索尼CMOS图像传感器十年奋斗史:称霸 再称霸! 借手机上位的Exmor R 在实现了内置ADC后索尼高歌猛进,2008年推出了采用BSI(Back-illuminated,背照式)技术的Exmor R传感器。 Exmor R沿用了Exmor套路,先在技术难度较低的小尺寸CIS上试水,首款产品是IMX055CHL,尺寸为1/4英寸,总像素为2048 x 1536,被应用在HDR-CX110等摄像机当中。 不过让Exmor R扬名立万的,不是索尼自家相机、摄像机,而是苹果的iPhone 4s。 iPhone 4作为一款划时代产品其意义不必多表,与大家映像中iPhone采用索尼CIS不一样,iPhone 4采用的是来自Omnivision的OV5642背照传感器,直到iPhone 4s上苹果才改用索尼8MP的IMX145背照传感器。 在FSI(FRONT-SIDE ILLUMINATED,前照式)时代里,拜尔阵列滤镜与光电二极管(Photo-diode)间存在大量金属连线,阻隔了大量进入传感器表面的光线。为了缓解该问题,TowerJazz、松下提出过在每个光电二极管前端加入导光管(Front-side via wave guides)方案,但效果远不如BSI明显。 在BSI结构下,金属连线转移到光电二极管的背面,光线不再被阻挡,信噪比大幅度提高,而且可以采用更复杂、更大规模电路来提升传感器读取速度。 自BSI传感器普及起,手机夜拍不再是难事,便携数码相机的衰落加速,索尼半导体部门以损失一个小市场换来一个大市场。 Exmor R对相机市场造成实质影响还得等到索尼黑卡二代RX100II面世,该相机采用的IMX183传感器相对前一代IMX163主要指标没有变化(1英寸、20MP、22fps),但高感光度表现大幅度飙升,后来该传感器纷纷被佳能、松下相机所采用(要明白佳能、松下均能自产传感器)。 既然BSI疗效这么显著,那什么时候APS-C、全副相机才能用上呢?当年索尼被问及此问题时却抛出了一个背照在大尺寸传感器上无用论。可日后索尼先后被三星、被自己连扇耳光。 2014年三星发布了全新的旗舰微单相机,采用了一块28MP、APS-C画幅的背照传感器,连拍速度达到了15fps。更为惊人的是,三星传感器市场经理Jay Kelbley在采访中表示,NX1的传感器采用65nm铜互连工艺制造,其读取速度可达到了240fps(13bit下)。 很可惜的是,自NX1发布后,三星在相机市场再无大的举措,还传出了要退出相机市场的信息。 在2015年索尼拿出了A7RII相机,采用42MP、全副背照传感器,14bit下连拍速度可达到了5fps,可在不裁切画幅情况下拍摄4K视频。 在索尼官网上并没有该传感器资料,也没有其它厂商采用该传感器,估计是半导体部门特供给相机部门的芯片,最高读取速度并不清楚。 BSI结构赋予了A7RII出色的高感光度表现,可苦于孱弱的处理器,连拍仅有5fps,估计A7RII后续产品会沿用该传感器、更换新处理器。
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