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中國國產CIS,漸入佳境 圖片
Yole 報告指出,2024年至2025年,圖像感測與成像技術行業呈現多領域協同發展態勢。CMOS圖像感測器市場回暖,2024年收入增長6.4%,預計2030年前將保持4.4%的複合增長率。AR/VR市場分化,AR市場以44%增速擴張,VR市場保持穩定,MicroLED等技術定義下一代體驗。整體來看,行業創新聚焦多堆疊設計、AI整合、新材料應用,區域競爭中中國廠商崛起顯著。在CMOS 圖像感測器(CIS)行業蓬勃發展的當下,豪威集團、格科、思特威三家核心企業憑藉技術創新與市場拓展,2025 年前三季度均交出亮眼成績單。(註:最多保留小數點後兩位)01豪威集團:多領域突破,營收利潤雙高增豪威集團主要提供圖像感測器解決方案、模擬解決方案和顯示解決方案。其在手機領域穩居全球CIS出貨量第三,50MP感測器躋身華為、小米等旗艦機型主攝,打破索尼高端壟斷;車載領域更實現逆襲,2024年以32.9%市佔率超越安森美登頂全球第一,出貨量超1.3億顆,客戶覆蓋特斯拉、比亞迪等巨頭。財務資料方面,2025 年前三季度豪威集團業績表現強勁:前三季度營業收入217.83億元,同比增長15.20%;歸母淨利潤32.10億元,同比增長35.15%;扣非淨利潤30.60億元,同比增長33.45%;研發投入21.05億元;利潤總額35.34億元,同比增長36.07%。業績高增的核心驅動力在於兩大維度:一方面,公司精準把握汽車智能駕駛滲透率快速提升的行業機遇,同時積極拓展全景相機、運動相機等智能影像終端應用市場,推動營業收入穩步增長;另一方面,通過最佳化產品結構、梳理供應鏈體系等精細化營運舉措,實現毛利率持續改善,盈利能力進一步增強。02格科:消費市場復甦帶動,高像素技術突圍格科聚焦 CMOS 圖像感測器與顯示驅動晶片兩大核心業務,2024 年年報顯示,其 CMOS 圖像感測器業務佔比 79%,顯示驅動晶片佔比 21%,客戶結構分佈均衡,頭部客戶佔比 12.3%,其餘核心客戶佔比集中在 5%-8% 區間。技術研發層面,公司成功推出全球首款基於 0.61μm 製程的 5000 萬像素 CMOS 圖像感測器並實現量產出貨,順利切入國內頭部手機品牌後置主攝供應鏈,技術實力獲得市場認可。2025 年前三季度,格科受益於消費市場復甦,業績實現顯著回暖:營業收入57.23億元,同比增長25.66%;歸母淨利潤0.50億元,同比增長518.75%;扣非淨利潤為-0.65億元(去年同期基數為負,不適用同比增長率計算);研發投入7.18億元,同比增長13.80%;利潤總額0.24億元。增長邏輯方面,隨著消費電子市場需求回暖,公司高像素晶片出貨量大幅增加,直接帶動營業收入與毛利同步提升;同時,為強化技術競爭力,公司加大高像素產品研發投入,職工薪酬、材料費用等相關支出增長,推動研發費用同比上升。03思特威:全領域發力,全流程國產化破局思特威是專注於高性能 CMOS 圖像感測器晶片研發、設計與銷售的高新技術企業,業務覆蓋安防監控、智慧型手機、汽車電子、機器視覺等多個高增長領域。技術突破層面,公司成功推出全流程國產化 5000 萬像素高端手機應用 CMOS 圖像感測器,實現從設計到製造的全流程國產化。2025 年前三季度,思特威呈現爆發式增長態勢:營業收入63.17億元,同比增長50.14%;歸母淨利潤6.99億元,同比增長155.99%;扣非淨利潤6.90億元,同比增長126.19%;研發投入4.23億元,同比增長31.69%;利潤總額7.76億元,同比增長170.22%。