关于Camera sensor产业性能分析介绍
现在智能手机的亮点越来越少，八核，fhd+的全面屏，amoled，大容量内存，大家千篇一律。最大的亮点和变数都在拍照里了。
最强拍照手机之争
最近发布的几款手机被关注最多的焦点就在拍照上了。首先是google最新亲儿子google pixel 2在dxomark手机相机评分榜上碾压iphone 8和galaxy note 8，拿下史上总分最高分：98。紧接着华为mate 10 pro和apple的iphone x则在这个榜单上拿下了总分97分 第二好的成绩。
而在拍照（photo）方面，华为mate 10 pro 的100分刚超过pixel 2的99分没多久，就被iphone x的101分反超。
从dxo的评测标准可以看出，拍照时无论是曝光，对比度，色彩，纹理，自动对焦，还是闪光灯方面都是pixel 2表现最好。而mate 10强在去噪和色彩能力上。而iphone之所以排名第一，主要是其支持光学变焦，景深做的好，伪像处理最好，从而在拍照时总分第一。
不过一台手机的camera性能取决于多个方面，比如camera sensor的选型，模组的制作，平台选择，isp选择，后期isp处理能力，主客观调试等等。而今天我们重点谈谈camera sensor的供应商。
camera sensor供应商
1. sony
凭借在数码相机，单反相机领域的多年沉浸，sony毫无悬念是camera sensor供应商里的第一名。sony也是apple这几年在camera sensor上唯一供应商。
由于有自己的fab，sony不仅有超强的设计能力，其sensor的工艺能力也为其性能带来了强劲的支撑。这也使得其他家很难超越sony。
而凭借其霸主地位，sony在sensor定价方面很有说话权，也是为数不多会发生缺货涨价的sensor。为了避免缺货，sony一方面积极增加产线，另一个面也通过收购toshiba增加其生产能力。
当然sony也并非没有犯过错误，早些年推出的rgbw sensor就在华为某旗舰机上的某些场景下会出现摩尔纹。
另外sony相对来说过于保守，不愿意第一个吃螃蟹。这也是为什么最早apple iphone用的sensor都是ov的，而此次结构光上用到的ir sensor也没有看到sony的身影。
2, samsung
这两年samsung奋起直追，并在samsung mobile上被广泛应用。
samsung最大的优势就是有自己的fab厂。并且由于camera sensor不需要最新的生产工艺，samsung甚至会采用被memory淘汰下来的旧工艺fab先来生产camera sensor。由于这样的产线折旧费早已抵消，使得其生产成本非常低廉。
samsung目前策略就是减少sensor型号，主攻大客户来迅速占领市场。很多品牌客户担心被samsung卡住脖子，所以使用都会很很谨慎。不过amoled和memory是samsung的两大法宝，通过与这两个产品的配合，很多品牌客户也不得不选择采用一定的samsung camera。
3. ov
这两年ov也成为中国资本市场上变化最大的公司。先是被中国财团收购，从美国纳斯达克下市。然后又被北京君正收购，以失败告终。再后来上海韦尔半导体也来收购ov，最终因大股东反对，也以失败告终。但由于上海韦尔半导体已经收购大多数股票，韦尔股份董事长虞仁荣也顺势出任北京豪威的董事长。至于收购ov事宜则暂时告一段落。
在2011年以前，ov无疑是手机camera sensor的市场老大，并且也是apple的供应商。但随着sony，samsung进入手机camera sensor领域后，ov在13m以上的高端市场上无法竞争过对手。而在2m以内的低端市场上，galaxycore和superpix咄咄逼人，使得其目前主要市场都在5m/8m/13m市场上。不过，通过跟superpix的深度合作，相信ov也会在低端去和galaxycore较量。
当然ov在camera sensor上也是有很多创新的。比如bsi最早是ov提出的，但由于没有自己的fab，被擅长工艺的sony超过。另外这两年ov也积极布局非手机sensor，比如结构光上采用的global shuttle sensor，视频监控sensor，ov的占有率都是很高的。结构光的sensor 除了apple采用st的外，其他市场基本都是ov所占据。
没有fab是ov最大的软肋，也是其被sony和samsung反超的主要原因之一。如何改变这个问题，就看韦尔收购后，有多大决心去做camera sensor这个市场了。
4. galaxycore
