現(xiàn)在智能手機(jī)的亮點(diǎn)越來(lái)越少,八核,F(xiàn)HD+的全面屏,AMOLED,大容量?jī)?nèi)存,大家千篇一律。最大的亮點(diǎn)和變數(shù)都在拍照里了。
最強(qiáng)拍照手機(jī)之爭(zhēng)
最近發(fā)布的幾款手機(jī)被關(guān)注最多的焦點(diǎn)就在拍照上了。首先是Google最新親兒子Google Pixel 2在DxOMark手機(jī)相機(jī)評(píng)分榜上碾壓iPhone 8和Galaxy Note 8,拿下史上總分最高分:98。緊接著華為Mate 10 Pro和Apple的iPhone X則在這個(gè)榜單上拿下了總分97分 第二好的成績(jī)。

而在拍照(Photo)方面,華為Mate 10 Pro 的100分剛超過(guò)Pixel 2的99分沒(méi)多久,就被iPhone X的101分反超。
從DxO的評(píng)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)可以看出,拍照時(shí)無(wú)論是曝光,對(duì)比度,色彩,紋理,自動(dòng)對(duì)焦,還是閃光燈方面都是Pixel 2表現(xiàn)最好。而Mate 10強(qiáng)在去噪和色彩能力上。而iPhone之所以排名第一,主要是其支持光學(xué)變焦,景深做的好,偽像處理最好,從而在拍照時(shí)總分第一。
不過(guò)一臺(tái)手機(jī)的Camera性能取決于多個(gè)方面,比如Camera sensor的選型,模組的制作,平臺(tái)選擇,ISP選擇,后期ISP處理能力,主客觀調(diào)試等等。而今天我們重點(diǎn)談?wù)凜amera sensor的供應(yīng)商。
Camera sensor供應(yīng)商
1. Sony
憑借在數(shù)碼相機(jī),單反相機(jī)領(lǐng)域的多年沉浸,Sony毫無(wú)懸念是camera sensor供應(yīng)商里的第一名。Sony也是Apple這幾年在Camera sensor上唯一供應(yīng)商。
由于有自己的Fab,Sony不僅有超強(qiáng)的設(shè)計(jì)能力,其sensor的工藝能力也為其性能帶來(lái)了強(qiáng)勁的支撐。這也使得其他家很難超越Sony。
而憑借其霸主地位,Sony在Sensor定價(jià)方面很有說(shuō)話權(quán),也是為數(shù)不多會(huì)發(fā)生缺貨漲價(jià)的Sensor。為了避免缺貨,Sony一方面積極增加產(chǎn)線,另一個(gè)面也通過(guò)收購(gòu)Toshiba增加其生產(chǎn)能力。
當(dāng)然Sony也并非沒(méi)有犯過(guò)錯(cuò)誤,早些年推出的RGBW sensor就在華為某旗艦機(jī)上的某些場(chǎng)景下會(huì)出現(xiàn)摩爾紋。
另外Sony相對(duì)來(lái)說(shuō)過(guò)于保守,不愿意第一個(gè)吃螃蟹。這也是為什么最早Apple iPhone用的Sensor都是OV的,而此次結(jié)構(gòu)光上用到的IR sensor也沒(méi)有看到Sony的身影。
2, Samsung
這兩年Samsung奮起直追,并在Samsung mobile上被廣泛應(yīng)用。
Samsung最大的優(yōu)勢(shì)就是有自己的Fab廠。并且由于Camera sensor不需要最新的生產(chǎn)工藝,Samsung甚至?xí)捎帽籑emory淘汰下來(lái)的舊工藝Fab先來(lái)生產(chǎn)camera sensor。由于這樣的產(chǎn)線折舊費(fèi)早已抵消,使得其生產(chǎn)成本非常低廉。
Samsung目前策略就是減少Sensor型號(hào),主攻大客戶來(lái)迅速占領(lǐng)市場(chǎng)。很多品牌客戶擔(dān)心被Samsung卡住脖子,所以使用都會(huì)很很謹(jǐn)慎。不過(guò)AMOLED和Memory是Samsung的兩大法寶,通過(guò)與這兩個(gè)產(chǎn)品的配合,很多品牌客戶也不得不選擇采用一定的Samsung Camera。
3. OV
這兩年OV也成為中國(guó)資本市場(chǎng)上變化最大的公司。先是被中國(guó)財(cái)團(tuán)收購(gòu),從美國(guó)納斯達(dá)克下市。然后又被北京君正收購(gòu),以失敗告終。再后來(lái)上海韋爾半導(dǎo)體也來(lái)收購(gòu)OV,最終因大股東反對(duì),也以失敗告終。但由于上海韋爾半導(dǎo)體已經(jīng)收購(gòu)大多數(shù)股票,韋爾股份董事長(zhǎng)虞仁榮也順勢(shì)出任北京豪威的董事長(zhǎng)。至于收購(gòu)OV事宜則暫時(shí)告一段落。