營收與利潤的大幅增長,得益於多業務線的協同發力:在智慧型手機領域,公司與多家客戶的合作持續全面加深、產品滿足更多的應用需求,公司創新研發推出的基於Lofic HDR®2.0技術的多款高階5000萬像素產品出貨量大幅上升,以及基於國產StackedBSI平台的多款產品量產出貨,帶動公司智慧型手機領域營業收入顯著增長;在汽車電子領域,公司應用於智能駕駛(包括環視、周視和前視)和艙內等新一代產品出貨量同比大幅上升;在智慧安防領域,公司的高端安防產品系列在專業安防領域的份額持續提升,同時,作為機器視覺領域的先行者與引領者,公司緊抓市場發展機遇,新興機器視覺領域收入實現大幅增長。隨著收入規模增長,公司提高了盈利能力,淨利潤率顯著提升。研發投入的增加主要系公司進一步擴張研發團隊規模用於研發更多更強的技術和產品以利於實現未來的持續增長。整體來看,豪威集團營收體量最大,前三季度達217.8億元;思特威次之(63.2億元);格科相對較小(57.2億元)。思特威展現出最強的增長彈性,前三季度營收和淨利潤均實現翻倍以上增長;格科雖然營收增長溫和,但淨利潤增幅驚人(同比增518.75%)。豪威集團盈利能力最強,前三季度歸母淨利潤達32.1億元;思特威以6.99億元位居第二;格科雖然扭虧為盈,但絕對利潤額仍較低(0.5億元)。三家公司均在智慧型手機、汽車電子、智慧安防等CMOS圖像感測器核心市場取得進展,其中思特威在高端5000萬像素產品和汽車智能駕駛領域增長顯著。04國產CMOS技術全面突破業績的跨越式突破,根源在於核心技術的持續迭代與突破。在視覺感知技術飛速演進的當下,CMOS 圖像感測器(CIS)作為終端裝置的核心器件,其性能直接決定了產品成像質量的上限與多場景適配能力。豪威集團、思特威、格科三家企業通過不斷飆升的研發投入,深耕技術、各展所長,在像素工藝、高動態範圍(HDR)及封裝整合等關鍵領域建構差異化技術壁壘,共同引領國產 CIS 技術邁入全球領先梯隊。像素工藝是CIS 性能升級的核心賽道,三家企業立足場景需求,走出了各具特色的創新路徑。豪威集團以PureCel®系列架構為技術基石,實現多維度突破:PureCel®Plus-S 晶片堆疊技術將像素尺寸壓縮至微米級,同時大幅提升光吸收效率,讓 OV50X 等產品在弱光環境下依舊能呈現清晰畫質;針對汽車電子場景,2.1 微米單像素 TheiaCel™技術創新性整合橫向溢出積分電容器(LOFIC)與 DCG™ HDR 技術,既徹底解決 LED 光源閃爍痛點,又實現近 110dB 的超高動態範圍,完美匹配智能駕駛對複雜光照環境的嚴苛要求。在低光性能最佳化上,基於 PureCel®Plus 像素架構的 Nyxel® 近紅外技術,顯著提升 940 奈米近紅外波長下的量子效率,成為安防攝影機、車載監控系統在超低照度環境下清晰成像的核心支撐,構築起公司在安防與汽車電子領域的技術護城河;面向醫療等微型裝置場景,CameraCubeChip® 技術將晶圓級光學器件與 CMOS 圖像感測器深度融合,在保障低光敏感度的同時實現超小型化設計,精準適配細分領域需求。思特威聚焦 SFCPixel 系列技術,打造覆蓋全場景的像素最佳化體系。最新迭代的 SFCPixel-2 採用 SF 中置設計,在提升感光度的同時大幅降低噪聲,使 SC5A5XS 等旗艦產品讀取噪聲低於 1e-,確保夜景成像的純淨度;針對安防監控遠距離低照度的核心需求,Lightbox IR® 近紅外增強技術(已升級至 Lightbox IR®-2)通過矽片外延最佳化與背側深溝槽隔離(BDTI)工藝,讓 SC489SL 等產品在 850nm 和 940nm 波段的峰值量子效率較前代提升 40% 以上,實現 120 米夜間超遠距離清晰成像。