目前是国内sensor出货量最大的公司，不过之前主要出货都是低端产品。2017年由于ov开始主打8m以上的市场，galaxycore在5m，8m上的性能也有了很大的突破，使得galaxycore在5m，8m上取得了不小的市场份额。
galaxycore在sensor上两大强项：cost down和生产工艺。所以galaxycore最早推出了反常规的com工艺，帮助客户最快最短时间生产标准化的模组。 目前com也有了一定的市场份额。
另外一方，同样没有fab的galaxycore通过与samsung深度合作，一方面可以降低sensor成本，另外一方面可以在工艺上与samsung深度配合，在5m以上产品上，提高性能。
5. sk hynix
通samsung一样，同样可以利用memory淘汰下来的fab来降低sensor的成本。价格和产能都是其他家没有的优势。
不过sk hynix 主要聚焦做大品牌客户，并希望在5m/8m/13m 产品上发力，所以目前在山寨市场上出现比较少。在sensor缺货的时候，有自己fab的sk hynix 的优势就会发挥出来。
6. superpix
国内老牌camera sensor供应商。在2m 市场上，还是很大的市场份额，但是5m以上的产品技术一直没有开发出来。
通过跟ov的深度合作，获得ov 5m/8m的技术支持，或许有机会在高性价比市场上获得一定的翻身。不过若真想取得更多的市场份额，苦练内功才是真王道。
7. himax
一家比较有想法的camera sensor公司。2014年就提出类似4in1 概念，但是8m的sensor 只有2m的效果，还要8m的价格，使得并没有客户采用。后来himax最早做出来rgbir的sensor，苦于可以支持isp太少，效果不佳无疾而终。
所以性能上不去和价格成本高一直也制约着himax的发展。
今年himax另辟蹊径，与qualcomm 深度合作，开发结构光相关的doe，lens等产品，再由truly做成模组，最终为客户提供结构光的total solution。不过鉴于himax之前几年在camera sensor的性能表现上来看，小编对其可量产的时间表示谨慎态度。
8. byd
在camera sensor领域耕耘数年，目前主要的量产产品还是集中在2m以下。
9. seti
韩国的老牌camera sensor供应商。曾经在手机camera sensor领域市占较高，2010年一个月出货量也达到了10～12m每月。但由于后来技术停滞不前，导致被市场淘汰。这两年seti 又开始征战camera sensor市场，但已代理samsung sensor为生，后续的状况不容乐观。
10. onsemi （aptina，micron）
是一家公司名很多的sensor公司。最早是micron旗下名为aptina的负责cmos sensor的业务部门，后独立出来，再后来被onsemi收购。
曾经在camera sensor供应商里也是非常牛的公司，但可惜对sensor市场的变化准备不足，这些年基本没有什么声音了。
11. toshiba
toshiba曾配合nokia，开发了手机上最大像素的camera sensor，41m 的 sensor，用于nokia 808项目。其面积之大让人瞠目结舌。
不过同aptina，st一样，这几年慢慢失去了市场。2015年sony收购了准备发力的toshiba，从此toshiba也退出来camera sensor的历史舞台。
12. st
曾经是nokia首选供应商之一，长期与nokia合作。并配合htc，开发出了当时最大pixel 2.0um的4m sensor。在当时其他机型都在拼高像素时，这款机型带来了不小的震撼。但由于像素太低不被市场接受。后来其他sensor 开发了类似尺寸，但是是4in1的芯片，号称是16m像素，而被广泛应用于旗舰机的前摄项目里。想来st也是很可惜。
后来做这个sensor的***团队都转型做tof，使得st在tof领域占有率很高。
st目前基本已经放弃了camera sensor领域，而转战做tof，以及为apple做结构光传感器。
从技术上来看，后续camera sensor的主要发展方向有几种
1. 小pixel
做小pixel，有几个原因：
一方面，camera sensor 在往高像素发展的时候，最大的瓶颈就是尺寸过大。而减小尺寸的方法则是将pixel 做小。目前常规的pixel 都是1.12um，到了16m的时候，开始出现了1.0um。而sony，samsung，ov在做24m时，都选择了0.9um pixel。
另一方面，dual pd的工艺要求sensor供应商要将一个1.4um或者1.28um pixel 一分为二，成为0.7umx1.4um或者0.64umx1.28um的pixel。
