10年以前拍照手機盛行，加上便攜筆記本電腦和個人電腦監(jiān)視器配置嵌入式數(shù)碼相機，促使CMOS圖像傳感器銷售獲得巨大增長，2006年登頂，達45億美元。但隨后產(chǎn)品市場走向成熟，制造商激增，圖像傳感器特別是用于拍照手機的產(chǎn)品供過于求而陷入困境，增速不穩(wěn)，起伏不定，直至2011年才重新走上增長的道路。當年即比2010年(45億美元)大幅增長了29%而達58億美元。

　　到2016年以前，拍照手機盡管增速放緩，但仍是圖像傳感器的最大應用產(chǎn)品，屆時將獨占半壁江山，占全體市場的50%，其間增速最快的則是汽車用圖像傳感器，2016年銷售值可達18億美元，占全體市場的17%，獨立數(shù)碼相機和攝像機應用的CMOS傳感器因其不斷取代耦合器件圖像傳感器而特具增長潛力，相反，改進后的拍照手機的市場規(guī)模卻將相應減少。

　　5年前當傳感器市場成長停滯時，若干制造商曾決定關門或出售他們的業(yè)務，但在新應用驅動新的增長后，競爭加劇，供應廠商又一次出現(xiàn)增多。現(xiàn)在世界最大的廠商依次是Omnivision，三星，Sony，ST，東芝，Aptina等，不管是自生產(chǎn)還是請人代工，大多已在應用300mm晶圓。

　　圖像傳感器的發(fā)展及應用

　　眼睛是人的視覺圖像來源，而圖像傳感器就是視頻采集設備的圖像接受裝置。圖像傳感器按形態(tài)分類一般有兩類：線型圖像傳感器、面型圖像傳感器。線型圖像傳感器多用在掃描儀、復印機、傳真機等設備中。而面型圖像傳感器則廣泛的應用在我們熟知的安防監(jiān)控攝像機、手機攝像頭、汽車倒車影像攝像機、平板電腦等產(chǎn)品中。

　　剛剛我們說到，圖像傳感器有CCD與CMOS芯片兩種。早期，我們通常認為圖像畫質優(yōu)秀的設備都采用CCD傳感器，而低成本產(chǎn)品則使用CMOS傳感器。但是新的CMOS芯片技術已經(jīng)克服了早期CMOS傳感器的技術弱點，傳感器的設計上相比老產(chǎn)品提升了低照性能、曝光模式等。拿目前流行的背照式CMOS傳感器來說，在傳統(tǒng)的CMOS圖像傳感器中，感光二極管位于電路晶體管后方，光線會通過微透鏡和光電二極管之間的電路和晶體管，那么進光量就會因遮擋而受到影響。

　　背照式CMOS傳感器在圖像傳感器原件內(nèi)部的結構上做了優(yōu)化，它將感光層的原件調轉方向，讓光線從背面直射進去以增大芯片的感光量，這樣背照式CMOS圖像傳感器比傳統(tǒng)CMOS傳感器在感光靈敏度上有質的飛躍，在低照度環(huán)境下，采用背照式CMOS傳感器的高清攝像機在聚焦能力、圖像畫質表現(xiàn)、圖像噪點控制等方面有了極大的性能提升。

　　背照式CMOS圖像傳感器除了優(yōu)秀的低照等性能外，還具有更好的高感光控噪性能。也就是說在ISO提高之后，噪點會比CCD少得多。這在低照環(huán)境下的圖像采集有很大優(yōu)勢，高幀率性能更好。

　　背照式CMOS傳感器往往都是高速芯片，眾多芯片均支持全高清畫質每秒60幀或更高幀率的圖像輸出，而在這方面CCD傳感器比較吃力?，F(xiàn)在主流的采用背照式CMOS傳感器的高清攝像機大多支持1080P@30fps全高清視頻或720P@60fps。而我們常見的CCD傳感器攝像機只能夠720p@25fps，支持1080P格式的CCD傳感器造價高昂。背照式CMOS傳感器像素可以再高些。

　　雖說無論是背照CMOS或是CCD，都可以提高有效像素。但是背照式CMOS的構造決定了傳感器面積不變的情況下，可以將有效像素進一步提高，畫質也能夠保持得比較好。相比之下CCD盲目提高像素的話，畫質就會很差，而且隨著像素提高，芯片尺寸也在變大造成成本幾何倍數(shù)上升。

　　CCD傳感器制造工藝較復雜，采用CCD傳感器的攝像機價格都會相對比較高。事實上經(jīng)過技術改造，目前CCD和CMOS的實際效果的差距已經(jīng)減小了不少。而且CMOS芯片的制造成本和功耗都要遠低于CCD，所以很多高清攝像機廠家采用CMOS圖像傳感器。成像方面：在相同像素下CCD的成像通透性、明銳度都很好，色彩還原、曝光可以保證基本準確。

