CMOS图像传感器老矣，谁将是它的终结者？

行业的质疑看法认为，CMOS图像传感器多年以来，在技术上鲜有突破性进展，而其动态范围有限、运动摄像中图像扭曲、无光学变焦等固有的缺陷，随着人们对影像品质要求的提升，也越发显现出来。于是人们开始寻找可以替代CMOS图像传感器的“颠覆者”。今天挺身而出的是量子薄膜（QuantumFilm）图像传感器。

Quantum13：首款量子薄膜图像传感器

11月11日，作为量子薄膜传感器技术领域的先驱，量宏科技（InVisage）推出其首款商用化的产品——Quantum13相机传感器。该产品基于量宏科技的QuantumFilm平台研发的先进纳米技术，是世界上第一款使用量子薄膜而不是硅材料来捕捉光线的图像传感器，其对自然光的响应曲线与人眼类似，具有比CMOS图像传感器更高的性能。

所谓量子薄膜技术，其感光材料是通过纳米技术获得的纳米级的“量子点（Quantum dot）”，量宏科技通过特有的工艺将包含这些量子点的溶液均匀涂覆在CMOS晶圆上，形成通过量子薄膜感光的传感器件，其光吸收率比硅高出8倍。此次量宏科技推出的Quantum13传感器专门针对智能手机市场，具有1300万像素，1.1微米的像素，可以支持4K影像，封装在一个8.5mmx8.5mmx4.0mm的薄形模块中，因应了目前智能手机设计趋势的需求。据悉，目前在MediaTek 6595和Qualcomm MDP810的参考设计中，已经采用了Quantum13相机传感器，同时量宏科技针对中国市场的布局已经展开。量宏科技CEO李政扬（Jess Lee）表示，目前国产智能手机厂商中有多家已经在采用Quantum13进行设计，预计第一款智能手机产品将在2016年上半年面市。“Quantum13传感器的推出标志着智能手机相机产业进入一个新时代。智能手机将首次通过一种全新的材料来捕捉图像。” 李政扬说。

三大特性，确立竞争优势

与CMOS传感器相比，采用量子薄膜技术的Quantum13有三个明显的优势。

首先，由于采用不同的感光材料，Quantum13传感器包含一种强大的单景高动态范围模式，被称为“QuantumCinema，与传统的CMOS图像传感器相比，这种模式能提高近18dB的动态范围。以往CMOS图像传感器在处理复杂光线条件下的影像时——如强烈的明暗光线反差——由于动态范围有限，往往会丢失很多细节。Quantum13的高动态范围，使得用户无须使用附加的高动态范围软件处理，也可获得高性能的图像体验。
其次，由于CMOS传感器使用的是卷帘快门（rolling shutter），从上到下扫描图像，所以在捕捉运动图像时，图像扭曲非常严重；而量子薄膜由于其独特的感光机理，可以实现电子全局快门（global shutter），这样用户在使用搭载Quantum13传感器的智能手机时，就能够享受到通常只有在单反相机中使用全局快门才有的捕捉快速移动的物体的拍摄体验，且不会出现任何由卷帘快门造成的失真现象。

再有，由于特殊的制造工艺，量子薄膜感光能力强，所需的感光层厚度小，使得光子不会串扰到相邻的像素上，由此带来的好处就是光可以更大的主入射角度穿过聚焦镜头达到传感器，使得采用量子薄膜级大户法人传感器模块可以做得更薄巧。而传统的CMOS传感器则需要在相机的厚度和减少串扰两者之间做一些折中。在智能手机中，节省空间对开发者的意义不言而喻。


TSR的研究表明，全球1300万像素的相机传感器使用量预计将从2015年的4.08亿个增长到2020年的9.95亿个，宏量科技选择在这个时机切入智能手机的图像传感器市场，恰逢其时。量宏科技CEO李政扬表示，目前其在台湾的晶圆厂预计今年年底就可达到产能满产，届时每月可生产数百万的量子薄膜图像传感器。最终量子薄膜技术是否能成为CMOS图像传感器的终结者，我们将这个悬念交给时间来解答。

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