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QuantumFilm能否成为CMOS技术史上最强对手?

量宏科技(InVisage)研发的QuantumFilm据称是一种颠覆传统CMOS图像与传感的技术,可以让手机相机、数码相机等移动设备捕捉到更高保真度、更高分辨率的图像,向CMOS图像传感器技术发起挑战……

量宏科技(InVisage)是一家领先的材料及影像技术平台公司,成立于2006年,由纪源资本(GGV Capital)、诺基亚资本(Nokia Growth Partners)、罗克波特资本(Rockport)、中西部合伙人资本(InterWest Partners)、英特尔投资(Intel Capital)、泛海集团(Ocean Wide)和OnPoint技术等多家投资公司提供资金支持。其新研发的QuantumFilm据称是一种颠覆传统CMOS图像与传感的技术,可以让手机相机、数码相机等移动设备捕捉到更高保真度、更高分辨率的图像。 量宏科技总裁兼首席执行官李政扬(Jess Lee)认为,20多年前发明的CMOS图像传感器几乎是照相领域的最后一项创新,随着时间的推移,它的一些弊端正在逐渐显露。比如单一光照下图像不是太亮就是太暗,无法滤光;快速运动时拍出的照片会发生扭曲;没有光学变焦,距离太远时图片就会变得相当模糊。而解决上述难题的途径,就是不能再把硅作为捕捉光线的载体。


量宏科技销售及营销副总裁Remi Lacombe
QuantumFilm薄膜是基于一种颠覆性的新材料—metal chalcogenide(一种硫化物)制造。它的光吸收率比硅材料高出8倍,可形成一种超薄光捕捉媒介,调节具有较高入射角度的光,从而在传感器表面的顶层实现真正的光子收集,实现前所未有的4mm相机模块高度,使未来智能手机的相机设计变得更加轻薄。 理论上而言,QuantumFilm薄膜能在各种表面上形成涂层,但其第一代产品是以硅晶圆为衬底。未来InVisage也打算切入其他专业应用领域,例如全黑夜视镜、太阳能电池、显示屏等,但考虑到公司规模,目前将仍以手机市场为主。 尽管InVisage方面对这项“将从根本上改变图像传感器和照相机体系结构”的技术赋予极高的期望,但量宏科技销售及营销副总裁Remi Lacombe在接受本刊采访时也坦承,相机传感器市场很大,InVisage目前为止仍然是一家小公司,如何“以小搏大”将会是管理层下一步重点考虑的战略问题。 “这其中很重要的一点就是我们不能把自己的产品做的太过特殊,只有这样才会比较容易的和生态系统中各个合作伙伴展开合作。”Remi Lacombe表示,除了高通和联发科技外,InVisage还和摄像头模组厂商欧菲光、光宝、富士康、大力光等达成了合作共识,希望能向终端厂商提供更具成本优势的高性能替代解决方案。 美国和包括中日韩在内的东亚将会是InVisage重点关注的两大市场。Remi Lacombe说现在业界都流传着“得中国市场者,得天下”的说法,因为这里不但集中了全球最重要的OEM/ODM厂商,而且是全球最大的手机消费和出口市场,“我们没有理由不关注这里的一举一动。” 本文下一页:“八年磨一剑” {pagination} “八年磨一剑” 与传统CMOS传感器相比,QuantumFilm传感器上层的滤光器阵列和下层的数字电路都是相同的,不同之处在于中间那一层QuantumFilm:CMOS传感器通过硅材料负责光传感和电子读出功能,对光的吸收有限,而QuantumFilm则可以做到100%的吸收。 根据InVisage官方给出的生产流程,晶圆首先由台积电(TSMC)代工制造,之后再运送到InVisage自有的QFAB3 厂进行QuantumFilm的沉积制程。沉积制程由一部定制化且结合多种旋转涂层与化学气相沉积(CVD)技术的设备机台执行,这样的组合让沉积制程不仅可模块化且完全自动化。 日前,针对主流的1300万像素智能手机相机市场,InVisage推出了其首款产品—Quantum13相机传感器。这是一种拥有1300万像素、1.1微米像素的相机传感器,可以装入一个8.5mm x 8.5mm的模块中。与传统的CMOS图像传感器相比,Quantum13传感器中包含了一种被称为“QuantumCinema”的单景高动态范围模式,可提高近18dB的动态范围。这意味着无须任何附加的高动态范围软件处理,静态和摄像模式都可以达到这种高性能水平。而通常情况下,因为运用了软件处理,往往会造成图像失真或时段丢失。 李政扬曾经在OminiVision任职数年,在推动CMOS传感器成为摄像头主流传感器的进程中贡献良多。他表示公司之所以花了八年的时间才推出第一款产品,除了进行研发、搭建厂房外,很大一部分精力是努力把QuantumFilm传感器的接口与特性打造的和CMOS传感器一样。这样,摄像头模组厂商在采用时就不需要任何特殊的工艺和设计。 Quantum13传感器还是全球首款将电子全局快门应用于智能手机的传感器。这种相机技术能够实现全帧捕捉,而CMOS传感器则使用滚动快门方法从上到下扫描图像。通过使用电子全局快门,搭载Quantum13传感器的智能手机能够以通常只出现在单反相机中的全帧快门速度捕捉到快速移动的物体的清晰静态照片,并且生成流畅的2K和4K影像,不会出现任何由滚动快门造成的失真现象。 在当前手机摄像头像素分辨率要求越来越高的情况下,手机摄相模组要做到4.75mm以下就是一个巨大的挑战。只有减小像素尺寸,才能做薄;但像素尺寸减小,又会因为减少透光而影响拍照质量。目前业界普遍的像素尺寸在1.4um到1.12um之间,苹果为了达到更好的成像质量,像素甚至做到了1.5um。 但对于QuantumFilm这种架构来说,像素尺寸就不是一个限制因素。“为了迎合主流,我们这次推出的首款产品还是会选择在1.1um,等市场培养成熟之后,再使用更小的pixel尺寸。”李政扬表示,InVisage已经和高通和联发科技这两家主流手机芯片厂商展开了合作,在其主芯片中集成了针对InVisage传感器优化的ISP。 《国际电子商情》原创文章,谢绝转载


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责编:Quentin
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邵乐峰
ASPENCORE中国区首席分析师。
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