更高的全井容量，扩展了影像感测器的低光范围，提供准确、低杂讯和无移动性假象的HDR画面撷取。

SCG 技术

SCG技术能够在所有照明条件下，实现最佳影像品质和最佳讯号杂讯比。 透过将高、低转换增益与SCG开关相连接，即可启动选择性电荷检测，以获得最佳读出路径。额外的转换增益和SCG开关可以在一个影像感测器中容纳极亮和极暗的影像读出，同时提供出色的影像品质。 该技术使影像感测器能够选择最佳的读出路径，以消除极亮光线条件下的影像饱和度，并降低超低光环境下的杂讯水准。

Nyxel

OMNIVISION的Nyxel近红外线成像技术，是为了满足先进的机器视觉、监控和汽车摄影机应用的低光和夜视（英语：Night vision）效能要求而开发，结合了厚晶片像素架构和对晶圆表面纹理的精心管理以提高量子效率。此外，扩展的深沟隔离有助于在不影响感测器暗电流的情况下，保留调制转换函数，进一步提高夜视能力[25]。效能改进包括影像品质、扩展的影像侦测范围和更低的光源要求，从而降低整体系统功耗[26]。

Nyxel 2

第二代Nyxel近红外技术在第一代基础上改进，增加矽的厚度以提高成像灵敏度，深沟隔离得到进一步扩展以解决串扰问题，而不影响光学调节传送功能（英语：Optical transfer function）。晶片表面经过改进后，改善扩展的光子路径并增加光电子转换，与第一代技术相比，该感测器在不可见的940奈米电磁波谱中，达成了25%的改进，在几乎不可见的850奈米近红外波长中，达成了17%的改进[27]。

LED闪烁缓解和高动态范围

高动态范围成像依赖于演算法，将数个影像撷取合并为一个，以创建一个比单独的原始撷取更高品质的影像。发光二极体（LED）照明在HDR下可能会产生闪烁效应。这对机器视觉系统来说是个问题，例如用于自动驾驶汽车的机器视觉系统。这是因为LED在汽车环境中无处不在，从车头灯到交通号志、路标等都使用LED灯具。虽然人眼可以适应LED的闪烁，但机器视觉却不能。为了减轻这种影响，OMNIVISION采用了分割像素技术。让一个大的光电二极体使用短曝光时间捕捉一个场景。一个小型光电二极体则使用长曝光时间同时捕捉LED信号。然后，这两幅影像会被整合到最终的图片中，成为一个无闪烁的影像[28]。

产品

CMOS 影像感测器

OMNIVISION CMOS影像感测器的解析度范围涵盖6400万像素到100万像素以下[29]。2009年，OMNIVISION收到了来自苹果公司320万像素和500万像素（CMOS image sensor，CIS）的订单[30]。

ASICS

OMNIVISION生产特殊应用积体电路（ASIC），作为其影像感测器的配套产品，用于汽车、医疗、扩增实境和虚拟实境（AR/VR）以及物联网应用[31]。

CameraCubeChip

OMNIVISION公司的CameraCubeChip，是一个完全封装的晶圆级相机模组，尺寸为0.65毫米 X 0.65毫米，可整合到直径小至1.0毫米的一次性内视镜和导管中，这些医疗装置应用于从诊断到微创手术在内的一系列医疗程序[32]。

LCOS

OMNIVISION生产用于显示应用的液晶覆矽（LCOS）投影技术[33]。 2018年，AR新创公司Magic Leap在其Magic Leap One混合实境产品中，同时采用了OMNIVISION LCOS技术和感测器桥接ASIC[34]。

市场与应用

数位影像市场已经汇聚成两个主要的发展方向：数位摄影和机器视觉。虽然智慧型手机的相机曾有一段时间为推动市场的主要动力，但自2017年以来，机器视觉应用推动了新的发展，自动驾驶汽车、医疗设备、小型化保全摄影机和物联网（IoT）装置都依赖于先进的影像技术[35]。

OMNIVISION广泛的类比产品包括电源管理装置，如LED驱动器、DC-DC开关和线性稳压器、电压基准，以及特殊功能装置，如USB电源开关、负载开关和介面装置。独立产品则包括ESD/TVS、MOSFET、绝缘栅双极电晶体和肖特基二极体。

OMNIVISION的触控和显示驱动器整合（TDDI）产品包括LCD TDDI、OLED DDIC以及用于行动、PC和汽车应用的独立触控解决方案。 OMNIVISION产品为以下市场区隔所设计：

  • 行动装置
  • 汽车
  • 安全
  • 物联网/新兴应用
  • 运算
  • 医疗

以下是已被终端用户采用的OMNIVISION产品之范例：

  • 苹果公司iPhone 5的前置相机镜头是OV2C3B[36]。
  • 2013年发布的树莓派官方500万像素相机镜头使用的是OV5647[37]。
  • 2014年，谷歌为将AR/VR技术导入行动应用，开发了3D地图技术Project Tango[38]。Tango包含一些OMNIVISION的产品，包括一个可实现高解析度照片和影片的400万像素RGB-Ir感测器、其标准镜头中的深度感知，以及一个低功耗的CameraChip[39]。
  • Netgear公司的Arlo家庭保全摄影机是一个电池操作的无线摄影保全系统，其包含多款OMNIVISION产品，包括OV00788作为摄影机的影像讯号处理器，以及OV9712，后者为一个具有影片撷取能力的100万像素逐行扫描CMOS影像感测器[40]。
  • Ring门铃使用一个高传真相机，其中包含一个OMNIVISION OV9712 100万像素影像感测器OMNIVISION H.264[41]和一个用于影片处理的影片压缩晶片[42]。
  • 索尼PlayStation在PlayStation_Camera中使用了两个OV9713 CMOS影像感测器，以及两个USB桥接ASIC解决方案。此外，其搭载了一个专门为索尼制造的OV580 ASIC晶片[43]。
  • 汽车系统供应商ZF Group在其第四代S-Cam中纳入了OMNIVISION CMOS影像感测器，包括单镜头和三镜头的设定[44]。
  • 截至2020年6月为止，特斯拉Model S/X/3/Y的车尾自动驾驶镜头使用了OV10635 720p CMOS感测器[45]。
  • 华硕ZenFone 4智慧型手机系列的所有五个型号都包括双镜头设定，中端机型的前置镜头和辅助感测器均使用800万像素的OV8856，以提供120度的超宽视角。ZenFone 4 Selfie使用500万像素的低解析度OV5670作为其副感测器，目的同样是为了获得超宽视角[46]。
  • 微软Surface_Pro_4配备了一个800万像素的后置镜头，采用OV5693影像感测器，以及一个500万像素的前置镜头，采用OV8865影像感测器。后置镜头有1.4微米的像素，和适用于低光照情况的F/2光圈，前置镜头则提供了更宽的视角，用于视讯通话，画质带有些许颗粒感[47]。
  • 高通虚拟实境设计套组（Virtual Reality Design Kit，VRDK）的开发，是为了给消费电子制造商提供基础，以便它们能够在高通骁龙VR硬体基础上，开发VR头戴式装置。为实现定位追踪，该公司设计了由OV9282全局快门影像感测器支援的板载相机，可以用120Hz的速度撷取1280 x 800影像，或以180赫兹的速度撷取640x480像素影像。高通选择该款产品的理由，是因低延迟使其成为VR头戴式装置的理想选择[48]。
  • 戴尔的 Latitude 5000、7000和9000系列笔记型电脑采用了OMNIVISION的OV02C影像感测器。

参考资料

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