在小像素技術領域,思特威推出 NBDTI™及 Low-n Grid 光學結構,應用於 2 億像素 0.61μm 的 SCC80XS 感測器,通過超窄像素隔離結構減少光線串擾、提升光學感度,峰值量子效率高達 80%,成功破解小像素感測器色彩還原與感光性能的平衡難題;針對車規級應用,CarSens®-XR 工藝技術最佳化 3.0μm 單像素背照式架構,使 SC326AT 在 520nm 可見光波段的峰值量子效率達 85%,精準適配地下停車場等暗光環境的車載環視需求。格科以 GalaxyCell®2.0 工藝平台為核心,實現小像素工藝的性能飛躍。該平台整合進階 FPPI®Plus 隔離技術與高性能背部深溝槽隔離(BDTI),使 0.7μm 像素的滿阱容量(FWC)提升 30%、量子效率(QE)提升 20%,同時有效降低像素暗電流,顯著最佳化暗光環境下的訊號雜訊比(SNR)。基於該平台的 GC50E1(5000 萬像素 0.7μm)感測器,憑藉單晶片高像素整合技術,僅需一片晶圓即可實現高性能成像,相比雙片堆疊式方案,既減少熱噪聲干擾,又提升晶圓利用率,完美契合手機緊湊設計需求。公司自主研發的 FPPI® 專利技術,有效消除 STI 隔離帶來的側壁介面態問題,減少暗電流與白點缺陷,使 GC20C3 等產品在 80℃高溫環境下仍能保持優異暗電流水平,適配智慧物聯的嚴苛工作場景;針對 AI PC 等低功耗需求,1.116μm 500 萬像素感測器通過像素工藝最佳化,實現 2mW 超低功耗,充分滿足人員在位感知等常開功能的使用需求。 (半導體產業縱橫)
突破“卡脖子”!清華學覇幹出又一個世界第一
讓世界看見中國的創新。今天,人人都離不開手機拍照,離不開手機拍照,也就是離不開CMOS圖像感測器。CMOS圖像感測器(CMOS Image Sensor,簡稱CIS晶片)之於手機攝像,就像“視網膜”之於人眼,其技術與品質優劣直接關係到拍攝效果的好壞。相當長一段時間,生產了全球約一半智慧型手機的中國人,卻做不出一片自己的CIS晶片,低端的不行,中高端的就更不行。但現在,這種局面也不復存在了。現在,中國企業已稱霸中低端CIS晶片市場,並且加速衝向高端市場。今年3月,非洲手機之王傳音發佈了新機Infinix Note 50,後置主攝搭載了格科微5000萬像素的圖像感測器;9月,vivo Y500新機上市,後主攝搭載的同樣是格科微新一代5000萬像素圖像感測器……5000萬像素離塔尖依然有相當距離,但它背後的格科微已為此奮鬥了超過20年,並且以全球出貨量前二,證明了中國人在科技領域的趕超速度和實力。早在2003年,從湖南益陽走出的趙立新就成立格科微,向CMOS圖像感測器發起衝擊。“六零後”趙立新少時家貧,和父親一起擺地攤組裝自行車,是他成長中的難忘印跡:“30元一輛,現在我的手藝還不錯。”雖然課餘要幹活,趙立新的學習成績也是很好,經常考第二、三名,但父親總說,“吃飽了飯,怎麼能不考第一啊?”父親出身孤兒但心靈手巧,小時候餓著肚子也能考第一,18歲時想做電動機,到工廠看了一圈就學會了,憑手藝沒有讓家人挨過餓受過凍,他教給趙立新兩樣受用至今的東西:動腦動手能力,以及吃飽飯就要考第一的心態。1985年,趙立新獲得全國青少年創新發明一等獎,被保送到清華大學,專業任他挑。他選擇了無線電系,這個系就是走出了韋爾股份創始人虞仁榮等十餘位半導體上市公司創始人或高管的“清華EE85”。去北京前的暑假,父親對他說,“我還有個手藝沒教你。”於是,趙立新又有了一個印象深刻的暑假:父子倆手工打了一套模具。在清華大學微電子研究所碩士畢業後,趙立新先後在新加坡特許半導體公司、美國矽谷ESS公司和UT斯達康從事研發工作,帶著父親的“手藝”精神,他幹過蝕刻工藝和CMOS圖像感測器開發,軟體、電路設計和測試,也都成了他的新“手藝”。繼承了父親“手藝”精神的趙立新,在發展事業上卻和父親完全不同性格。他的父親開過很多小工廠,但生意不佳,“他只做無風險的事,到最後零風險零回報。”為了不再重複父親的“零回報”,趙立新要求自己敢於去冒險,“10倍的風險,意味著100倍的回報。”