CMOS浮沉:从双雄缠斗到国产替代

某种意义上当代手机的战争 , 已经变成了拍照的战争 。
从单摄到4摄 , 从800万像素到1亿像素 , 在没有革命性变化的今天 , 夜里自拍还能自动美颜的拍照效果成了各个品牌差异化的主战场 。
这边 , 华为、小米一众手机企业打得热火朝天 , 但根本上 , 手机拍照性能的好坏 , 手机厂商跑分与宣传只是表面功夫 , 真正决定了一部手机拍照功能好坏的 , 是一个叫做图像传感器(CMOS)的芯片 。
所谓图像传感器 , 可以将镜头捕捉的光信号 , 转换成机器可以读懂的数字信号 。 也就是把真实的世界 , 画进芯片的世界 。 一般来说 , 传感器面积越大 , 画布面积就越大 , 能绘画的细节就越多 , 其性能的好坏直接影响摄像质量 , 相当摄像头的“眼睛” 。
这块芯片体积不大 , 却占整个摄像头模组52%的成本价值 , 而摄像头模组 , 又往往是一个手机之中 , 仅次于SoC芯片与屏幕之外 , 第三大成本来源 。
目前 , 能生产这块“画布”的除了让苹果、华为、小米卷起来的索尼 , 还有三星和豪威(OmniVision) , 共计三大玩家 。
而全球手机图像传感器的历史 , 则可以概括为索尼与豪威的缠斗 , 三星坐收渔翁之利的总结 。
过程当中 , 技术的更迭与产能的变化 , 相继将不同企业相继推上王座;豪威也在这一期间 , 从美国企业成为中国公司 , 带领中国的CMOS打响了另一场从无到有 , 冲击王座的战争:
01美日技术争夺战
上世纪70-90年代 , 全球的图像传感器市场一度被日本垄断长达20余年时间 。
那一时期 , 全球的图像传感器产品主要以高像素、高生产制造难度的CCD(电荷耦合器件图像传感器)器件为主流 , 索尼与松下正是其中佼佼者 。
而凭借着在CCD与存储领域的领先地位 , 日本也一度占据了全球超过半数的半导体生产 , 全球的前10大半导体公司中,日本也一度独占6家 。
而作为发明了CCD的美国人 , 自然不甘心市场旁落 。 日本称霸20多年时间里 , 美国企业一直在寻找一种替代技术 , 既能够做到CCD的高品质成像 , 同时这种技术的生产难度与成本 , 还要低到美国企业足以将传统的CCD挑落马下 。
1995年 , 几位来自中国的华人留学生在硅谷创办的一家叫做豪威的企业 , 为美国带来了希望 。
这家年轻的企业 , 一直试图将传统的CMOS工艺(互补金属氧化物半导体图像传感器) , 用在图像传感器中取代传统CCD的地位 。
CMOS浮沉:从双雄缠斗到国产替代
文章图片
CCD与CMOS区别
如果将两种工艺进行直观对比 , 在当时的工艺条件下 , CMOS的成像质量较CCD稍差 , 但却可以做到功耗和成本的极大降低 , 更适合用在当时方兴未艾的消费电子市场 。 当年豪威把产品参加业界著名的Comdex电脑展 , 被众多台湾客户采购后 , 仅仅一个月就实现了量产[1] 。
也是自此 , CMOS技术逐渐成为图像传感器市场主流 。 风光无两的豪威开始驶向快车道 , 并于2000年成功纳斯达克上市 , 2007年切入苹果手机 , 成为最早的苹果产业链企业 。
但CMOS的战争 , 才刚刚拉开大幕的一角 。
02索尼向上 , 豪威向下
2000年豪威在纳斯达克上市的同时 , 老法师索尼也终于放下了看家的CCD转向CMOS市场 。
与当年独霸CCD市场形成鲜明对比的是 , 转型十年后 , 一直到2010年 , 索尼在CMOS市占也仅有7% , 而新秀豪威的市占率 , 却已经高达50% 。
谁也不曾想 , 变革发生的如此迅猛:2011年10月 , 苹果推出iPhone4S 。 发布会前 , 有媒体爆料豪威不再“连庄”苹果后置主摄 , 会被索尼代替 。