所以小pixel的研发很重要。但做小pixel 后，由于进光量会变小，所以暗光效果会差一些。目前sensor供应商的做法都是将pixel做深，通过深度换取更多的进光量，从而弥补进光量不足的问题。
2. dual pd
dual pd价格昂贵，之前主要是samsung mobile在采用。今年有两款机型也采用了dual pd，值得关注。一个就是google pixel 2后置dual pd，另外一个就是vivo x20 前置dual pd。google pixel 2 用 dual pd 实现了双camera才有的景深虚化沟通，而vivo x20 则用dual pd实现了人脸解锁功能。之所以可以这样做，得益于dual pd技术是将一个pixel 一分为二，相当于每个像素都是一对双摄。dual pd可以输出一个正常的图加每个像素点的相位差，通过相位差可以计算出一个简单的景深图（depth map）。所以vivo x20 通过depth map，可以防止照片的欺骗。而gogle pixel则利用这个景深图实现了虚化功能。
不过由于dual pd技术是一个pixel 一分为二得来的景深，比dual camera的两个camera的间距小很多，所以景深信息不如dual camera 准确，尤其是大于70cm时，景深效果会变得很差。
3. 2x1 ocl（on chip lens）
是一种有机会取代pdaf的技术。一般的pdaf是将某个区域内的两个pixel各遮挡一半，来判断这个区域的距离，从而进行快速对焦。而2x1 ocl技术是将两个相邻的pixel 的chip lens共用，将光线同时打到相邻的photo diode（成像二极管）上，最后计算出距离实现快速对焦。
根据sony的数据，2x1 ocl技术可以在更暗的光线下实现对焦，对焦速度快于pdaf技术，而功耗则低于dual pd。
4. 4cell 技术
由于像素变小后，暗光效果差，所以sensor供应商在做1.0um以下sensor时，会同时推出4cell技术的版本。正常的sensor pixel 排列都是bayer pattern（如下左图），而4cell技术则是如下右图。
一般使用方法就是在暗光下，将4个1.0um pixel 合并成一个2.0um pixel，16m变成4m。而在光线好的情况下，则将4 cell pattern通过转化，输出正常的16m bayer pattern的图像。
这样的camera senosr 目前主要用于前置camera。
总结
通过上图的对比可以看出国内供应商与国外供应商的差距：
首先国内供应商都是与fab厂配合开发sensor，没有自己的fab。而排名第一，第二个sony和samsung都是自己的fab。
目前高端的，大于13m以上的sensor，主要还是有sony和samsung供货，当然由于双摄的带动，今年ov在13m以上也获得了不少市场份额。
而在小pixel的开发上，国内ov开发到了0.9um，galaxycore则开发到了1.12um。而superpix和byd与韩国dongbu合作，只开发出了1.4um的工艺，所以无法开发出需要用1.12um pixel的8m以上产品。
小pixel工艺的开发需要sensor厂和fab厂的深度合作，国内sensor供应商没有自己的fab则是硬伤。而且有自己的fab，产品价格和供货都有得天独厚的优势。国内的sensor公司ov和galaxycore后续发展，fab的选择甚至自己建fab都会变得很重要。
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12. st
曾经是nokia首选供应商之一，长期与nokia合作。并配合htc，开发出了当时最大pixel 2.0um的4m sensor。在当时其他机型都在拼高像素时，这款机型带来了不小的震撼。但由于像素太低不被市场接受。后来其他sensor 开发了类似尺寸，但是是4in1的芯片，号称是16m像素，而被广泛应用于旗舰机的前摄项目里。想来st也是很可惜。
后来做这个sensor的***团队都转型做tof，使得st在tof领域占有率很高。
st目前基本已经放弃了camera sensor领域，而转战做tof，以及为apple做结构光传感器。
从技术上来看，后续camera sensor的主要发展方向有几种
1. 小pixel
做小pixel，有几个原因：
一方面，camera sensor 在往高像素发展的时候，最大的瓶颈就是尺寸过大。而减小尺寸的方法则是将pixel 做小。目前常规的pixel 都是1.12um，到了16m的时候，开始出现了1.0um。而sony，samsung，ov在做24m时，都选择了0.9um pixel。
