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据麦姆斯咨询报道，苹果即将推出的iPhone 8传言配置3D摄像头相机，几个月来一直是媒体和金融界热议的话题。iPhone 8、单光子雪崩二极管（SPAD）和欧洲意法半导体公司（ST）三者之间的明确关系，让大家似乎找到了这个猜疑的答案。
显然，苹果是ST的客户这已经是很明确的事情了，但ST不会采用十引脚二极管。因此，ST一直对此新闻保持缄默。
然而，总部位于法国里昂的市场研究公司Yole，凭借其对技术分析的积累描绘出了该项技术。Yole有根据地猜测，ST将为iPhone 8推出一款全新的3D（阵列）成像仪——未来改变手机用户界面的重大创新！
Yole的成像&传感器部门负责人Pierre Cambou谈到第一条线索来自2016年国际电子器件会议（IEDM）上ST发表的题目为《采用7.83微米间距3D堆叠CMOS技术的背照式SPAD图像传感器》的文章。
为什么说这篇文章很重要？我们继续往下谈。
首先来了解下单光子雪崩二极管（single photon avalanche diodes，简称为SPAD），其捕捉单个光子的到达时间分辨率非常高。
用于3D图像传感器SPAD解析
Cambou称SPAD是“光电传感的革新”，主要基于PIN光电二极管。但他认为，SPAD将最终超越飞行时间（ToF）PIN光电二极管。通常ToF使用标准CMOS图像传感器像元，SPAD使用雪崩光电二极管，以“Geiger模式”对光子计数。
Cambou说：“使用SPAD成像的好处是它的灵敏度非常高。但是分辨率有限，像元大小限制在100微米级是主要问题。”
SPAD是公认的“棘手”器件，原因很多，主要如Cambou所说的“工作时需要高电压，对每个像素要进行大量的数字处理”。同时在图像阵列中采用SPAD像元已证明是有问题的。Yole的分析师称“SPAD在LG智能手机有大量有趣的应用，如自动对焦的测距仪”。
ST将为苹果新一代IPhone进行技术突破，不再是为LG提供的第一代SPAD产品，也不是提供给当前市场上近三分之一的智能手机的产品。相反，这次交付给苹果的是一款突破性的3D成像仪（或“阵列”）。Cambou特别强调了“成像仪”与“传感器”的重要区别，前者是有SPAD像素应用的。
3D传感器通常用于测距（相机自动对焦）或接近测量（熄屏时关闭电源）。最新传感器的阵列为3 x 3或4 x 4像素。相比之下，三维成像仪，像素超过80 x 80，和3D传感器是完全不同的概念。Cambou谈到：“这里新鲜的是：ST通过使用3D混合堆栈技术（半导体工艺技术），使得尺寸降低到满足智能手机的要求。”
3D堆栈式BSI
3D堆栈式背照式（Back Side Illumination，简称BSI）技术是ST实现SPAD的关键工艺。传统BSI要求硅晶圆有机械支撑，3D堆栈技术则有利于数字处理电路晶圆与上层CMOS图像传感器的补充。
在Yole看来，3D堆栈技术的关键在于上下电路的互连。目前硅通孔（TSV）是连接3D堆栈晶圆的主要技术。然而，随着铜铜混合互连的到来，将为像元直接相连另辟蹊径。
3D堆栈式BSI和3D混合键合BSI对比
Cambou猜测这就是ST的方案。通过3D混合键合技术，ST将数字像素转移到第二层芯片层，ST将很有可能在SPAD图像传感器上大获全胜。
带来的应用是什么？
有了SPAD成像仪，从理论上讲苹果可以在新一代手机上引进这款足够小的3D摄像头。但苹果公司还会做些什么呢？Cambou认为苹果将采用3D摄像头来创建新的用户界面。比如：用户在看手机时，手机将仔细观察用户进行人脸识别。内置的3D摄像头还可以制作一个虚拟用户，用于在Faceboo、Snapchat和FaceTime等创建虚拟人物。
推荐会议：
2017年9月11日，『“微言大义”研讨会：3D摄像头技术及应用』将在上海隆重举行，本次研讨会邀请3D摄像头业界精英进行深入交流和探讨，内容涉及3D摄像头应用及市场分析、3D摄像头原理及技术路线、3D摄像头模组剖析及算法解析等。
拟邀请单位：英特尔、微软、SoftKinetic、Yole Développement、Heptagon、Corephotonics、图漾科技、弼智仿生、奥比中光、纵目科技、希姆通、兴芯微电子、欧菲光、舜宇光学等。
同期展会：2017年中国（上海）传感器技术与应用展览会
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