By 工業應用部 王克倫 

近年來，由於影像感測元件、光感測元件、3D生物辨識感測元件及光學指紋辨識器等感測元件應用的興起，讓矽晶圓與玻璃晶圓的結合應用成為趨勢。而其中最主要的應用為影像感測元件，廣泛應用於監視器、數位相機、車用、安控、物聯網、手機等產業。 

影像感測元件可分為電荷偶合元件（CCD）及互補性氧化金屬半導體元件（CMOS Image Sensor, CIS）兩類，早期是以CCD為主，但CCD是以電荷排列推動，而CIS是以半導體元件的0、1來開關作動。CCD具有靈敏度高、解析度佳、雜訊比低的優點，但也存在生產難度高、成本高，耗電量大及反應速度慢等缺點。近年由於製造工藝的進步，CMOS影像感測元件在解析度上提升許多，加上索尼（SONY）宣告停止生產CCD元件，全力轉向CMOS元件的製造，目前CIS感測元件（CMOS Image Sensor）已成為市場主流。 

CIS的構成及製造
CIS有四個主要構成部件，分別為：微透鏡（micro lens），彩色濾光膜（color filter），畫素設計（pixel design）和光電二極體（photo diode）。影像感測元件的功能，是藉由微透鏡聚光以提升光強度，並經由彩色濾光膜形成紅（R），綠（G），藍（B）三原色，再由二極體將RGB轉換為數位訊號。 

微透鏡及彩色濾光膜屬於光學元件；而畫素設計和光電二極體屬於電學元件，其底層有金屬連線層，當光電二極體接收到RGB訊號後，會將其轉換為數位訊號，最後利用影像訊號處理器（ISP）形成影像。如將晶圓級彩色濾光膜與光學薄膜技術整合後，則可用於光學指紋辨識器；如將光學薄膜應用於CIS，將使CIS對於光波段具有選擇性，如UV光、NIR等應用。 

為了加快放大訊號處理能力，SONY目前正在開發3D堆疊技術，將CIS、ISP及 DRAM三種元件以堆疊方式整合成模組，成功縮小了晶片體積，進而降低了成本，稱為「異質封裝技術」。

各種尺寸的CIS。（來源：Wikimedia Commons）

CIS產業現況
目前在CIS產業，SONY無疑是市佔率最高的公司，佔有全世界40~50%的市場，三星則佔有約20%的市場，豪威科技（已被中國的韋爾公司收購）約佔有10%，此外尚有安森美（ONSEMI）及恩智浦（NXP）等其他公司。 

安森美在通用型CIS市佔並不高，但在車用CIS的佔有率為70%。台灣則有晶相光、原相等公司切入CIS市場，但市佔率很低，技術層次也不高，目前可說是無足輕重。但在台灣的CIS封測市場則大有看頭，目前除台積電（TSMC）有代工CIS外，也組成一條龍的代工產業鏈，其光學彩色濾光片與薄膜製造交由采鈺科技代工，封測則由精材科技代工。 

此外，同欣電子則是豪威科技的代工廠，豪威科技也是同欣電最大的單一客戶。另外勝麗國際則是安森美的車用CIS封裝代工廠，安森美是其最大單一客戶，約佔其封裝產能的70%。而京元電子、久元電子與矽格也有切入CIS的測試及封裝業務。目前京元電子在CIS的測試業務有較大的成長，久元電子CIS的測試業務只是少量，矽格的CIS封裝產能也不大，但有增加的趨勢。
＊首圖取自Bengt Nyman