Yongin Park,三星執行副總裁
系統LSI傳感器業務團隊負責人
如今,拍照和攝像不再僅僅是為了捕捉特殊事件、場景和人物,而是早已成為我們日常生活的一部分。拿出智能手機,拍一頓豐盛的飯菜,記錄自己最新的舞步,或者在忙碌的時刻,與朋友分享你“焦頭爛額”的狀態。隨著移動攝影技術的顯著進步,這種即時分享的無縫體驗已成為了人們的生活方式。這一切的核心為移動圖像傳感器,它是將光轉換為數字數據的移動芯片。
我們通過眼睛感知世界,如果將人眼和圖像傳感器類比,人眼大概是一個具有500Mp的圖像傳感器。目前,大多數數碼相機采用40Mp分辨率圖像傳感器,而智能手機的圖像傳感器普遍為12Mp。想要達到類似人眼的感知能力,我們還有很長一段路要走。
如果只是簡單地將盡可能多的像素放入傳感器,這很容易做到,但將導致圖像傳感器占據很大的設備空間。在智能手機的設計中,為確保高屏占比、纖薄設計等高端規格,并容納數以千萬計像素的攝像頭,像素尺寸必須盡可能縮小,以保持機身緊湊。
另一方面,像素縮小,這意味著每個像素接收的光線變少,這會導致圖像模糊或暗淡。圖像傳感器的像素數量與像素尺寸之間形成了一對矛盾,這需要堅實的技術實力對其加以平衡。
尖端像素技術
憑借在半導體技術上的經驗積累,三星一直在探索解決圖像傳感器上所遭遇的難題。2019年5月,三星發布了先進的64Mp傳感器,此后僅僅六個月,108Mp傳感器就被推向了市場。
三星新的108Mp圖像傳感器叫“Samsung ISOCELL亮HM1”,我們采用了獨有的九合一像素技術(Nonacell),它能顯著提升像素進光量。與三星此前的四合一像素技術(Tetracell)相比,Nonacell為3×3像素結構,即9個0.8μm像素用作一個2.4μm像素。它能有效改善弱光環境下的拍攝問題。
2019年,三星還率先推出了基于0.7μm像素的圖像傳感器。此前,業界認為小于0.8μm是像素的“技術瓶頸”對三星的工程師而言,“技術瓶頸”往往只是激發他們創新的一項挑戰而已。
超感官圖像傳感器
目前,大多數相機只能拍攝人眼可見的450~750nm波長范圍的光線。能檢測超出該范圍光波的圖像傳感器很難獲得,但它們的應用可使廣泛的領域受益。比如,配備紫外線感光的圖像傳感器可通過捕捉圖片,來展示不同顏色的健康細胞和癌細胞,從而用于診斷皮膚癌;紅外圖像傳感器可用于農業和其他行業,以進行更有效的質量控制。未來,我們還能擁有可捕捉人眼看不到的微生物的圖像傳感器。
我們不僅在開發圖像傳感器,而且還在研究可以記錄氣味或味道的其他類型的傳感器。甚至,那些超越人類感官的傳感器,也將很快成為我們日常生活中不可或缺的一部分。這些傳感器幫助我們看見不可見,感知不可感知,我們對其擁有的無限應用潛力感到興奮。
面向未來的6億像素
迄今為止,圖像傳感器主要應用在智能手機領域,但是正快速擴展至其他新興領域,比如自動駕駛汽車、物聯網、無人機,等等。三星很自豪能抓住小像素、高分辨率傳感器的趨勢,這種趨勢將持續到2020年及以后。不僅如此,三星將通過全面的產品組合,滿足設備制造商的各類需求,以應對下一波技術創新浪潮。通過不懈創新,三星將開創像素技術的無限可能,探索比人眼還能捕捉更多細節的圖像傳感器。