聊聊三大传感器巨头
2021-11-01
来源：半导体行业观察
不论是设计还是选购相机，图像传感器几乎是要考虑的第一要素。无论你是开发工业、医疗、手机、或是车载等相机，图像传感器的功能、性能、大小、功耗、接口、价格、供货能力等因素，决定了相机开发者在开发立项时的选择。这一篇我们就盘点一下各图像传感器厂家及其具有代表性的技术特点。
从总的图像传感器市场份额来看，Sony是当之无愧的市场的老大，占据着约40%的份额。我们就先从Sony来介绍。
1. Sony在图像传感器领域有几个比较知名的第一。
第一个背照式（BSI）cmos图像传感器。（关于FSI与BSI技术，详见公众号2017年10月技术文章《小谈CMOS Sensor 设计之FSI和BSI》
第一个堆栈式cmos图像传感器。
第一个AI cmos图像传感器。这是SONY最新发布的关于其AI Image Sensor的PPT
Sony还有很多业内先创的技术，在这里就不一一列举了。
依赖这些技术创新，Sony 在高灵敏度，低噪声，高速传输这些方面具有很大的优势，所以占据诸如apple（手机），Axis（安防）这些高端相机的图像传感器市场。
Sony 特意注册了两个商标，标榜其优异的低光性能，STARVIS——星光夜视。Pregius，这个名字看起来就不怎么直观，都不知道怎么翻译。反正就是Global Shutter加低光性能。好多人吐槽Sony的产品命名，手机叫Xperia，微单相机叫ILCE，让人看了都不知道怎么念。
2.紧随Sony之后的是三星。三星占据了22%的市场份额（2020年）。
与Sony几乎有各种类型、各种应用的图像传感器产品不同，三星图像传感器主要集中在手机市场，现在也开始在车载领域着力。
三星可以说是最有实力挑战Sony的图像传感器厂，是世界上第一个推出一亿像素手机图像传感器的公司。现在继续走小像素尺寸，超高像素数的路线。最近刚刚宣布推出了2亿像素，像素尺寸0.64um的图像传感器，据说三星计划到2025年推出576M的图像传感器。
2013年，三星推出一款手机sensor，把每个像素分成左右两半，目的是为了减少crosstalk，并且提高动态范围。为这种像素分隔技术起名叫ISOCELL，ISO是isolation隔离的意思，也就是把一个像素分割成若干小的像素。这个名字倒是比较直观，让人一下就能catch到技术特点。开始ISOCELL是一分二，现在推出的Tetracell是一分四，Tetra是四的意思。
现在（2021）年，已经发展到第5代ISOCELL技术，并且三星还给一个‘创新’的binning技术起名叫ChameleonCell（变色龙），sensor可以根据环境光线强弱，进行2x2或者4x4binning。
不过三星这种靠创像素数记录上热搜的路数也被不少图像传感器论坛上的业内用户吐槽，劝三星不要忽悠大家，还是要专注好好做产品 —— Make Products with a capital P。
Sony 也都有类似的像素分割技术，Sony叫Dual PD（一分二）， Quad Bayer（一分四），Octa PD（一分八）。
3.Omnivision（以下简称OV）常年占据老三的位置。
与Sony 与 三星最大的不同，OV没有自己的工厂，自己设计，然后完全靠代工厂生产，这种业务模式叫Fabless。Fabless模式的优点是投资少，自己只负责投资在sensor的设计上就可以，缺点是由于没有对工艺的绝对把控，产品的性能很难与那些有工厂的公司竞争，所以Fabless类型公司的sensor定价普遍较低，这也同时导致其总营收比较低。但所谓船小好掉头，OV的产品线是三大厂里最丰富的 —— 从手机、安防、车载到医疗、从image sensor到ISP soc，甚至ISP IP授权，一应俱全。
最近IISW（国际图像传感器工作会议）主席团换届，OV的CTO Boyd Fowler成为新一届主席团成员（一共四人，Sony也占了一席），充分说明了他个人以及OV其在业内的成绩有目共睹。
Pixel scale的竞争OV也自然加入其中，OV最新推出60M的OV60A图像传感器pixel size只有0.61um，是现在业内像素最小的图像传感器，而且这款sensor还集成了EIS（电子防抖）功能。
OV对产品的命名还算比较直观，一分二的就叫split pixel，一分四的就叫4 cell。把下面三项技术改进弄个名字叫PureCel。
Sony，三星，OV的sensor笔者都曾用过，技术文档也都看过；SONY文档的日式英语，三星文档的韩式英语都领教过，OV的技术文档真是写得最好的。几年前有一次笔者去硅谷访问，因为OV的创始人是华人，我问OV的工程师，你们加州总部有多少华人，OV的工程师开玩笑说他们基本除了HR和写技术文档的，都是华人。这从一个侧面说明OV对文档和技术支持的重视。