在2011年以前,OV無(wú)疑是手機(jī)Camera sensor的市場(chǎng)老大,并且也是Apple的供應(yīng)商。但隨著Sony,Samsung進(jìn)入手機(jī)Camera sensor領(lǐng)域后,OV在13M以上的高端市場(chǎng)上無(wú)法競(jìng)爭(zhēng)過(guò)對(duì)手。而在2M以內(nèi)的低端市場(chǎng)上,Galaxycore和Superpix咄咄逼人,使得其目前主要市場(chǎng)都在5M/8M/13M市場(chǎng)上。不過(guò),通過(guò)跟SuperPix的深度合作,相信OV也會(huì)在低端去和Galaxycore較量。
當(dāng)然OV在Camera Sensor上也是有很多創(chuàng)新的。比如BSI最早是OV提出的,但由于沒(méi)有自己的Fab,被擅長(zhǎng)工藝的Sony超過(guò)。另外這兩年OV也積極布局非手機(jī)sensor,比如結(jié)構(gòu)光上采用的Global shuttle sensor,視頻監(jiān)控sensor,OV的占有率都是很高的。結(jié)構(gòu)光的sensor 除了Apple采用ST的外,其他市場(chǎng)基本都是OV所占據(jù)。
沒(méi)有Fab是OV最大的軟肋,也是其被Sony和Samsung反超的主要原因之一。如何改變這個(gè)問(wèn)題,就看韋爾收購(gòu)后,有多大決心去做Camera sensor這個(gè)市場(chǎng)了。
4. Galaxycore
目前是國(guó)內(nèi)sensor出貨量最大的公司,不過(guò)之前主要出貨都是低端產(chǎn)品。2017年由于OV開(kāi)始主打8M以上的市場(chǎng),Galaxycore在5M,8M上的性能也有了很大的突破,使得Galaxycore在5M,8M上取得了不小的市場(chǎng)份額。
Galaxycore在sensor上兩大強(qiáng)項(xiàng):Cost down和生產(chǎn)工藝。所以Galaxycore最早推出了反常規(guī)的COM工藝,幫助客戶最快最短時(shí)間生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化的模組。 目前COM也有了一定的市場(chǎng)份額。

另外一方,同樣沒(méi)有Fab的Galaxycore通過(guò)與Samsung深度合作,一方面可以降低sensor成本,另外一方面可以在工藝上與Samsung深度配合,在5M以上產(chǎn)品上,提高性能。
5. SK Hynix
通Samsung一樣,同樣可以利用Memory淘汰下來(lái)的Fab來(lái)降低Sensor的成本。價(jià)格和產(chǎn)能都是其他家沒(méi)有的優(yōu)勢(shì)。
不過(guò)SK Hynix 主要聚焦做大品牌客戶,并希望在5M/8M/13M 產(chǎn)品上發(fā)力,所以目前在山寨市場(chǎng)上出現(xiàn)比較少。在Sensor缺貨的時(shí)候,有自己Fab的SK Hynix 的優(yōu)勢(shì)就會(huì)發(fā)揮出來(lái)。
6. SuperPix
國(guó)內(nèi)老牌Camera sensor供應(yīng)商。在2M 市場(chǎng)上,還是很大的市場(chǎng)份額,但是5M以上的產(chǎn)品技術(shù)一直沒(méi)有開(kāi)發(fā)出來(lái)。
通過(guò)跟OV的深度合作,獲得OV 5M/8M的技術(shù)支持,或許有機(jī)會(huì)在高性價(jià)比市場(chǎng)上獲得一定的翻身。不過(guò)若真想取得更多的市場(chǎng)份額,苦練內(nèi)功才是真王道。
7. Himax
一家比較有想法的Camera sensor公司。2014年就提出類(lèi)似4in1 概念,但是8M的sensor 只有2M的效果,還要8M的價(jià)格,使得并沒(méi)有客戶采用。后來(lái)Himax最早做出來(lái)RGBIr的sensor,苦于可以支持ISP太少,效果不佳無(wú)疾而終。
所以性能上不去和價(jià)格成本高一直也制約著Himax的發(fā)展。
