最高級圖像傳感器面世，即將進入安卓市場高端芯片的陣營

在 1975 年數(shù)碼相機發(fā)明以前，人們記錄影像的方式是使用膠片。它的工作過程可以概述為：光線經(jīng)過照相機鏡頭，然后由快門的速度來決定曝光量的多少。光線使膠片上的銀鹽產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，最后在膠片上生成影像的潛影。經(jīng)過暗房里的沖洗形成影像并制成底片。利用調(diào)配將底片顯影最終印出。

1969 年 10 月，史密斯和波利在貝爾實驗室吃午餐時，討論產(chǎn)生了靈感。午餐后繼續(xù)探討，當(dāng)天就構(gòu)想出了 CCD 這個無處不在的成像發(fā)明。不過，從造出樣機到研制出科學(xué)家和攝影師都可以使用的實用技術(shù)，這條路漫長而艱難。盡管 CCD 后來主宰了天文學(xué)領(lǐng)域，但它在剛發(fā)明時分辨率非常低，根本派不上實際用場。當(dāng)時 CCD 的信噪比很差，不大容易看得出它是否會有遠大的前程。

圖像傳感器是利用光電器件的光電轉(zhuǎn)換功能將感光面上的光像轉(zhuǎn)換為與光像成相應(yīng)比例關(guān)系的電信號。與光敏二極管，光敏三極管等“點”光源的光敏元件相比，圖像傳感器是將其受光面上的光像，分成許多小單元，將其轉(zhuǎn)換成可用的電信號的一種功能器件。圖像傳感器分為光導(dǎo)攝像管和固態(tài)圖像傳感器。與光導(dǎo)攝像管相比，固態(tài)圖像傳感器具有體積小、重量輕、集成度高、分辨率高、功耗低、壽命長、價格低等特點。因此在各個行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用。

CCD是應(yīng)用在攝影攝像方面的高端技術(shù)元件，CMOS則應(yīng)用于較低影像品質(zhì)的產(chǎn)品中，它的優(yōu)點是制造成本較CCD更低，功耗也低得多，這也是市場很多采用USB接口的產(chǎn)品無須外接電源且價格便宜的原因。盡管在技術(shù)上有較大的不同，但CCD和CMOS兩者性能差距不是很大，只是CMOS攝像頭對光源的要求要高一些，但該問題已經(jīng)基本得到解決。CCD元件的尺寸多為1/3英寸或者1/4英寸，在相同的分辨率下，宜選擇元件尺寸較大的為好。圖像傳感器又叫感光元件。

圖像傳感器 [2] ，或稱感光元件，是一種將光學(xué)圖像轉(zhuǎn)換成電子信號的設(shè)備，它被廣泛地應(yīng)用在數(shù)碼相機和其他電子光學(xué)設(shè)備中。早期的圖像傳感器采用模擬信號，如攝像管(video camera tube)。隨著數(shù)碼技術(shù)、半導(dǎo)體制造技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)的迅速發(fā)展，市場和業(yè)界都面臨著跨越各平臺的視訊、影音、通訊大整合時代的到來，勾劃著未來人類的日常生活的美景。以其在日常生活中的應(yīng)用，無疑要屬數(shù)碼相機產(chǎn)品，其發(fā)展速度可以用日新月異來形容。

短短的幾年，數(shù)碼相機就由幾十萬像素，發(fā)展到400、500萬像素甚至更高。數(shù)碼相機不僅在發(fā)達的歐美國家已經(jīng)占有很大的市場，就是在發(fā)展中的中國，數(shù)碼相機的市場也在以驚人的速度在增長，因此，其關(guān)鍵零部件——圖像傳感器產(chǎn)品就成為當(dāng)前以及未來業(yè)界關(guān)注的對象，吸引著眾多廠商投入。以產(chǎn)品類別區(qū)分，圖像傳感器產(chǎn)品主要分為CCD圖像傳感器、CMOS圖像傳感器兩種。本文將主要簡介CCD以及CMOS傳感器的技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀。

