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當智慧型手機愈來愈小,功能要求卻愈來愈高,手機相機模組微型化與低價化之趨勢也逐漸成形。在這種情況下,晶圓級(Wafer Level)VGA鏡頭IP方案,受到愈來愈多關注,相機模組得以由傳統3mm~5mm降至2mm~2.5mm,成本也可望節省百分之三十至五十。
行動電話手機為大宗
對此,Tessera Technologies糸統整合部門副總裁Yehudit Dagan認為,這個市場規模足夠大,可以容納競爭者的存在,預估至二○一三年時,百分之三十的行動電話手機均會採用晶圓級鏡頭解決方案。事實上,此類方案的優勢在於,其他方式必須針對產線上的每一個鏡頭逐一調整,但晶圓級的方案則只須調校一次;此外,相較於其他方式開模後頂多只能做十穴,但晶圓級鏡頭的方式則一個晶圓可做四千片。
圖一:Tessera Technologies糸統整合部門副總裁Yehudit Dagan與Tessera台灣區總經理暨東亞區總監魏煒圻。(攝影:威利柳)
Yehudit Dagan指出,從模組生產成本和系統整合成本兩大面向來看,傳統照相模組的發展已接近極限,未來很難再有突破性的進展。然而,在一個相機產品中,相模部分所占的成本比重,約在三成左右,所以,概括來看,成本與體積將會是晶圓級VGA鏡頭IP方案的最大優勢。至於主要應用領域,目前仍以行動電話手機為最大宗,但也已有些醫療(如:內視鏡)等其他應用。更重要的是,相較於一般僅能做到把鏡筒和鏡片以微電子製程整合至4.5×4.5×3.5mm的基板上,該公司則可整合至更小尺寸(3.5×3.5×2.5mm)。
手機用相機模組
一般而言,傳統的手機用相機模組主要封裝方式有兩大主流:COB(Chip on Board)與CSP(Chip Scale Package)。CSP封裝方式的相機模組,其上緣有玻璃阻擋,透光率相對較不佳且較厚,且其製程需要分為兩段(前段為晶圓級封裝,後段則為鏡頭接合與SMT軟硬板焊接),由不同工廠來進行。相較之下,使得CSP製程之相機模組價格成本較COB為高。此外,傳統照相模組的發展也已有其瓶頸,必須從根本加以改良,才能持續降低其尺寸與成本。
圖二:晶圓級鏡頭技術將光學元件製造提升至晶圓層級,透過半導體技術,在一片晶圓上可製造數千個鏡片,並採用晶圓級封裝技術將這些鏡片在晶圓上排列結合,切割為獨立的鏡頭。(攝影:威利柳)
尤其,3G手機逐漸普遍,手機內建兩個照相模組的設計逐漸增加,傳統照相模組受限於鏡筒與鏡頭結構,尺寸微型化進展相對緩慢,成為系統設計的一大挑戰。此外,傳統鏡頭與鏡片在高溫迴銲易導致品質劣化,往往必須以額外的製程步驟將照相模組整合到手機主電路板上。在這種情況下,照相模組成本下修有限,對於大量生產的入門手機而言,仍然可能有某種程度的成本負擔。
不過,若是進一步談到光學變焦(zoom)功能,則晶圓級VGA鏡頭IP方案並不支援。對此,Yehudit Dagan表示,變焦功能主要應用在高階機種,以VGA等級的鏡頭而言,並不需要具備此種功能,此係隸屬於該公司另一部門之業務。