於是,他一邊做著低風險的工作,一邊尋求著高風險的高回報機會。2000年,機會來了。當年,夏普發佈世界第一款拍照手機,雖然攝影機只有11萬像素,但開啟了手機拍照新時代。趙立新馬上從中看到CMOS圖像感測器領域的巨大前景,在此領域手握10多項技術專利的他決定回國創業。兩個高中同學也聞訊趕來,一人投了100萬美元。2003年,37歲的趙立新和清華82屆的師兄李文強、85屆的同學魏軍一起創辦了格科微。老同學的200萬美元,風投進來的340萬美元,再加上自己的幾十萬美元,公司前期總共投入600萬美元,對純初創企業來說,錢不少了,但對晶片設計行業而言,卻是杯水車薪。如何用這點錢“撬動地球”呢?趙立新的辦法是繼續找人合作,整合資源,加速處理程序。他通過打探瞭解到,中芯國際也在關注圖像感測器,於是找上門去提議:格科微做設計,中芯出錢為其建立生產線,大家合作一起突圍。也是在創業階段的中芯國際同意了。於是,趙立新直接把公司開到了中芯國際當年建廠時的臨時辦公室:位於上海張江高科技園區裡的一個簡易工棚。▲來源:格科微官網“工棚很破舊了,桌子上全是螞蟻,我們每天第一件事就是處理螞蟻。”押上全部身家的趙立新對妻子說:“如果輸了,咱就不玩了。”創業之初,工程師出身的趙立新飽嘗欠缺市場和管理經驗所帶來的教訓——他憑著一腔熱血,一上來就做高端圖像感測器設計,但研發受阻。眼看此路不通,又轉去做基帶,然而繼續不順。人員管理上也出過大問題,公司的資料庫曾被一個員工帶走,還出去融了幾百萬美元,掉過頭來成了格科微的競爭對手。談到當時犯的錯誤,趙立新說,“老天不滅我,很多人犯了一次錯就‘死’了,但我們獲得了再起的機會。”這個再起的機會,就是重新回到CIS晶片研發,而且放低姿態,由易到難。當國際巨頭已經在研製200萬-500萬像素的CIS晶片時,格科微從30萬像素開始做起。經過四十多次的試板後,2005年,格科微的第一款,也是中國第一款具有商業價值的CIS產品投片成功了。這款產品的關鍵工藝是“三電晶體”,當時國外已普遍應用,國內還處於實驗室階段,格科微率先實現了國產化,然後也抓住了一個好機會:趕上國內攝影機市場的興起,而攝影機30萬像素已基本夠用了。於是,這款低像素的產品,最終卻獲得相當不錯的回報,量產當年就賣出1600萬顆,銷售額突破500萬美元,在30萬像素市場獨佔鰲頭。2007年,iPhone橫空出世,徹底改變了手機行業的格局,手機拍照功能也因此一日千里,像素和攝影機數量不斷升級,格科微則一路追趕到了200-500萬像素產品。這也是九死一生的勝利。首先是研發的困難。據公司研發總監李傑回憶,格科微最初做200萬像素產品時,第一片晶圓上的2000顆晶片中,只有一顆可以達到標準,良率0.05%。但趙立新堅持加大研發,最終不但用夜以繼日的鏖戰,把良率提升到了95%以上,而且還通過對電路設計和工藝的創新,做到了比同類產品成本少35%-50%,性能表現卻反倒提升了40%。其次是市場的困難,競爭的困難。眼看格科微一步步突圍,統治市場的國際巨頭們開始行動了。他們發起了慘烈的價格戰,將格科微水準級的產品打成了賣越多虧越多的血海,企圖讓格科微直接倒在這一處理程序。“當時在深圳,他們把庫存按斤來賣,直接把我們打到帳上只剩200元。”趙立新回憶說。好在投資人們看好格科微的前景,決定繼續帶資支援,被輸血的格科微則乾脆主動發起戰爭,以低成本優勢用更低價格大殺四方,最終幾乎統治了中低端產品市場,有媒體形容其為“所到之處,寸草不生,堪稱圖像感測器領域的‘拼多多’”。到2014年,格科微的CMOS感測器出貨量已超過9.4億顆,銷售額突破3.5億美金,成為了國內CMOS圖像感測器晶片的出貨量第一。在CIS晶片突圍的同時,格科微還利用核心技術的擴展應用,發起了另一場戰爭:自主研發作為液晶顯示器核心元件的LCD驅動晶片。