上個(gè)世紀(jì),伊斯曼柯達(dá)(Eastman Kodak)公司憑借模擬膠片技術(shù)成為家喻戶曉的品牌,但眼下卻受到來自數(shù)字技術(shù)的威脅。為此,柯達(dá)公司將采取一系列引人注目的措施將其未來的命運(yùn)與主流的數(shù)碼成像技術(shù)緊密聯(lián)系在一起。

柯達(dá)將推出其首款用于消費(fèi)類數(shù)碼相機(jī)和照相手機(jī)的CMOS圖像傳感器,并將對(duì)外授權(quán)該傳感器的知識(shí)產(chǎn)權(quán)(IP)。

新產(chǎn)品的推出反映柯達(dá)為了迎合現(xiàn)實(shí)而在業(yè)務(wù)和技術(shù)方面做出戰(zhàn)略轉(zhuǎn)移,而這兩點(diǎn)現(xiàn)實(shí)就是:一、消費(fèi)類產(chǎn)品成為市場(chǎng)的驅(qū)動(dòng)力；二、為了更好地服務(wù)這個(gè)市場(chǎng),就必須與他人合作。新傳感器的面市是源于科達(dá)去年收購了國家半導(dǎo)體公司的成像業(yè)務(wù)部門。這些傳感器由IBM制造,而臺(tái)積電(TSMC)已經(jīng)得到傳感器IP的授權(quán)。柯達(dá)還與德州儀器(TI)合作,共同研制基于柯達(dá)傳感器和TI Omap處理器的參考設(shè)計(jì)。此外,柯達(dá)還外包了許多一貫由自己進(jìn)行的測(cè)試等相關(guān)支持業(yè)務(wù)。

數(shù)十年來,這家成像巨頭一直都在進(jìn)行CMOS和電荷耦合器(CCD)的研發(fā)工作,但此前,這些研究只專注在諸如專業(yè)數(shù)碼相機(jī)、機(jī)器視覺以及醫(yī)學(xué)成像等高性能應(yīng)用領(lǐng)域。在大眾化的數(shù)碼攝像市場(chǎng),柯達(dá)一直沒有推出圖像傳感器；甚至在其廣受歡迎的EasyShare系列家用數(shù)碼相機(jī)中所使用的都不是自家的傳感器。

柯達(dá)圖像傳感器方案部的營銷經(jīng)理Michael DeLuca認(rèn)識(shí)到:“我們要打入主流市場(chǎng)。”

但這也許并不容易。目前,美光科技、MagnaChip半導(dǎo)體公司、Omnivision科技公司、三星、 松下和賽普拉斯半導(dǎo)體等公司都在競(jìng)相為主流市場(chǎng)提供百萬像素CMOS圖像傳感器。此外,與其它任何CMOS傳感器供應(yīng)商一樣,柯達(dá)還要抵御來自日本的CCD圖像傳感器制造商的競(jìng)爭(zhēng)。

因此,曾一度堅(jiān)持從研發(fā)到測(cè)試都由自己來做的柯達(dá)也改變了其獨(dú)樹一幟的風(fēng)格。今天,為幫助其CMOS圖像傳感器進(jìn)入照相手機(jī)市場(chǎng),柯達(dá)與TI和臺(tái)積電展開了大規(guī)模合作。

IBM為柯達(dá)首款自主研發(fā)的310萬和500萬像素CMOS圖像傳感器提供代工。柯達(dá)還將對(duì)外授權(quán)其用于PIN光電二極管、四晶體管及共享像素架構(gòu)的成像IP。將這些技術(shù)整合在一起,柯達(dá)能實(shí)現(xiàn)更低噪聲的設(shè)計(jì)并提高弱光條件下的感光性。

并非初試身手

這并不是柯達(dá)首次在消費(fèi)類CMOS傳感器領(lǐng)域一試身手。早在1997年,摩托羅拉的前CEO George Fisher在柯達(dá)擔(dān)任CEO時(shí),柯達(dá)就與摩托羅拉結(jié)盟。但當(dāng)時(shí)CMOS技術(shù)尚不成熟,在質(zhì)量上還不能與CCD競(jìng)爭(zhēng),DeLuca表示。

盡管如此,DeLuca認(rèn)為,二者的合作使柯達(dá)掌握了如果想在CMOS圖像傳感器市場(chǎng)取得成功就不可缺少的一些經(jīng)驗(yàn)。關(guān)鍵之處包括:將內(nèi)外部技術(shù)相結(jié)合,為廣泛的市場(chǎng)認(rèn)同打造基礎(chǔ)；以及對(duì)代工要予以更多關(guān)注。

圖1: 共享像素架構(gòu)

于是柯達(dá)去年選擇了IBM作為代工伙伴,兩家公司聯(lián)合開發(fā)了用于柯達(dá)CMOS傳感器的工藝技術(shù)。“IBM的微米 CMOS銅制造工藝已被證明是其中的關(guān)鍵,”DeLuca表示,“因?yàn)樵摴に嚥捎玫谋°~能夠減小傳感器的厚度。”IBM在其位于佛蒙特州的晶圓廠生產(chǎn)310和500萬像素傳感器。