　　而CMOS的產(chǎn)品目前畫面通透性一般，對實物的色彩還原能力偏弱，曝光模式由于大多使用RollingShutter模式造成高速運動物體傳感器在捕捉時存在畸變的問題，CMOS的成像質量和CCD傳感器在畫質要求較為嚴格的場景中還是有一定距離的。但由于低廉的價格以及高度的整合性，因此在日益迅速發(fā)展的高清攝像機市場中還是得到了廣泛的應用。

　　深入CMOS技術發(fā)展

　　在視頻成像的領域中，自從CMOS芯片誕生以后，恐怕關于CMOS與CCD的爭論就沒有休止過。有的人說，以CMOS的資歷它根本無法撼動CCD的，也有人說，CCD已經(jīng)成長多年，太多的技術已經(jīng)形成定式，從而不利于它的更新?？傊?，伴隨著CCD與CMOS在傳感器市場的彼消此長，這種關于CMOS的爭論就這樣一直在持續(xù)著。

　　如今，網(wǎng)絡高清成像的監(jiān)控已經(jīng)逐漸成為風靡的趨勢一夜“殺來”。而CMOS傳感器在網(wǎng)絡監(jiān)控攝像機領域的廣泛應用也重新激起了更多人討論的興趣。于是，CMOS的發(fā)展問題也再一次的被人們所提起。如果說，模擬監(jiān)控攝像機的特點更能夠促進CCD傳感器優(yōu)勢的發(fā)揮的話，那么網(wǎng)絡高清的來臨是否能夠助長CMOS叫板CCD的資本呢?近日，隨著第七屆全球數(shù)字監(jiān)控發(fā)展論壇的在京舉行，關于CMOS前景的討論也再一次的擺上了眾人的案頭。

　　1、源起3T—8T

　　近些年來，雖然CMOS芯片始終處在一個默默發(fā)展的態(tài)勢。但是由于一直以來受到CCD傳感器光環(huán)的覆蓋，所以很難得到人們更多的關注。不過，這也為CMOS的發(fā)展與騰飛提供了更多的積累過程。

　　從最早的3TCMOS芯片的誕生，到當前8TCMOS技術的逐漸被得到信任。CMOS芯片可以說默默的走過了很長的一段發(fā)展之路。起初，3T的CMOS技術只是在簡單的復位，成像效果的曝光等方面，有著不錯的發(fā)揮，而這要是CMOS芯片最為初級的一個技術的體現(xiàn)。爾后，在之后問世的4T芯片上，相關的設備主要在信號的采樣上得到了一個非常廣泛的提升。在工作中，CMOS傳感器會將曝光采樣時間分別在亮暗兩個不同的階段進行同一場景的采樣，之后再將兩個效果進行很好的整合，從而使清晰度，低照度能力等得到最大化的提升。也更好的實現(xiàn)了CMOS芯片對于smear的改良。

　　2、突飛猛進

　　之后，為了更好的實現(xiàn)圖像處理能力，從CMOS的5T芯片開始采用了更加革命性的改進，在CMOS的技術應用中，開始應用globalshutter技術，應用較高的PLS，從而使CMOS單純的在安防，手機，和電能等簡單的成像領域，實現(xiàn)了向醫(yī)療應用，機器視覺等高需求的方向邁進。

　　6T技術實現(xiàn)后，CMOS將globalshutter的應用實現(xiàn)了再進一步的提升，實現(xiàn)了更高的寄生光靈敏度技術。也將CMOS芯片的高清成像能力整體提升到了一個更高的層次。后來，在6T技術的基礎上，CMOS芯片又增加了控制門技術，實現(xiàn)了更快的視頻切換，可使其在應用中達到比此前更高的成像速度，這就是我們所說的7T技術?？梢哉f，在專業(yè)性上，7T的CMOS芯片已經(jīng)達到了一個非常高的水準。

　　3、8TCMOS地位性飛躍

　　而如今，隨著8TCMOS芯片的出現(xiàn)，可以說CMOS已經(jīng)走出一套具有自身特性的技術發(fā)展道路。在性能上，CMOS已經(jīng)不再是CCD技術的附庸。在低照度上，高靈敏度的技術支持已經(jīng)使夜間的噪點和照度幾乎和CCD并無差別。而在全局快門的應用上，globalshutter不但徹底解決了拍照時的拖影問題，同時也CMOS下的高速成像變?yōu)榭赡?。自?TCMOS問世以來，CMOS傳感器已經(jīng)可以達到300fps以上甚至更高的幀速率。而其所帶來的優(yōu)勢可以利用高幀率更多的完成多幀多疊加的寬動態(tài)功能，這對于高速抓拍以及監(jiān)控無疑有著巨大的幫助。