SK Hynix opracowuje SPAD 40 nm do laserowego wykrywania zbliżeniowego

Niedawno zespół badawczy z Koreańskiego Instytutu Nauki i Technologii (KIST) i SK Hynix połączył siły, aby po raz pierwszy z sukcesem opracować jednofotonową diodę lawinową krótkiego zasięgu (SPAD) opartą na komercyjnym procesie przetwarzania obrazu CMOS z podświetleniem 40 nm. Ten wysokowydajny czujnik ma doskonałą zdolność wykrywania pojedynczych fotonów i może być stosowany w programach użytkownika w celu uzyskania dokładnego rozpoznawania obiektów na poziomie milimetra.
Opracowanie SPAD, zaawansowanego czujnika zdolnego do wykrywania pojedynczych fotonów, było niezwykle trudne. Wcześniej jedynie firma Sony z Japonii z sukcesem wprowadziła na rynek SPAD LIDAR i dostarczyła Apple produkt oparty na procesie przetwarzania obrazu CMOS z podświetleniem 90 nm. Chociaż konstrukcja SPAD firmy Sony przewyższa pod względem wydajności podświetlane urządzenia opisane w literaturze, jej współczynnik fluktuacji taktowania wynoszący 137–222 ps nie spełnia potrzeb aplikacji LiDAR krótkiego i średniego zasięgu w zakresie identyfikacji użytkownika, rozpoznawania gestów i precyzyjnego rozpoznawania kształtów .
Aby rozwiązać ten problem, zespół kierowany przez dr Myung-Jae Lee z Post-Silicon Semiconductor Institute (Post-Silicon Semiconductor Institute) opracował nowy element czujnika pojedynczego fotonu w ścisłej współpracy z SK Hynix. Element ten znacznie poprawia wydajność jittera taktowania do 56 ps, zwiększając jednocześnie rozdzielczość odległości do około 8 milimetrów. Ten przełom pokazuje ogromny potencjał w dziedzinie elementów czujników LiDAR krótkiego i średniego zasięgu.
Warto zauważyć, że produkt został opracowany w oparciu o masowo produkowany proces półprzewodników, proces podświetlanego czujnika obrazu CMOS 40 nm, w związku z czym oczekuje się, że zostanie szybko zlokalizowany i skomercjalizowany. To osiągnięcie nie tylko pokazuje siłę innowacyjną Korei w dziedzinie technologii półprzewodników, ale także wspiera konkurencyjność półprzewodników systemowych nowej generacji, będących branżą strategiczną dla Korei.
Myung-Jae Lee, główny badacz w KIST, skomentował: „Jeśli wprowadzimy na rynek ten półprzewodnikowy czujnik LiDAR i czujnik obrazu 3D jako technologie podstawowe, konkurencyjność Korei na światowym rynku półprzewodników znacznie wzrośnie”. To ważne osiągnięcie badawczo-rozwojowe umocniło wiodącą pozycję Korei w światowym przemyśle półprzewodników.