此前，索尼半導(dǎo)體在6月初時，，媒體發(fā)言人就旗下一項業(yè)務(wù)說明會上表示，“就目前多方手機技術(shù)迭代現(xiàn)狀來看，在未來幾年(2024年)智能手機的畫質(zhì)或?qū)⒊^部分單反相機的圖像質(zhì)量”。相信不少朋友會對這個觀點嗤之以鼻。畢竟以傳感器尺寸對光線捕捉的能力來看，目前像素質(zhì)量的保證才是相機畫質(zhì)的保證重點，手機所使用的CMOS傳感器還是相對較小。

近日，相關(guān)資訊顯示，索尼集團將向蘋果提供最新最先進的圖像傳感器，該組件預(yù)計將出現(xiàn)在明年上市的下一代iphone中。索尼半導(dǎo)體解決方案公司(SonySemiconductorSolutions)開發(fā)了這款新圖像傳感器，該集團公司將在日本長崎工廠生產(chǎn)，并向蘋果和其他智能手機制造商開始發(fā)貨。

值得大家關(guān)注的是，自小米與索尼發(fā)布全新聯(lián)合研制的一英寸IMX989手機影像傳感器之后，后續(xù)的國產(chǎn)旗艦相機好像不使用一英寸傳感器便會不入流。結(jié)合上文和此前11月7日索尼中國宣發(fā)的手機圖像傳感器品牌來看——光喻LYTIA來看，或許明年將集中爆發(fā)一場手機計算攝影的大變革。但目前還不得而知索尼將提供給蘋果的新傳感器規(guī)格。

但是在新傳感器的相關(guān)描述中，有這樣一篇資訊報道，“索尼新圖像傳感器將每個像素的飽和信號水平提高了一倍，這使得它可以捕捉更多的光，同時還可以減少在某些設(shè)置下的過度曝光或曝光不足”。因此，該傳感器不僅能夠更好地在弱光下表現(xiàn)，而且能夠更好地測量完全不同的曝光，比如被太陽強烈照射逆光的臉。

格科微近期接受投資者調(diào)研時稱，目前已經(jīng)完成了 3200 萬像素的技術(shù)研發(fā)，后續(xù)將向 5000 萬像素乃至 1 億像素拓展。后續(xù)希望通過差異化技術(shù)，給出不同的解決方案，快速進入安卓市場高端芯片的陣營。

格科微表示，“CMOS 圖像傳感器，我們需要承認海外是有一定程度上的領(lǐng)先，因此我們更需要建設(shè)好臨港工廠，加快研發(fā)速度。事實上，我們采用了新的機器設(shè)備、在自有工廠進行開發(fā)，研發(fā)效率有了倍速提升?！?

了解到，今年 8 月，格科微發(fā)布單芯片 3200 萬像素 CMOS 圖像傳感器 ——GC32E1。該產(chǎn)品采用格科微最新 FPPI 專利技術(shù)的 GalaxyCell 0.7μm 工藝，配合 4Cell Bayer 架構(gòu)可實現(xiàn)等效 1.4μm 像素性能，同時支持 sHDR 視頻錄像，為高端智能手機前攝需求提供成熟的高像素解決方案。該產(chǎn)品已在首批品牌客戶送測，預(yù)計 2022 年底投入量產(chǎn)。

GC32E1 是格科微首顆基于最新 FPPI 專利技術(shù) 0.7μm 像素的圖像傳感器，支持 3200 萬全像素輸出。搭配手機平臺 Remosaic 解碼功能，可實現(xiàn)高分辨率、細節(jié)豐富、色彩鮮艷的圖像效果。在夜間、暗態(tài)等環(huán)境，支持 4Cell 合成等效 1.4μm 800 萬像素輸出，可拍出明亮清晰的照片。

在視頻應(yīng)用上，GC32E1 支持交錯式的 stagger HDR 技術(shù)，可輸出 Full HD 60fps 圖像數(shù)據(jù)，經(jīng)過手機平臺可合成為 30fps 保留高光色彩和低光細節(jié)的畫面，增加約 30% 的動態(tài)范圍，擴展視頻拍攝場景，進一步提升體驗。