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SK海力士“1.0μm黑珍珠(Black Pearl)” 图像传感器详解

By 2020年03月27日 四月 13th, 2020 No Comments

SK海力士不仅大幅提升了CMOS图像传感器(CMOS Image Sensor,简称 CIS)产品的竞争力,同时还丰富了产品系列组合。该公司已经敲定,“黑珍珠(Black Pearl)”系列下的新产品将采用基于1.0μm(微米)像素技术,并计划从今年第一季度开始销售这些新产品。SK海力士Newsroom团队可谓是“近水楼台先得月”,有幸目睹了这些“新产品”的真容,并探讨了智能手机摄像头市场的变化趋势,以及“黑珍珠(Black Pearl)”CIS新品系列如何演进,以顺应这些变化。

“多摄像头”,智能手机市场竞争掌盘技术:移动设备图像传感器紧跟市场需求的演进历程

在智能手机市场上,各大制造商激战正酣,竞相为自家的智能手机配备更多摄像头。随着大多数智能手机的配置不断提高,摄像头数量成为决定智能手机竞争力的一个关键因素。此外,随着旗舰版手机市场趋于饱和,销量增速放缓,主打性价比的中低端智能手机的市场竞争愈发激烈。鉴于这样的形势,中低端和旗舰版智能手机配备的摄像头数量正在迅速增加。

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SK海力士开展的研究显示,在2017年至2020年间,每台智能手机平均配备的摄像头数量从2.2个增加到3.9个,几乎翻了一番。在最新款旗舰版手机当中,配备5个摄像头的机型也很容易找到。这意味着移动设备对图像传感器的需求也在快速增长。值得一提的是,鉴于目前中低端智能手机正积极采用以往主要用于旗舰版机型的远距照像机,因此其对相关图像传感器的需求预计也将大幅攀升。

随着摄像头数量的增加,后置摄像头又细分为广角、超广角、长焦、深度和微距摄像头。因此,图像传感器也在朝着适合各类摄像头特性的方向发展。广角主摄像头的图像传感器需要具备多项功能,从而不断提高像素或尽可能确保较高的像素密度(pixel density)。对于可以放大被拍摄物体的长焦摄像头而言,图像传感器正朝着以小像素获得高倍放大倍率。超广角摄像头的视场(Field of View,简称 FOV)比普通摄像头更宽,因而图像传感器正通过最大限度增加分辨率来确保图像质量。

随着手机前置相机孔在手机屏上占据面积不断缩小以及全屏设计的流行,这对前置摄像头的图像质量提出了更高的要求。在前置摄像头变得越来越小的同时,消费者对其拍摄质量的期望值却在不断提高。鉴于此,当前手机制造商的关键竞争优势在于:如何使用更小的模块来实现比竞品更高的分辨率。

SK海力士旗下的“黑珍珠(Black Pearl)”系列将于今年第一季度推出四款采用1.0μm像素技术的CIS产品,此举正是应对上述市场变化而努力的结果。该公司计划通过推出从800万像素(百万像素,megapixel)- 2000万像素的四款新产品,积极顺应快速变化的智能手机摄像头市场。

针对超广角摄像头进行优化——“Hi-1634和Hi-2021”实现1.0μm级传感器最佳性能

为了应对以更小模块尺寸实现较高分辨率的竞争,SK海力士旗下的“黑珍珠(Black Pearl)”系列新推出的4款1.0μm级CIS产品将像素尺寸从原来的1.12μm降低到1.0μm。这些产品具有调整像素区域大小的“四像素(Quad Pixel)”功能,采用四合一像素(Quad to Bayer,简称 Q2B)Re-mosaic算法(algorithm)。与竞品采用的算法相比,这种算法效率更高。凭借这些功能,“黑珍珠(Black Pearl)”新款产品不仅能够兼容各种类型的摄像头,同时还能够在光线较暗的环境中提升拍摄质量。

在新系列产品中,Hi-1634(1600万像素)和Hi-2021(2000万像素)是专为智能手机后置摄像头中的超广角摄像头而优化的产品。今年1月,SK海力士开始量产这两款产品,目前正在向客户供货。相较于普通摄像头而言,超广角摄像头需要更高的像素密度,这是因为当视场增加时,空间分辨率会降低。由于像素尺寸较小,Hi-1634和Hi-2021传感器能够在同一空间中容纳更多的像素。此外,通过以1.0μm的像素尺寸实现最佳性能,这两款产品可确保能拍出优质图像,即使在旗舰版智能手机中也可以采用。

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此外,Hi-1634和Hi-2021的“四像素”功能使其能够对不同的拍摄环境做出响应。它们还兼具高分辨率、暗光适应能力和尺寸竞争力等诸多优点,不仅在超广角摄像头中,而且在前置摄像头中也非常适用。凭借这些优势,Hi-2021因其卓越的竞争力而得到了市场的认可,今年各大智能手机制造商都纷纷选择这款产品,用于中低端机型的前置摄像头。

“Hi-847”变焦功能强大,“Hi-1337”具有出色通用性

Hi-847(800万像素)和Hi-1337(1300万像素)传感器针对智能手机后置摄像头进行优化设计。SK海力士于去年2月开始量产Hi-847,预计将在今年3月开始量产Hi-1337。

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Hi-847图像传感器支持3倍变焦,尽管其模块高度较低。在通用模块设计方面,像素尺寸仅为1.0μm的800万像素产品能够实现3倍变焦,目前市场上仅有两家公司(包括SK海力士)能够提供支持3倍变焦的产品。此外,与竞品相比,Hi-847更具性价比。

Hi-1337支持2倍变焦,像素密度高于Hi-847,因此可以用于更多类型的摄像头。除了适用于后置远摄相机,它也可以安装在广角相机或需要模块高度较低的前置摄像头上,从而使应用变得更加多样化。

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自今年第一季度推出1.0μm“黑珍珠(Black Pearl)”系列之后,SK海力士还计划在下半年推出0.8μm(4800万像素)产品。公司的目标是确保在CIS业务领域的竞争力,并巩固在市场上的地位。

SK海力士CIS业务营销策略技术负责人(Technical Leader,简称 TL)趙頀玲表示:“SK海力士从今年开始正式以“黑珍珠(Black Pearl)”命名旗下所有CIS产品,并计划不断推出适用于存储器半导体市场,以及CIS市场的产品,为客户提供宝贵价值。我们将尽最大努力在CIS市场上建立起与品牌内涵相符的市场地位,就如同一颗稀有、闪耀的黑珍珠(Black Pearl)一样。”

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