國內的顯示驅動晶片市場,曾長期由矽創電子、奇景光電等台灣企業主導。2010年格科微設立了顯示驅動產品線,到2019年,其LCD驅動晶片出貨量達到4.2億顆,是國內出貨量排名前五的LCD驅動晶片供應商中,唯一一家出身大陸的供應商。憑藉CMOS圖像感測器和LCD驅動晶片兩大拳頭產品的持續增長,到2020年格科微的年營收已接近65億人民幣,其CMOS圖像感測器出貨量更是突破20億顆達0.4億顆,位列世界第一。如今出貨量有所下降,但也依然位居全球第二。成為第一併沒有讓趙立新高興多久,因為這個第一,量有了,但質不夠。若按銷售收入算,2020拿到全球出貨量第一的格科微,只能排全球第四,而且是比全球第一斷崖式落後的全球第四。當年,格科微CIS晶片的收入為58.6億元,只佔全球5%,而全球第一索尼的CMOS業務營收為94億美元,市佔率高達40%。差距的關鍵在於,索尼擁有高端市場的50%份額,其收入主要來自1300萬像素以上的高檔產品,而格科微的營收則來自200-500萬像素和800-1300萬像素的中低端產品,高端收入不足1%。趙立新耳邊又響起了父親的那句話,“吃飽飯了,還不能拿第一?”於是,他帶隊繼續攻堅,向高端發起挑戰:一方面抓住國家扶持科創尤其是自主核心技術突破的機遇,推動公司上市募資,擴大資本實力;一方面最佳化公司的發展模式,從Fabless轉型為Fab-Lite,並且定下了實現30億美元營收的目標。所謂Fabless是只負責晶片的研發和設計,把製造交給代工廠完成,格科微的主要代工方包括三星、台積電和中芯國際。與Fabless模式相對的是IDM,即設計、製造、封裝和銷售全流程一手包辦,英特爾、索尼、三星就是典型IDM公司。格科微選擇的Fab-Lite介於Fabless和IDM之間,即自建晶圓廠與委託代工相結合,目的是,更主動地掌握高端產品的製造能力,更好地響應市場需求。2021年8月18日,格科微在科創板上市,首次公開發行股票募集資金總額35.93億元,全部投入其轉型Fab-Lite的核心項目:“12英吋CIS積體電路特色工藝研發與產業化項目”,即在上海自貿區臨港新片區,建設佔地12.2萬平方米包含晶圓工廠、動力中心在內的製造基地。在工廠建設期間,格科微耗時十年自主研發的GalaxyCell™ 0.7μm工藝取得突破,應用該工藝的3200萬像素和5000萬像素等高端產品得以推出,為高端智慧型手機帶來了高像素的解決方案。2023年,在格科微成立20周年之際,臨港工廠建成落地,12英吋積體電路特色工藝產線順利開通,顯著縮短了高端產品的量產周期,OPPO Reno12海外版、vivo Y300 Pro、華為Nova 13系列等國產手機的熱門機型相繼採用了格科微的中高端產品。▲格科微臨港工廠,來源:格科微官網據格科微2025三季報顯示,高端轉型初見成效,前三季度營收57.23億元,同比上漲25.66%,其中1300萬像素以上產品收入達到10億元,3200萬及以上像素產品出貨量超過4,000萬顆。當前,格科微臨港工廠基本處於滿產狀態,產能持續從800萬、1300萬像素產品向3200萬及5000萬像素等高像素產品切換,從2025年二季度起高像素產品收入佔比超過了40%。下一步,格科微將打造汽車CMOS圖像感測器業務這一新的增長曲線,目前已突破了車規級產品的封裝工藝,趙立新說,“隨著高端產品的量產,30億美元目標的實現就在不久的將來。”在臨港工廠的落成典禮上,趙立新又想起了創業之初的“螞蟻工棚”,他說自己沒想到公司能活得這麼長,他當初的設想是“要麼兩三年就上市,要麼兩三年就被淘汰掉。”現在,成立22年的格科微開始展望下一個20年,最初的創業夥伴仍在一起奮鬥,大家的願望是:“繼續向上攀登,成為世界Top5的半導體公司。” (華商韜略)
逆襲!又一個日本產業被吊打,索尼半導體快要被打散了!