今年Himax另辟蹊徑,與Qualcomm 深度合作,開(kāi)發(fā)結(jié)構(gòu)光相關(guān)的DoE,Lens等產(chǎn)品,再由Truly做成模組,最終為客戶提供結(jié)構(gòu)光的Total solution。不過(guò)鑒于Himax之前幾年在Camera Sensor的性能表現(xiàn)上來(lái)看,小編對(duì)其可量產(chǎn)的時(shí)間表示謹(jǐn)慎態(tài)度。
8. BYD
在Camera sensor領(lǐng)域耕耘數(shù)年,目前主要的量產(chǎn)產(chǎn)品還是集中在2M以下。
9. SETi
韓國(guó)的老牌Camera sensor供應(yīng)商。曾經(jīng)在手機(jī)Camera sensor領(lǐng)域市占較高,2010年一個(gè)月出貨量也達(dá)到了10~12M每月。但由于后來(lái)技術(shù)停滯不前,導(dǎo)致被市場(chǎng)淘汰。這兩年SETi 又開(kāi)始征戰(zhàn)Camera sensor市場(chǎng),但已代理Samsung sensor為生,后續(xù)的狀況不容樂(lè)觀。
10. OnSemi (Aptina,Micron)
是一家公司名很多的sensor公司。最早是Micron旗下名為Aptina的負(fù)責(zé)CMOS sensor的業(yè)務(wù)部門(mén),后獨(dú)立出來(lái),再后來(lái)被OnSemi收購(gòu)。
曾經(jīng)在Camera sensor供應(yīng)商里也是非常牛的公司,但可惜對(duì)sensor市場(chǎng)的變化準(zhǔn)備不足,這些年基本沒(méi)有什么聲音了。
11. Toshiba
Toshiba曾配合Nokia,開(kāi)發(fā)了手機(jī)上最大像素的Camera sensor,41M 的 sensor,用于Nokia 808項(xiàng)目。其面積之大讓人瞠目結(jié)舌。
不過(guò)同Aptina,ST一樣,這幾年慢慢失去了市場(chǎng)。2015年Sony收購(gòu)了準(zhǔn)備發(fā)力的Toshiba,從此Toshiba也退出來(lái)Camera sensor的歷史舞臺(tái)。
12. ST
曾經(jīng)是Nokia首選供應(yīng)商之一,長(zhǎng)期與Nokia合作。并配合hTC,開(kāi)發(fā)出了當(dāng)時(shí)最大pixel 2.0um的4M sensor。在當(dāng)時(shí)其他機(jī)型都在拼高像素時(shí),這款機(jī)型帶來(lái)了不小的震撼。但由于像素太低不被市場(chǎng)接受。后來(lái)其他Sensor 開(kāi)發(fā)了類(lèi)似尺寸,但是是4in1的芯片,號(hào)稱是16M像素,而被廣泛應(yīng)用于旗艦機(jī)的前攝項(xiàng)目里。想來(lái)ST也是很可惜。
后來(lái)做這個(gè)sensor的***團(tuán)隊(duì)都轉(zhuǎn)型做ToF,使得ST在ToF領(lǐng)域占有率很高。
ST目前基本已經(jīng)放棄了Camera sensor領(lǐng)域,而轉(zhuǎn)戰(zhàn)做ToF,以及為Apple做結(jié)構(gòu)光傳感器。
從技術(shù)上來(lái)看,后續(xù)Camera sensor的主要發(fā)展方向有幾種
1. 小pixel
做小pixel,有幾個(gè)原因:
一方面,Camera sensor 在往高像素發(fā)展的時(shí)候,最大的瓶頸就是尺寸過(guò)大。而減小尺寸的方法則是將pixel 做小。目前常規(guī)的pixel 都是1.12um,到了16M的時(shí)候,開(kāi)始出現(xiàn)了1.0um。而Sony,Samsung,OV在做24M時(shí),都選擇了0.9um pixel。
另一方面,Dual PD的工藝要求Sensor供應(yīng)商要將一個(gè)1.4um或者1.28um pixel 一分為二,成為0.7umx1.4um或者0.64umx1.28um的pixel。
所以小pixel的研發(fā)很重要。但做小pixel 后,由于進(jìn)光量會(huì)變小,所以暗光效果會(huì)差一些。目前Sensor供應(yīng)商的做法都是將pixel做深,通過(guò)深度換取更多的進(jìn)光量,從而彌補(bǔ)進(jìn)光量不足的問(wèn)題。
2. Dual PD