另一方面，dual pd的工艺要求sensor供应商要将一个1.4um或者1.28um pixel 一分为二，成为0.7umx1.4um或者0.64umx1.28um的pixel。
所以小pixel的研发很重要。但做小pixel 后，由于进光量会变小，所以暗光效果会差一些。目前sensor供应商的做法都是将pixel做深，通过深度换取更多的进光量，从而弥补进光量不足的问题。
2. dual pd
dual pd价格昂贵，之前主要是samsung mobile在采用。今年有两款机型也采用了dual pd，值得关注。一个就是google pixel 2后置dual pd，另外一个就是vivo x20 前置dual pd。google pixel 2 用 dual pd 实现了双camera才有的景深虚化沟通，而vivo x20 则用dual pd实现了人脸解锁功能。之所以可以这样做，得益于dual pd技术是将一个pixel 一分为二，相当于每个像素都是一对双摄。dual pd可以输出一个正常的图加每个像素点的相位差，通过相位差可以计算出一个简单的景深图（depth map）。所以vivo x20 通过depth map，可以防止照片的欺骗。而gogle pixel则利用这个景深图实现了虚化功能。
不过由于dual pd技术是一个pixel 一分为二得来的景深，比dual camera的两个camera的间距小很多，所以景深信息不如dual camera 准确，尤其是大于70cm时，景深效果会变得很差。
3. 2x1 ocl（on chip lens）
是一种有机会取代pdaf的技术。一般的pdaf是将某个区域内的两个pixel各遮挡一半，来判断这个区域的距离，从而进行快速对焦。而2x1 ocl技术是将两个相邻的pixel 的chip lens共用，将光线同时打到相邻的photo diode（成像二极管）上，最后计算出距离实现快速对焦。
根据sony的数据，2x1 ocl技术可以在更暗的光线下实现对焦，对焦速度快于pdaf技术，而功耗则低于dual pd。
4. 4cell 技术
由于像素变小后，暗光效果差，所以sensor供应商在做1.0um以下sensor时，会同时推出4cell技术的版本。正常的sensor pixel 排列都是bayer pattern（如下左图），而4cell技术则是如下右图。
一般使用方法就是在暗光下，将4个1.0um pixel 合并成一个2.0um pixel，16m变成4m。而在光线好的情况下，则将4 cell pattern通过转化，输出正常的16m bayer pattern的图像。
这样的camera senosr 目前主要用于前置camera。
总结
通过上图的对比可以看出国内供应商与国外供应商的差距：
首先国内供应商都是与fab厂配合开发sensor，没有自己的fab。而排名第一，第二个sony和samsung都是自己的fab。
目前高端的，大于13m以上的sensor，主要还是有sony和samsung供货，当然由于双摄的带动，今年ov在13m以上也获得了不少市场份额。
而在小pixel的开发上，国内ov开发到了0.9um，galaxycore则开发到了1.12um。而superpix和byd与韩国dongbu合作，只开发出了1.4um的工艺，所以无法开发出需要用1.12um pixel的8m以上产品。
小pixel工艺的开发需要sensor厂和fab厂的深度合作，国内sensor供应商没有自己的fab则是硬伤。而且有自己的fab，产品价格和供货都有得天独厚的优势。国内的sensor公司ov和galaxycore后续发展，fab的选择甚至自己建fab都会变得很重要。
史河科技正在采用高空作业机器人来替代人工从事高空工作
Python的优雅之处：Descriptor（描述符）
Meta Quest Pro VR硬件拆解评测解析
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电气高压开关安装安全技术
关于Camera sensor产业性能分析介绍
SUNLORDINC顺络电子提供英制01005超高Q射频电感-UHQ0402H系列-由代理商光与电子提供服务
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PCB板钻头的种类与结构
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