在智妙手机商场日趋熟谙、竞争形状连续变化的配景下，世界首先的图像传感器制造商索尼半导体处置决策公司正处于一个进犯的更正点。

索尼半导体处置决策公司（SSS）是世界商场份额首先的图像传感器制造商，目前正处于一个进犯的更正点。商场结构和竞争环境正在发生剧烈变化，包括智妙手机商场的熟谙（智妙手机商场曾是其增长的主要驱能源），以及畴昔省略情味的增多。

索尼遥远走在商场前沿，在CCD盛行时辰就核定转向CMOS图像传感器，并陆续将背照式、堆叠式传感器等高度复杂的时候买卖化。不错说，这些时候立异组成了公司中枢竞争力的基石。这次，咱们采访了公司首席时候官（CTO）大池祐辅，探讨了公司迄今为止的时候立异配景以及畴昔的时候发展地方。

索尼半导体处置决策公司首席时候官（CTO）大池祐辅

向CMOS图像传感器的调遣

回归索尼的时候发展历程，从CCD到CMOS的更正是一个进犯的更正点。这一行变背后有哪些商场环境变化和时候挑战？

大池先生：CCD时候的茂盛时辰大致在2007年，但背照式CMOS图像传感器的研发早在2000年代初就仍是开动。那时，CCD在半导体图像传感器商场占据主导地位，但商场正朝着高清地方发展，对高分辨率视频拍摄的需求也慢慢出现。这即是那时的商场环境和商场需求。

诚然CCD器件凭借其专有的结构，通过削弱像素尺寸权贵提高了理智度，但它并不符合在镌汰功耗的同期提高帧速度。那时，CCD的像素水平约为100万像素，但收受“桶式传输”方式（即同期驱动通盘100万个像素并一一读取）难以闲逸日益增长的视频需求。这恰是推动CCD时候发展的最初能源。

CMOS图像传感器是一种有可能处置这个问题的时候。可是，那时的挑战在于，如安在削弱尺寸和增多像素数目的同期，还能保执高图像质料。这是因为晶体管和清醒数目的增多遗弃了单个像素内可给与后光的区域。克服这些污点是最大的挑战。

因此，背照式图像传感器成为从CCD 图像传感器向 CMOS 图像传感器更正的决定性成分。

你对改用CMOS时候的决定有多大信心？

大池先生：诚然我无法完全代表那时决策者的信念，但我信托他们确信这是齐备必要的。他们确信CCD最终会达到极限，因此，淌若没只怕候立异，它们将走向死巷子。

另一方面，公司里面也存在不愉快见，一些东谈主怀疑背光时候是否确切大要大范围本色欺诈。事实上，最初原型机的图像远称不上好意思不雅。最终将其参预量产的过程，是经过反复的时候老师和失败才得以达成的，而这一切王人源于公司确信这项时候“齐备必要”。

CMOS图像传感器最初欺诈于录像机，是因为它们大要达成高帧率视频录制。随后，背照式时候的跳动提高了感光度并增多了像素数目。此外，即使使用更小的像素也能在低光照要求下拍摄高质料相片的时候的出现，促使CMOS图像传感器被欺诈于微型数码相机。

而后，发展趋势透彻从CCD转向CMOS，2004年，握住层决定全面转向CMOS。时候研发的重心也发生了权贵变化；CCD时候的研发就此扫尾，工程师和研发资源全部升沉到CMOS范围。

自后，出现了堆叠式传感器。这背后有什么配景信息？

大池先生：迷惑堆叠式传感器的主要动机有两个。一是CMOS图像传感器的出现，这意味着光电二极管和模数调遣电路当今集成在单个芯片上。当尝试使用单一工艺在单个晶圆上制造两者时，优化不能幸免地会偏向其中之一。因此，他提倡了在不同的晶圆上阔别制造针对光电二极管优化的半导体和针对模数调遣电路优化的半导体，然后将它们键合在一齐的认识。

这一决定也受到那时半导体投资战略的影响。2008年，在游戏用LSI芯片迷惑完成后，长崎工场的部分出产树立被升沉至东芝，并以合伙企业的样式进行出产。鉴于此，投资地方的聘请问题便摆在了咫尺。最终，他们决定专注于自身上风范围——光电二极管，而将快速发展的顶端逻辑电路外包给其他公司，并通过交融这些时候执续发展。

另一个动机是为了闲逸连续增长的智妙手机商场的需求。在这个商场中，对相机性能的需求赶快增长，同期又需要工致的机身。堆叠式结构完好契合了这些需求，因为它既能达成高性能，又能最大箝制地削弱体积。因此，这项时候极地面闲逸了智妙手机的需求，商场需求与时候跳动完好契合。