柯達(dá)還向臺(tái)積電授權(quán)了其關(guān)鍵的CMOS制造技術(shù)。這樣的安排或許會(huì)導(dǎo)致一種很微妙的局面:借此,柯達(dá)的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手有可能會(huì)與臺(tái)積電簽署協(xié)議,在柯達(dá)授權(quán)的內(nèi)核IP基礎(chǔ)上生產(chǎn)傳感器。

同時(shí),在柯達(dá)與TI的合作中,雙方將通過整合柯達(dá)的CMOS傳感器與TI的Omap來開發(fā)一個(gè)參考設(shè)計(jì),Omap是一個(gè)在手機(jī)和其它手持設(shè)備中頗為流行的處理器平臺(tái)。同樣,柯達(dá)將晶圓針刺、測(cè)試、IC和芯片級(jí)封裝以及質(zhì)量流程檢查等工作轉(zhuǎn)移給了一系列領(lǐng)先的外部服務(wù)公司。

考慮到近期CMOS傳感器市場(chǎng)的收購風(fēng)暴,一個(gè)現(xiàn)存的問題就是柯達(dá)所有這些努力是否力度不夠且為時(shí)過晚？今年年初,韓國的MagnaChip公司收購了CMOS傳感器開發(fā)商IC Media。而去年收購比利時(shí)FillFactory NV公司(是有源像素CMOS傳感器技術(shù)的先驅(qū))的賽普拉斯半導(dǎo)體新近發(fā)布了其首款3百萬像素CMOS圖象傳感器。美光科技自2001年末接手Photobit公司后,就成為市場(chǎng)中一股不可忽視的力量。

去年柯達(dá)也進(jìn)行了一次收購行動(dòng),挑選了國家半導(dǎo)體公司的成像業(yè)務(wù)。此前,雖然柯達(dá)擁有自己的CMOS傳感器研發(fā)隊(duì)伍,但是國家半導(dǎo)體的加入增強(qiáng)了其在先進(jìn)混合信號(hào)電路設(shè)計(jì)方面的技術(shù)。

Future Image公司《移動(dòng)成像報(bào)告》的執(zhí)行主編Tony Henning并不認(rèn)為移動(dòng)成像市場(chǎng)的機(jī)會(huì)之門已經(jīng)關(guān)閉。“就這點(diǎn)而言,每一次收購似乎就意味著一個(gè)新的入口。”Henning表示,“例如,國家半導(dǎo)體退出了,但柯達(dá)又進(jìn)來了。因此,這個(gè)行業(yè)的從業(yè)公司總數(shù)并沒有減少。”

“因?yàn)檎障嗍謾C(jī)的市場(chǎng)尚未成熟,如果柯達(dá)有充分的理由證明其器件能夠提供滿意的圖像質(zhì)量,那么柯達(dá)就沒有喪失在CMOS傳感器市場(chǎng)的機(jī)會(huì)。”Henning表示,“柯達(dá)仍擁有全球首屈一指的攝影品牌。”他強(qiáng)調(diào)道,“另外,柯達(dá)預(yù)計(jì)會(huì)利用其數(shù)量可觀的成像IP套件來幫助模塊/手機(jī)制造商和運(yùn)營商促使用戶認(rèn)識(shí)到:移動(dòng)成像是可行的。”

工作原理

柯達(dá)如何才能證明其3百萬像素傳感器更勝一籌呢？業(yè)內(nèi)分析人士指出,事實(shí)上不可能對(duì)各種產(chǎn)品進(jìn)行一一比較,這主要是因?yàn)樵谌我幌鄼C(jī)系統(tǒng)中,圖像傳感器僅僅是決定圖片質(zhì)量的一個(gè)關(guān)鍵因素,其它因素還包括鏡頭和圖像處理器。

即便如此,柯達(dá)仍將竭力使其傳感器的質(zhì)量達(dá)到一定水平。“柯達(dá)的Pixelux技術(shù)將中轉(zhuǎn)門(transfer gate)引入到像素電路設(shè)計(jì)中,關(guān)閉中轉(zhuǎn)門能夠從電氣上絕緣光電二極管,從而為實(shí)現(xiàn)真正的相關(guān)雙采樣提供條件。”DeLuca介紹,“其結(jié)果是得到可提高圖像質(zhì)量的低噪音設(shè)計(jì)。”另外,通過采用共享像素架構(gòu),柯達(dá)工程師為光電二極管提供了充足的空間,否則,由于在電路設(shè)計(jì)中集成了中轉(zhuǎn)門,將不得不把光電二極管做得更小。

共享像素架構(gòu)還允許一些獨(dú)特的讀出選擇,例如,分別讀取每個(gè)像素、一次讀取兩個(gè)或四個(gè)像素等。據(jù)柯達(dá)透露,同時(shí)讀取成像陣列上的多個(gè)像素能夠在弱光情況下提升感光度。

據(jù)來自市場(chǎng)調(diào)研公司In-Stat的統(tǒng)計(jì),用于數(shù)碼相機(jī)和照相手機(jī)中的圖像傳感器的出貨量正在全線飆升,而且CMOS傳感器出貨量的漲幅要遠(yuǎn)高于CCD。數(shù)碼相機(jī)用CMOS圖像傳感器的總收入在2001到2008年間有望以兩位數(shù)增長,而CCD的增幅則為一位數(shù)。

作者:吉田順子