華為Pura 80系列於6月11日全球首發,雖然與前兩年Mate60、Pura70以及Mate80系列相比起來,無論人氣以及市場關注度都下降不少。但一向以影像技術超前、體驗卓越的華為P系列而言,Pura 80系列的拍照、攝影功能在國內還是無出其右的。根據華為官宣消息,此次Pura 80系列所用的影像晶片都來自國產廠商——分別是老牌國產CMOS廠商豪威科技,思特威,值得一提的是思特威為Pura80系列提供了1/1.3英吋大底感測器,實現了“一底雙長焦”技術‌。其實華為使用國產CMOS更重要的影響是:國產CMOS正在吃掉日本在這領域的主導地位。2024年全球CMOS感測器市場格局發生地劇烈變化。昔日由索尼和三星主導的市場,如今已成中日韓三足鼎立之勢。最新資料顯示,索尼與中國格科微各佔23%份額並列第一,豪威科技以21%緊隨其後,三星則被擠至16%的第四位。中國廠商的崛起速度令人咋舌。格科微去年淨利潤暴漲287%,思特威的淨利潤更是飆升2662%,如同坐上了火箭。國產CMOS晶片已從山寨機配件蛻變為旗艦機核心,華為三摺疊屏Mate XT主攝、小米14系列等高端機型均搭載的都是過長CMOS。作為曾經CMOS的全球霸主——索尼半導體正腹背受敵。6月13日,有消息稱,索尼對自家的半導體業務的前景感到擔憂;坦言業務“不確定性增加”,這一罕見表態背後是多重危機並行。一方面是索尼CMOS最大客戶——蘋果正在考慮轉投三星陣營,若成事實,將對索尼造成毀滅性打擊。同時,中國豪威科技、思特威等CMOS廠商技術正在快速崛起,已經從1英吋感測器轉向更小尺寸,這導致索尼產品的性價比急劇下降,不可避免的拉低了索尼產品的單價和利潤。更重要的是,這些中國CMOS廠商與華為、小米等手機廠商的合作日益緊密,正在不斷蠶食索尼的地盤。為此,根據彭博社消息,索尼正計畫將半導體子公司——索尼半導體解決方案公司分拆出來,並推動其獨立IPO,同時有助於集團將更多資源集中在娛樂領域。但獨立上市就可以解決索尼逐步喪失CMOS市場的困境嗎?顯然過於樂觀了。當前全球CMOS的競爭已進入白熱化階段,決定未來勝負手的無疑還是技術能力。從未來10年CMOS進化來看,主要有三大技術路線:其一、量子點感測器:豪威與MIT聯合實驗室突破15%量子效率瓶頸;其二、事件驅動型視覺:索尼研發DAF動態視覺感測器應對AR/VR需求;其三、神經形態感測:思特威開發內建NPU的SC9000系列,實現片上AI降噪。從以上三大技術路線來看,索尼的事件驅動上領先半個身位,但在拓展新的應用場景上,中國CMOS廠商具有先天優勢。如在汽車電子領域,豪威車用CMOS夜視效果比國外產品強30%,新能源車廠排著隊送訂單。思特威在汽車ADAS系統已拿下40%份額,將車規技術反哺手機市場。可以說,隨著智慧型手機CMOS市場逐漸飽和,新的應用場景的開發和拓展將決定廠商未來的前進。如在工業視覺、醫療影像、航空航天等高端領域將成為CMOS廠商新的競技場。因此,對於以索尼為代表的日本CMOS廠商而言,2024年或將是一個分水嶺——由全球主導到逐步走向衰落;在CMOS領域日本廠商或將重複日本家電產業曾經的故事。這既是由技術能力和技術積累所影響,其實更是由市場規模以及應用場景多樣化的拓展所決定的;而對於中國廠商而言,一旦技術上與日韓廠商平起平坐,在應用上無疑吊打日韓廠商,這就是規模的力量,日韓廠商永遠無法跨越! (飆叔科技洞察)
雙2億像素新機曝光!又是小米?
1億像素不夠,2億像素依然不夠,雙2億像素才是手機影像硬體的下一個目標。據@數位閒聊站爆料,國內已有手機廠商正在評估下一代雙2億方案,即主攝和長焦均為2億像素CMOS,其中索尼2億像素主攝CMOS尺寸為1/1.1英吋左右。(圖源:微博截圖)到目前為止,搭載驍龍8至尊版和天璣9400的新一代旗艦中,vivo X200 Pro、小米15 Ultra、Magic 7 Pro等均已配備2億像素長焦鏡頭。按照數位閒聊站此前的爆料,至少有5家廠商計畫為搭載第二代驍龍至尊版和天璣9500的機型配備2億像素感測器,包括子品牌。隨著供應鏈逐漸成熟,硬體採購成本下降,手機廠商似乎正打算將2億像素感測器逐步下放給子品牌,旗艦機則要通過雙2億像素方案提高拍攝能力和產品競爭力。