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雖然 NASA 的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡正在幫助天文學家在距地球 150 萬公里處拍攝122 兆像素的照片，但該機構的最新相機僅用 36 像素即可實現突破性的太空科學。是的，36 像素，而不是 36 兆像素。

隨著人工智能時代的來臨，相應的芯片產品和行業也產生了相應的新方向。CMOS圖像傳感器是當今應用最普遍的傳感器之一，在智能手機、安防監控、機器視覺、汽車電子及航天、醫學以及專業定制等領域都能看到它的身影。科技在進步，市場也日新月異，影響產品競爭力的因素不再只是技術，還包括商業利益。隨著應用領域的拓寬，圖像傳感器的應用范圍也發生了變化，需要滿足更多不同的需求。

有一些應用是CMOS成像器的強項，另一些則是CCD的優勢。今天駿芯小編整理了圖像傳感器在醫療領域中的應用及發展，我們也不討論孰強孰弱，只是深入探討一下這兩種圖像傳感器在醫療領域的應用和發展情況，以方便大家根據自身的實際情況作出正確的選擇。

關于醫療領域，CMOS 圖像傳感器被廣泛應用于 X 線、內窺鏡等領域。據統計2021 年醫療領域 CMOS 圖像傳感器全球銷售額為 1.45 億美元，2017-2021 年，年均復合增長率為 16.84%。預計到 2027年，醫療 CMOS圖像傳感器全球銷售額將達到 4.15 億美元，2022-2027 年，年均復合增長率為17.41%。

圖像傳感器應用——醫療影像

與其他具有更高產量和更高成本敏感性的市場相比，圖像傳感器在醫療影像市場應用有其鮮明的特點：其封裝步驟通常由設備制造商控制。

圖像傳感器技術正逐漸在行業中創造顛覆性力量，從2014年開始，市場發展迅速，行業競爭加劇：韓國和中國出現更多新參與者，成為現有大型企業的潛在障礙，行業完全整合的可能性降低。

圖像傳感器在醫療影像市場具有多元應用場景：X-ray、內窺鏡、分子成像、光學相干斷層掃描以及超聲成像。

醫療影像——市場規模

醫療成像設備行業是一個巨大的350億美元的市場，2016-2022年復合年增長率已達5.5％。

2016年，醫療傳感器市場規模3.5億美元，2016-2022年復合增長率8.3％，到2022年已達6億美元。

根據應用技術不同，醫療圖像傳感器可分為CCD， CIS，a-Si FPD（非晶硅薄膜晶體管平面探測器），a-Se FPD（非晶硒薄膜晶體管平板探測器），SiPM（硅光電倍增管）、cMUT（電容微機械超聲換能器）和pMUT（壓電微機械超聲換能器）。

CMOS傳感器憑借其在通過更小的像素尺寸獲得更高分辨率、降低噪聲水平和暗電流以及低成本方面的優越性在醫療影像領域得到越來越廣泛的應用，未來市場看漲。

CCD市場保持穩定。醫用a-Si FPD因其簡單性和大面板內置能力仍應用廣泛；SiPM專用于分子成像；cMUT用于超聲成像，可提供更高分辨率，更高速度和實時3D成像。

目前，CMOS圖像傳感器主要應用于X-Ray以及內窺鏡領域。

CIS醫療影像應用——X-Ray

X射線成像的第一次應用是在醫療領域，由Wilhelm于1895年完成。如今，X射線成像技術應用已拓展到工業無損檢測（NDT）以及安全領域。但醫療市場仍是X-Ray射線成像的主力應用場景。

X-Ray探測設備市場規模

2018年X射線探測設備市場價值20億美元，2018-2024年復合年增長率5.9％，預計2024年達到28億美元。

2018年，醫療領域市值達14.8億美元，占比約74%，2017-2024年復合增長率4.5%，預計2024年市值達19億美元。

目前，X射線成像幾乎完全基于半導體技術。使用非晶硅（aSi）和CMOS的平板探測器占據了市場的最大份額，其次是硅光電二極管陣列探測器。銦鎵鋅氧化物（IGZO）平板已于2021年進入市場，直接與aSi和CMOS競爭，但CMOS仍然是主流應用。

2018年，以CMOS X-Ray成像設備市場收入2.45億美元，預計2024年將增長到5.1億美元，年復合增長率13%。

CIS醫療市場應用——內窺鏡

內窺鏡檢查不但能以最少的傷害，達成觀察人體內部器官的目的，也能切取組織樣本以供切片檢查，或取出體內的異物。二十世紀末微創手術的發展進一步促進了內窺鏡的應用。

普通電子內窺鏡：將微型圖像傳感器在內窺鏡頂部代替光學鏡頭，通過電纜或光纖傳輸圖像信息。電子內窺鏡與光纖內窺鏡類似，有角度調節旋鈕、充氣及沖水孔、鉗道孔、吸引孔和活檢孔等。

CMOS電子內窺鏡：照明光源通過濾色片，變成單色光，單色光通過導光纖維直達電子內窺鏡前部，再通過照明鏡頭照在受檢體的器官粘膜。器官粘膜反射光信號至非球面鏡頭，形成受檢部位的光圖像，CMOS圖像傳感器接收光圖像，將其轉換成電信號，再由信號線傳至視頻處理系統，經過去噪、儲存和再生，顯示在監控屏幕上。CMOS電子內窺鏡可得到高清晰度圖像，無視野黑點弊端，易于獲得病變觀察區信息。

CIS模塊的小型化是其應用于醫療設備的關鍵，特別是對于較小的柔性視頻內窺鏡。如喉鏡，支氣管鏡，關節鏡，膀胱鏡，尿道鏡和宮腔鏡。

小直徑視頻內窺鏡發展歷程

背面照明（BSI）技術成功地提高了CIS模塊的靈敏度，使得更小像素成為可能。

新開發的圖像傳感器封裝（如硅通孔（TSV）技術）可最大限度地減少CIS模塊所需的占位面積。

微電子器件微裝配的進步也促進了CIS的小型化。

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審核編輯 黃宇