索尼正在追求的三大时候发展地方

您以为畴昔发展需要哪些时候？您以为畴往常候发展的地方是什么？

大池先生：科技的畴昔发展不一定会效用单一齐径，但主要有三个地方。第少量要害在于连续追求高图像质料。即使在今天，滚球app尤其是在智妙手机等受体积遗弃的树立上，也并非总能在职何要求下解放拍摄出理念念的相片。执续矫正低光渲染、扼制过曝以及捕捉通顺物体等时候是进犯的发展地方。这是通盘跳动的基础，亦然畴昔需要连续普及的范围。

第二点是奈何取得除彩色图像之外的信息。举例，装配在汽车上的测距传感器、大要捕捉可见光除外波长的传感器，以及仅捕捉物体通顺信息的传感器。咱们将连续普及取得这些突出信息的才气。

第三点是奈何将这种“不雅看”和“感知”信息麇集起来。咱们将探索将其与彩色图像传感器麇集所能创造的新价值。

移动树立“更高垂直和水平密度”追求

在2025年6月的业务简报会上，您提到“更高密度”是移动图像传感器增长的驱动成分。能否请您详备评释一下您的主见？

大池先生：将“高密度”手脚一个要害认识进行了征询，非常关怀通过工艺节点适合达成的“水平高密度”和通过多层化达成的“垂直高密度”。

对于横向工艺的欺诈后果，即22nm 和 28nm 工艺，它基本上是一项普及组成图像质料的简直通盘要素（分辨率、理智度、动态范围、帧速度和功耗）基础的时候。

最容易念念到的克己是大要削弱像素尺寸，从而提高像素数目。但除此之外，即使像素尺寸调换，削弱工艺节点也能镌汰寄生电容等成分。镌汰寄生电容不错提高单个电子调遣为电压时的电压变化。这不错提高信噪比，使暗部区域看起来更昭彰。

另一项欺诈是，它允许在调换的像素尺寸内遗弃更多晶体管。增多每个像素的晶体管数目，就不错加入多级增益切换机制，从而拓宽动态范围。

更详备地说，这也有助于镌汰功耗。高密度陈设晶体管的才气使得达成决策大要提高从光电二极管中索要电子的效率。当将光电二极管中积存的电子传输到读出节点时，更高的传输效率意味着不错在更低的电压下达成调换的性能。换句话说，功耗不错镌汰。

因此，证实需求，不错通过削弱像素尺寸来提高分辨率，或者在保执像素尺寸不变的情况下增多晶体管数目来拓宽动态范围。工艺节点的演进是一项基础性时候，它普及了器件的全体基本特质。

逻辑芯片方面的情况也近似。举例，从22nm工艺升级到12nm工艺，不错通过镌汰电压和提高数字电路的集成密度来镌汰功耗。难点在于，在鞭策数字电路工艺的同期，传感器的全体模拟读出性能也必须连续普及。这需要更先进的模拟时候，而这恰是咱们的专长所在，咱们正朝着这个地方鞭策。

对于提高水闲居向密度，目前的发展阐扬奈何？

大池先生：研发职责阐扬告成。正专注于奈何定制和引进顶端工艺时候以普及图像质料，以及奈何证实用途将其与熟谙工艺相麇集，从而提高效率。

那么垂直高密度和多层时候呢？

大池先生：仍是向商场推出了几款居品，但多层工艺有多种不同的变化。从“普及全体图像质料”的角度来看，收受了一种两级像素结构，将光电二极管层和像素晶体管层分离并堆叠。这项时候最大箝制地提高了光电二极管的性能，同期又能将晶体管制造得尺寸填塞大且坚固耐用。因此，它有助于提高动态范围和低光照要求下的信噪比。

诚然这种双层像素仍是不错量产，但难点在于如安在近似三层楼的复杂结构中制造均匀的薄膜，以及奈何精准瞄准高下两层。跟着时候的连续完善，这项时候大要在保证图像质料的前提下，最大箝制地减少制造格式，从而制造出这种像素。

这种三层结构不错达成多种组合。畴昔，咱们正在探索多层结构的可能性，举例使用两个光电二极管同期拿获可见光和不能见光（如红外线），并正在进行关联研发职责。

咱们的时候研发并不局限于特定欺诈范围。咱们领有稠密业务类别，主见是尽可能拓展到更多范围。在此过程中，咱们会接洽首先在哪些范围引入这项时候，使其得以熟谙。

通过“垂直和水闲居向更高密度”达成性能普及的示例

新式传感器也带来了良率方面的挑战。具体有哪些艰苦？目前是奈何矫正的？

大池先生：难点不仅在于粘合时候本身，的确的挑战在于奈何将几种新时候麇集起来，优化通盘经过，最终创造出一个单一且完整的居品。咱们在良率方面濒临诸多挑战，但通过连续学习，咱们的两档像素时候如今已极端踏实熟谙。在此过程中积存的常识对畴昔的居品发布将具有不能猜度的价值。

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