從11萬到雙2億,手機像素競賽愈演愈烈2000年,世界上第一台搭載攝影機的手機夏普J-SH04發佈,儘管只有11萬像素的CCD感光元件聊勝於無,產品也沒有引起太大反響,卻開創了手機攝影先河。自此之後,攝影機幾乎成為了高端機型必不可少的賣點,光學變焦、氙氣閃光燈、光學防抖等技術也陸續在手機領域落地。決定拍攝效果的兩大重要因素像素和感光面積,同樣在不斷提高,2012年諾基亞推出的PureView 808搭載擁有4100萬像素和1/1.2英吋尺寸的CMOS,將手機攝影帶入大底、高像素時代。2014年松下展出的Lumix CM1則擁有1英吋大底CMOS,只是高達15.2mm厚度的機身,令該產品有些尷尬。第一款搭載1億像素的手機,則是2019年國內手機廠商小米推出的CC9 Pro,該手機一舉斬獲DxOMark手機拍攝第一。然而小米CC9 Pro的拍攝體驗並不理想,超高像素對於ISP提出了極高要求,而小米CC9 Pro處理器配備的Spectra 350 ISP處理1億像素照片過於吃力,數秒時間才能拍完一張照片。(圖源:小米)儘管1億像素初戰帶給使用者的體驗並不完美,但依然無法阻擋手機廠商追逐高像素的步伐,2022年moto X30 Pro首次搭載2億像素主攝,2024年vivo X100 Ultra首次搭載2億像素長焦鏡頭。不僅是主攝,旗艦機的長焦、超廣角也逐漸放棄了800萬/1300萬像素「湊數」鏡頭,改為以5000萬像素為主。如今,主攝+長焦+超廣角三顆5000萬像素鏡頭,已成旗艦機基礎組態,小米15、OPPO Find X8、vivo X200皆是如此。在旗艦機不斷追求更高像素的同時,因供應鏈的成熟感測器成本下降,1億像素主攝也逐漸下放,甚至當前售價899元起(首發價格1099元起)的Redmi Note 13 5G都搭載了1億像素主攝。即將發佈的榮耀400 Lite,也被曝將搭載1億像素主攝。(圖源:小米商城截圖)手機像素一直是廠商常用的宣傳詞條,2019年聯想Z6 Pro還以「億級像素」為預熱口號,不過並非產品搭載1億像素CMOS,而是前後鏡頭加起來超過1億像素。短短數年時間過去,1000元左右的入門級5G手機,便能夠搭載1億像素主攝,可見手機CMOS進步速度之快,高像素時代已經到來。vivo、小米、榮耀等手機廠商接連在旗艦機上使用2億像素長焦鏡頭,再加上1億像素CMOS成功下沉市場,雙2億像素機型的面世自然水到渠成。手機影像距離取代相機更近了?「底大一級壓死人」是攝影圈的流行語,意思是CMOS尺寸是相機拍照能力的決定性因素,像素的重要性低一些。京東平台熱銷的全畫幅相機索尼Alpha 7 Ⅳ僅有3300萬像素,佳能EOS RP更是只有2620萬像素,可見相機並不追求高像素。放在手機攝影領域這句話同樣成立,2億像素擁有解析力優勢,裁剪後畫面細節依然清晰,但單像素尺寸太小,暗光環境下的拍攝效果可能大打折扣。例如小米15 Ultra、vivo X200 Pro的2億像素長焦鏡頭為三星HP9感測器,CMOS尺寸僅有1/1.4英吋,單像素尺寸僅有0.56μm,在光線不足的環境下容易出現噪點,影響拍攝效果。(圖源:小米)正因如此,高像素CMOS在拍攝時,通常會使用四合一、九合一、十六合一等技術融合像素,提高單像素尺寸。再次以小米15 Ultra為例,2億長焦鏡頭支援像素四合一方案,可將單像素尺寸提高到2.24μm,從而在夜間光線不足的環境中拍攝出清晰的照片。好在,數位閒聊提到的1/1.1英吋索尼主攝,單像素尺寸大約為0.8μm,已經達到了可以用的地步,基於多合一技術,該CMOS還可將單像素尺寸提高到3.2μm甚至更高,足以媲美當前旗艦手機配備的5000萬像素1英吋CMOS主攝。手機並不是像素越高越好,但高像素CMOS即能夠在高亮度情況下提供低像素CMOS難以達到的解析力,還可以通過多像素合一技術,在暗光環境下提高單像素尺寸,減少照片噪點。1/1.1英吋+2億像素的CMOS,將成為手機廠商向相機發起挑戰的又一助力。AI攝影技術令手機可根據拍攝場景和畫面自行調整參數,光線充足的情況下啟動2億像素,拍攝高解析力的照片,低亮度情況下啟用四合一技術,提高單像素尺寸,拍攝噪點更少更清晰的照片,或將成為2億像素發揮價值的關鍵。然而雙2億像素大底主攝還存在兩個問題,即模組本身和鏡頭佔據空間太大。