来源：电子工程专辑

    众所周知，手机的体积起来越小，价格也越来越低。当你针对消费者需求，要为手机增添更多功能时，如为静止图像和视频提供高分辨率的成像功能，你就会面临一个相当有意思的研究案例，也就是作为一种经典工程学科的折衷处理问题。

    为了更好地进行选择，首先就要看一下可拍照机手机及其相关应用所需的基本功能，其中包括了图像质量、去马赛克(demosaicing)算法(把bayer色彩滤光片的信号流转换为真实的图像)、噪声补偿、自动白平衡(autowhitebalance)、自动曝光、文件较小以及低功耗。

    以集成追随超薄手机潮流

    通过采用jpeg压缩，可以降低文件大小，并满足存储器要求。这种算法出现在某些图像传感器ic上，但更多的是通过被称为图像信号处理器(isp)的辅助芯片(companionchip)来处理。而在cmos图像传感器(cis)面世之前，所有的图像处理都是在专用处理ic上完成的。

    虽然jpeg压缩至今仍适用于电荷耦合器件(ccd)和cis，但情况已开始发生变化。固态成像(solid-stateimaging)技术已进入系统级芯片(soc)和系统级封装(sip)的争战中。不变的是以最少的条件创建质量较好的图像。

    对于希望将数字处理整合到图像传感器上的开发人员而言，关注的核心问题是拍照模块的总体占位面积。在将数字处理集成在传感器裸片方面，安华高(avago)是引领厂商之一。事实上，安华高是唯一一家在cis器件集成片内jpeg编码和自动聚焦控制功能的供应商。自然而然地，该公司也提倡在拍照模块中使用单块系统级芯片(soc)。安华高的行销经理feisalmosleh曾表示：“拍照模块在手机中的安装方式影响了手机厚度，而厚度目前是一项主要卖点。目前手机中还没有可供堆栈封装的厚度。”

    图1:安华高的cmos图像传感器集成了片内jpeg编码和自动聚焦控制功能

    的确，超薄手机是一项重要营销亮点，而原始设备制造商(oem)对封装、元件和模块的要求严格限制了供应商的物理设计。尽管现在有人认为元件厚度问题严重，且没有什么空间余留，但必须认识到，我们所讨论的厚度问题正是单裸片的真正优势所在，这一点十分重要。虽然存在关于裸片粘接、垫片(spacer)和线邦定等额外开销，图像信号处理器(isp)的裸片厚度仍可以达0.2mm及以下。这是否占模块高度的很大比例，取决于各个模块供应商。对于标准移动成像架构(smia)标准来说，最大高度为7.6mm。某些已发布的超薄手机在消费领域中引入了模块高度限制特性，如三星的“信用卡手机”sgh-p300，厚度只有9mm。摩托罗拉的蛤壳式手机razrv3i厚度为14mm，三星的t509和xcutes50厚度分别为9.8mm和9mm。

    拍照模块的成本考虑

    手机的拍照模块售价一般在9美元左右。semiconductorinsights公司关于诺基亚6111手机的拆卸和材料清单(bom)分析报告估计，其中采用的意法半导体(st)100万像素拍照模块vs6650的成本为7.75美元。有意思的是，这一应用产品使用的是单独的ispic——stv0976n手机图像处理器，并没有整合到拍照模块中。stv0976n实际上安装在手机主板的下侧，这样做可以使模块很薄，但占用了36mm2的额外面积。isp的成本使得手机bom增加了1.45美元。st的isp采用了大小为8.8mm2的图像处理硅芯片。

    包括本文论及的片内(on-chip)集成与封装内(in-package)集成的对比在内，业界有关硅片处理成本问题的讨论屡见不鲜，但终将盖棺定论。要透彻了解这一关键参数，重要的是使用最好的分析工具。目前最好的ic成本模型工具是icknowledge公司的产品。它的2006icknowledge模型建立了从头到尾的全面的制造流程，有助于进行精确的成本估算。

    象zorancoach8这种芯片，利用非常基础的大批量cmos工艺流程，可使制造成本极低。假设委托一家台湾地区的晶圆厂采用180纳米、5层铝工艺制造，尺寸为5.9mm×5.2mm的每片ic的成本为84美分，相当于每平方毫米成本0.028美元。

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