STMicroelectronics : Capteurs d’image 5 MP pour l’automatisation industrielle, sécurité et retail

Ces capteurs, issus de la gamme BrightSense, marquent un tournant technologique en combinant un obturateur global et un obturateur roulant (hybride), des pixels de 2,25 µm, et une architecture 3D stacking avec séparation RGB-IR intégrée.

Hybridation global shutter / rolling shutter : le meilleur des deux mondes

L’un des grands atouts mis en avant par ST réside dans l’architecture hybride « global + rolling shutter ». Le capteur peut ainsi, selon le réglage, capturer une image en mode obturateur global (toutes les lignes exposées simultanément) ce qui élimine les artefacts de mouvement, ou en mode obturateur roulant (lignes exposées séquentiellement) ce qui améliore la sensibilité à la lumière et la plage dynamique.

Cette double modalité donne aux concepteurs de systèmes de vision (machine vision, inspection à grande vitesse, suivi d’objets) une flexibilité rare : ils peuvent choisir, voire alterner, entre la capture à grande vitesse sans distorsion et la capture haute-qualité en basse lumière ou à grande dynamique. Cela permet d’optimiser un seul capteur au lieu d’avoir à opter pour deux puces différentes (une globale shutter + une rolling shutter) dans un même module.

Pixel 2,25 µm, empilement 3D et architecture compacte : gains de performance et d’intégration

Les nouveaux capteurs embarquent des pixels de 2,25 µm, bénéfice d’un traitement CMOS récent avec architecture BSI (Back Side Illumination) et CDTI (Capacitive Deep Trench Isolation).

De plus, ST met en avant le recours à la technologie « 3D stacking », soit l’empilement de couches de wafers (logique et pixels séparés) pour optimiser la densité, réduire l’encombrement, et maintenir des performances élevées tout en conservant un format optique de 1/2,5″ (≈ 7,29 mm).

Selon le document produit, le ratio pixel-array/die atteint 73 %, ce qui est un indicateur de compacité élevée et de bon recours à la surface du die pour la capture d’image plutôt que pour la logique. Cette compacité et performance sont particulièrement intéressantes pour les modules caméra embarqués, l’automatisation industrielle (robots, inspection en ligne) ou les systèmes de vision pour la sécurité où l’espace, le poids, la consommation et la simplicité sont des facteurs clés.

Séparation RGB-IR intégrée et variantes monochrome : vers une vision multispectre et simplifiée

Un autre point fort de cette famille de capteurs est la présence, dans les variantes RGB-IR (VD1943, VB1943), d’un mécanisme de séparation RGB et IR sur la puce, ce qui élimine la nécessité d’un composant compagnon (filtre dédié ou puce externe) pour la prise en compte de l’infrarouge proche. 

Les variantes monochromes (VD5943, VB5943) s’adressent quant à elles à des applications purement machine vision ou inspection (lecture de codes-barres, vision industrielle) où la couleur n’est pas requise, permettant simplifier la chaîne optique et réduire les coûts. 

Pour les variantes RGB-IR, ST annonce plusieurs modes de sortie : 5 MP couleur + NIR 4×4, 5 MP couleur Bayer, 1,27 MP NIR (= sous-échantillonnage), ou encore 5 MP IR par « smart upscale ». Le changement de mode se fait via un simple registre, ce qui simplifie beaucoup l’implémentation dans des modules embarqués. 

Dans la pratique, cela signifie que pour des applications de surveillance, biométrie, gestion de trafic ou checkout automatisé, un unique capteur peut couvrir les besoins couleur + infrarouge sans devoir ajouter un second capteur ou un filtre IR. Cela réduit le coût (BOM), l’empreinte et la complexité logicielle.

Marchés cibles : automatisation à grande vitesse, sécurité, retail

ST positionne cette famille de capteurs sur plusieurs marchés à forte croissance :

• L’automatisation industrielle : usinage haute vitesse, contrôle qualité en ligne, robots de manutention, suivi d’objets.
• La sécurité et l’identification : biométrie, surveillance intelligente, gestion du trafic, smart building.
• Le retail et le commerce connecté : gestion des stocks, checkout automatisé, vision embarquée dans des systèmes en libre-service.

Le message est clair : proposer un capteur unique, haut de gamme, capable de couvrir des scénarios exigeants (vitesse, faible lumière, mouvement, spectre visible + infrarouge) tout en simplifiant l’architecture du système. Pour les concepteurs de modules caméra et les fabricants d’équipements vision, c’est un atout compétitif.

Disponibilité et production industrielle

Selon le communiqué, les capteurs sont disponibles pour l’évaluation et l’échantillonnage dès maintenant. La production de masse est prévue pour février 2026. 

La feuille de route de ST indique aussi la mise à disposition de kits d’évaluation, de documentation complète, et de prises en charge logicielle (drivers, ISP optimisés) afin de réduire le time-to-market de ces modules vision.

Côté semi-conducteurs, la montée en rendement (yield) pour des capteurs aussi denses et complexes (dual shutter, 3D stacking) sera un facteur clé à surveiller pour le succès commercial de cette génération.

Pourquoi cette annonce est importante du point de vue semi-conducteurs ?

1. Intégration de fonctions avancées : L’architecture hybride global/rolling shutter + 3D stacking + on-chip RGB-IR démontre que les capteurs CMOS évoluent vers des puces à forte valeur ajoutée, plus que de simples capteurs, ce sont des microsystèmes de vision.
2. Optimisation du coût système : Un capteur unique pour plusieurs modes d’usage réduit le nombre de composants, la complexité de la chaîne optique/électronique, ce qui est clé dans les marchés volume (retail, automatisation).
3. Format et fabrication : La densité élevée (pixel 2,25 µm, stacking) reflète l’avancée des technologies de fabrication de ST, ce qui est cohérent avec ses positions en tant que fabricant intégrateur (IDM) du marché.
4. Perspective de marché : Le marché des capteurs d’image pour l’industrie, la sécurité, le retail est en pleine croissance. ST cite des prévisions (par des analystes) pour atteindre plusieurs milliards de dollars et des centaines de millions d’unités d’ici 2030.

Pour les équipementiers vision et les fabricants de semi-conducteurs, cette annonce marque un jalon dans l’évolution des capteurs d’image, vers plus de polyvalence, d’intégration et de fonctions « intelligentes » sur la puce.