Dual PD價(jià)格昂貴,之前主要是Samsung mobile在采用。今年有兩款機(jī)型也采用了Dual PD,值得關(guān)注。一個(gè)就是Google Pixel 2后置Dual PD,另外一個(gè)就是VIVO X20 前置Dual PD。Google Pixel 2 用 Dual PD 實(shí)現(xiàn)了雙Camera才有的景深虛化溝通,而VIVO X20 則用Dual PD實(shí)現(xiàn)了人臉解鎖功能。之所以可以這樣做,得益于Dual PD技術(shù)是將一個(gè)Pixel 一分為二,相當(dāng)于每個(gè)像素都是一對(duì)雙攝。Dual PD可以輸出一個(gè)正常的圖加每個(gè)像素點(diǎn)的相位差,通過(guò)相位差可以計(jì)算出一個(gè)簡(jiǎn)單的景深圖(depth map)。所以VIVO X20 通過(guò)depth map,可以防止照片的欺騙。而Gogle Pixel則利用這個(gè)景深圖實(shí)現(xiàn)了虛化功能。
不過(guò)由于Dual PD技術(shù)是一個(gè)pixel 一分為二得來(lái)的景深,比Dual Camera的兩個(gè)camera的間距小很多,所以景深信息不如Dual Camera 準(zhǔn)確,尤其是大于70cm時(shí),景深效果會(huì)變得很差。
3. 2x1 OCL(on chip lens)
是一種有機(jī)會(huì)取代PDAF的技術(shù)。一般的PDAF是將某個(gè)區(qū)域內(nèi)的兩個(gè)pixel各遮擋一半,來(lái)判斷這個(gè)區(qū)域的距離,從而進(jìn)行快速對(duì)焦。而2x1 OCL技術(shù)是將兩個(gè)相鄰的pixel 的chip lens共用,將光線同時(shí)打到相鄰的photo diode(成像二極管)上,最后計(jì)算出距離實(shí)現(xiàn)快速對(duì)焦。

根據(jù)Sony的數(shù)據(jù),2x1 OCL技術(shù)可以在更暗的光線下實(shí)現(xiàn)對(duì)焦,對(duì)焦速度快于PDAF技術(shù),而功耗則低于Dual PD。

4. 4cell 技術(shù)
由于像素變小后,暗光效果差,所以sensor供應(yīng)商在做1.0um以下sensor時(shí),會(huì)同時(shí)推出4cell技術(shù)的版本。正常的sensor pixel 排列都是Bayer pattern(如下左圖),而4cell技術(shù)則是如下右圖。

一般使用方法就是在暗光下,將4個(gè)1.0um pixel 合并成一個(gè)2.0um pixel,16M變成4M。而在光線好的情況下,則將4 cell pattern通過(guò)轉(zhuǎn)化,輸出正常的16M bayer pattern的圖像。
這樣的camera senosr 目前主要用于前置Camera。
總結(jié)

通過(guò)上圖的對(duì)比可以看出國(guó)內(nèi)供應(yīng)商與國(guó)外供應(yīng)商的差距:
首先國(guó)內(nèi)供應(yīng)商都是與fab廠配合開(kāi)發(fā)sensor,沒(méi)有自己的fab。而排名第一,第二個(gè)Sony和Samsung都是自己的Fab。
目前高端的,大于13M以上的sensor,主要還是有Sony和Samsung供貨,當(dāng)然由于雙攝的帶動(dòng),今年OV在13M以上也獲得了不少市場(chǎng)份額。
而在小Pixel的開(kāi)發(fā)上,國(guó)內(nèi)OV開(kāi)發(fā)到了0.9um,Galaxycore則開(kāi)發(fā)到了1.12um。而SuperPix和BYD與韓國(guó)Dongbu合作,只開(kāi)發(fā)出了1.4um的工藝,所以無(wú)法開(kāi)發(fā)出需要用1.12um pixel的8M以上產(chǎn)品。
小Pixel工藝的開(kāi)發(fā)需要Sensor廠和Fab廠的深度合作,國(guó)內(nèi)sensor供應(yīng)商沒(méi)有自己的Fab則是硬傷。而且有自己的Fab,產(chǎn)品價(jià)格和供貨都有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。國(guó)內(nèi)的Sensor公司OV和Galaxycore后續(xù)發(fā)展,F(xiàn)ab的選擇甚至自己建Fab都會(huì)變得很重要。
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