據麥姆斯諮詢報導， 蘋果即將推出的iPhone 8傳言配置3D攝像頭相機， 幾個月來一直是媒體和金融界熱議的話題。 iPhone 8、單光子雪崩二極體（SPAD）和歐洲意法半導體公司（ST）三者之間的明確關係， 讓大家似乎找到了這個猜疑的答案。
顯然， 蘋果是ST的客戶這已經是很明確的事情了， 但ST不會採用十引腳二極體。 因此， ST一直對此新聞保持緘默。
然而， 總部位於法國里昂的市場研究公司Yole， 憑藉其對技術分析的積累描繪出了該項技術。 Yole有根據地猜測， ST將為iPhone 8推出一款全新的3D（陣列）成像儀——未來改變手機使用者介面的重大創新！
Yole的成像&感測器部門負責人Pierre Cambou談到第一條線索來自2016年國際電子器件會議（IEDM）上ST發表的題目為《採用7.83微米間距3D堆疊CMOS技術的背照式SPAD圖像感測器》的文章。
為什麼說這篇文章很重要？我們繼續往下談。
首先來瞭解下單光子雪崩二極體（single photon avalanche diodes， 簡稱為SPAD）， 其捕捉單個光子的到達時間解析度非常高。
用於3D圖像感測器SPAD解析
Cambou稱SPAD是“光電傳感的革新”， 主要基於PIN光電二極體。 但他認為， SPAD將最終超越飛行時間（ToF）PIN光電二極體。 通常ToF使用標準CMOS圖像感測器像元， SPAD使用雪崩光電二極體， 以“Geiger模式”對光子計數。
Cambou說：“使用SPAD成像的好處是它的靈敏度非常高。 但是解析度有限， 像元大小限制在100微米級是主要問題。 ”
SPAD是公認的“棘手”器件， 原因很多， 主要如Cambou所說的“工作時需要高電壓， 對每個圖元要進行大量的數文書處理”。
ST將為蘋果新一代IPhone進行技術突破， 不再是為LG提供的第一代SPAD產品， 也不是提供給當前市場上近三分之一的智慧手機的產品。 相反， 這次交付給蘋果的是一款突破性的3D成像儀（或“陣列”）。 Cambou特別強調了“成像儀”與“感測器”的重要區別， 前者是有SPAD圖元應用的。
3D感測器通常用於測距（相機自動對焦）或接近測量（熄屏時關閉電源）。 最新感測器的陣列為3 x 3或4 x 4圖元。 相比之下， 三維成像儀， 圖元超過80 x 80， 和3D感測器是完全不同的概念。 Cambou談到：“這裡新鮮的是：ST通過使用3D混合堆疊技術（半導體工藝技術）， 使得尺寸降低到滿足智慧手機的要求。
3D堆疊式BSI
3D堆疊式背照式（Back Side Illumination， 簡稱BSI）技術是ST實現SPAD的關鍵工藝。 傳統BSI要求矽晶圓有機械支撐， 3D堆疊技術則有利於數文書處理電路晶圓與上層CMOS圖像感測器的補充。
在Yole看來， 3D堆疊技術的關鍵在於上下電路的互連。 目前矽通孔（TSV）是連接3D堆疊晶圓的主要技術。 然而， 隨著銅銅混合互連的到來， 將為像元直接相連另闢蹊徑。
3D堆疊式BSI和3D混合鍵合BSI對比
Cambou猜測這就是ST的方案。 通過3D混合鍵合技術， ST將數位圖元轉移到第二層晶片層， ST將很有可能在SPAD圖像感測器上大獲全勝。
帶來的應用是什麼？
有了SPAD成像儀， 從理論上講蘋果可以在新一代手機上引進這款足夠小的3D攝像頭。 但蘋果公司還會做些什麼呢？Cambou認為蘋果將採用3D攝像頭來創建新的使用者介面。 比如：用戶在看手機時， 手機將仔細觀察用戶進行人臉識別。 內置的3D攝像頭還可以製作一個虛擬用戶， 用於在Faceboo、Snapchat和FaceTime等創建虛擬人物。
推薦會議：
2017年9月11日， 『“微言大義”研討會：3D攝像頭技術及應用』將在上海隆重舉行， 本次研討會邀請3D攝像頭業界精英進行深入交流和探討，
擬邀請單位：英特爾、微軟、SoftKinetic、Yole Développement、Heptagon、Corephotonics、圖漾科技、弼智仿生、奧比中光、縱目科技、希姆通、興芯微電子、歐菲光、舜宇光學等。
同期展會：2017年中國（上海）感測器技術與應用展覽會
如果貴司希望參加演講或展會， 請聯繫王懿， 郵箱：wangyi@memsconsulting.com， 電話：18217468860
延伸閱讀：
《為何晶片巨頭擠破頭收購MEMS鐳射掃描投影技術》
《MEMS產業現狀-2016版》
《3D感測器市場-2016版》
《2015-2020年增強現實（AR）市場》
《聯想Phab 2 Pro三維飛行時間（ToF）攝像頭》
《微軟HoloLens拆解分析》