vivo產品經理韓伯嘯公佈的圖片顯示,vivo X200 Ultra三顆攝影機幾乎佔據了上半部分50%以上的空間。主攝和長焦均為2億像素大底CMOS,難免需要較大空間,導致旗艦機出現較為嚴重的凸起。(圖源:vivo韓伯嘯)其次,2億像素的照片,大小一般在80MB以上,對於手機儲存的壓力也不小。當前旗艦機的儲存空間一般為256GB到1TB,雙2億像素方案可能會導致Ultra版旗艦放棄256GB。因成本問題,雙2億方案初期大機率只有超大杯Ultra版旗艦才會搭載,在供應鏈成熟後逐步下放到大杯、中杯旗艦。最好的例子是vivo手機,X100 Ultra首次搭載2億像素長焦鏡頭,X200系列就把2億像素長焦鏡頭下放到了大杯Pro版本。另外,從行銷角度來看,高像素CMOS往往可以成為一款機型的核心賣點。主攝+長焦雙2億像素方案,顯然比2億像素長焦更具吸引力和噱頭,能夠首發雙2億像素機型的廠商,有望獲得極高熱度,並吸引消費者購買。雙2億像素軍備競賽,小米可能再度搶跑?出於拍攝時間、照片大小考慮,當前支援1億像素或2億像素的手機,一般不會默認打開高像素模式,日常使用基於多合一技術,拍攝的照片可能只有1200萬像素到5000萬像素,但不能因此否定高像素的意義。在像素多合一技術的加持下,2億像素CMOS能夠兼顧高解析力和單像素大尺寸優勢。低像素CMOS若想拍攝出1億或2億像素的照片,需要通過AI技術對圖片進行插值,與原生高像素難免存在差異,AI攝影可以降低拍攝難度,卻難以彌補硬體上的差距。從11萬像素到雙2億像素,手機CMOS的變化記錄了消費者需求的變遷,但雙2億像素不會是手機CMOS對於高像素追求的終點。據X平台博主@Justin_Pumping爆料,三星正在開發用於手機的5億像素CMOS感測器。(圖源:X平台截圖)當然,5億像素CMOS能否順利完成開發工作並落地暫時無法確定,雙2億像素方案會由那家首發,卻已值得期待。按照@數位閒聊站的說法,頭部Android廠商如小米、OPPO、vivo、榮耀等都有可能。在影像方面小米與vivo向來較為激進,小米CC9 Pro首發1億像素主攝,vivo X100 Ultra首發2億像素長焦鏡頭,而且這兩家企業經常與索尼、三星等手機CMOS廠商聯合開發新品,首發雙2億像素方案的可能性較高。vivo X200 Ultra被曝主攝將放棄當前手機普遍使用的23mm焦段,選擇攝影師更常用的35mm焦段,下一代產品X300 Ultra很可能沿用35mm主攝焦段設計。35mm焦段會導致手機鏡頭模組凸起幅度更大,若再搭配雙2億方案,鏡頭模組凸起程度可能難以控制。因此小雷認為,小米16 Ultra首發雙2億像素方案的可能性最大。小米15 Ultra組態提高價格不變,在高端市場仍保持著較高質價比,下一代超大杯旗艦小米16 Ultra有望在組態和價格兩方面給予消費者更多驚喜。 (雷科技)
BJT、CMOS、DMOS等半導體製程技術
隨著半導體製程製程不斷突破,業界流傳著一個被稱為「摩爾定律」的著名論點。它是英特爾創始人之一戈登·摩爾在1965年提出的,其核心內容為:集成電路上可以容納的晶體管數目在大約每經過18個月到24個月便會增加一倍。這項定律不僅是對產業發展趨勢的一種分析預測,同時也成了半導體製程發展的動力——一切都是為了做出更小尺寸且性能穩定的電晶體。從五十年代至今約70年的時間,總共發展了BJT、MOSFET、CMOS、DMOS以及混合型的BiCMOS和BCD等製程製程技術。 1. BJT 雙極性結型電晶體(bipolar junction transistor, BJT),俗稱三極管。電晶體中的電荷流動主要是由於載子在PN結處的擴散作用和漂移運動,由於同時涉及電子和電洞兩種載子的流動,因此它被稱為雙極性元件。 回溯它所誕生的歷史。由於存在著用固體放大器代替真空三極管這一想法,1945年夏,Shockley提出開展半導體基礎研究的建議,1945年下半年,貝爾實驗室成立了以Shockley為組長的固體物理學研究小組。在這小組裡,不僅有物理學家,也有電路工程師和化學家,包括作為理論物理學家的Bardeen和實驗物理學家B rattain。1947年12月,一件被後世認為是里程碑式的事件璀璨地發生了-Bardeen和Brattain成功發明了世界上第一個具有電流放大作用的鍺點接觸晶體管。