拆解索尼最新ImageSensor:果然安装了内存 - 手機討論

Zanna avatar
By Zanna
at 2017-07-19T18:46

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https://goo.gl/NxZJGC
拆解索尼最新Image Sensor:果然安装了内存

在今年二月舉行的國際固態電路會議(ISSCC)期間,Sony宣布推出“業界首款配備DRAM的
三層堆棧式CMOS影像傳感器”,這款型號為IMX400的三層堆棧式感光組件(Exmor RS)是專
為智能手機而打造的。

為了加速影像數據處理,業界多年來一直流傳著在互補金屬氧化物半導體(CMOS)影像傳感
器中配備嵌入式動態隨機存取內存(DRAM)的種種消息,但至今尚未看到任何相關產品投入
生產或實際上市。

Sony在ISSCC會議上發表的研究論文揭露了新款感光組件的相關細節,它確實看來像是真
有那麼回事,這當然馬上引起了我們在TechInsights的影像傳感器專家們的關注。接著,
Sony在其後舉行的全球行動通訊大會(Mobile World Congress;MWC)確認了該組件的生產
狀況,並宣布其Xperia XZ Premium和Xperia XZ兩款旗艦級智能手機搭載了具有960fps畫
面更新率的Motion Eye相機模塊。

我們盡可能地在Xperia XZ手機一上市就立刻入手,並橫切其後置相機芯片進行觀察。沒
想到它真的是三層堆棧的感光組件!這款CMOS影像傳感器(CIS)被面對背地安裝在DRAM上
,使得DRAM與影像訊號處理器(ISP)面對面接在一起。
http://imgur.com/TePPMcW
圖1:Sony三層堆棧式CMOS影像傳感器的芯片橫截面

然而,我們似乎是超之過急了,因此,讓我們先來看看Sony的新聞稿以及在ISSCC發表的
論文細節吧!
拆解索尼最新Image Sensor:真的塞了內存,蘋果8靠譜了
http://imgur.com/HGRUQC8
圖2:Sony CMOS影像傳感器的訊號路徑方塊圖

Sony在其較早的19Mp影像傳感器中使用雙模擬/數字轉換器(ADC),為畫素數據進行數字化
。而今,該公司使用4層ADC的結構提高讀取速度,同時也改善了處理能力。DRAM則用於暫
時儲存高速數據,然後再以傳感器接口的最佳速率輸出。該設計使其能以1/120秒讀取
1,930萬畫素的靜態影像,而在影片模式下可達到1,000fps的畫面更新率,較以往產品的
靜態影像與動態影片分別提高了4倍和8倍的速度。

由於在CIS和ISP之間加進了DRAM夾層,高速數據必須經過內存芯片才能到達ISP,然後再
以適於應用處理器的常規速度,來回傳送直到經由ISP的I/F接口區塊進行輸出。
http://imgur.com/LyDtDb2
圖3:Sony新開發配備DRAM的三層堆棧式CMOS影像傳感器

圖3是這種傳感器運作原理的精簡版;但在Sony發表的論文中有更詳細的介紹,包括
960fps如何成像以及慢動作的工作原理。

根據該論文解釋,畫素數組位於裸晶的頂層,DRAM數組和列驅動器位於中間,其餘的區塊
則位於底部的ISP裸晶。我們尚未取得這三層裸晶的照片,但該論文中提供了一些影像。
http://imgur.com/TJeQWxV
圖4:Sony的原理圖中顯示CIS、DRAM與ISP三層堆棧

Sony並指出,該CIS採用90nm製程(1 Al/5 Cu)技術製造,DRAM是1Gb、30nm的(3 Al/1 W)
組件,ISP組件(1 Al/6 Cu)則採用40nm製程。要將各種必要的功能加進相同尺寸的3個裸
晶,而又不至於浪費芯片面積,無疑是一大挑戰。

由於DRAM裸晶上還有CIS列驅動器,因此必須採用客制組件設計,而非我們在近年來看到
以矽穿孔(TSV)封裝的商用DRAM。Sony的芯片橫截面圖並顯示,裸晶中央有一層厚重的氧
化物以及適於讓TVS從上方CIS向下連接的接合焊墊。
http://imgur.com/WcM1WFj
圖5:三層堆棧式影像傳感器芯片橫截面(來源:Sony)

我們還可以看到(在比例尺準確的前提下),CIS和DRAM裸晶基板已經被削薄至小於2.6μm
了,這在背照式CIS (BI-CIS)是十分常見的,但卻是我們所見過最薄的DRAM。從我們自己
所拍攝的影像(圖5)可證實CIS和DRAM的芯片厚度相同,而且也可以看到接合焊墊。

因此,接下來的問題就是——TSV如何在此堆棧中形成?我們的第一款芯片橫截面才剛從
實驗室完成,看起來相當令人熟悉。CIS/DRAM的互連似乎是Sony上一代背照式BI-CIS組件
中的TSV形式之一(圖6)。
http://imgur.com/f5uW5vm
圖6:CIS/DRAM互連採用上一代BI-CIS的TSV形式?

此處可看到兩層TSV將CIS中看起來像6金屬的堆棧連接至DRAM裸晶的M1。我們並未擴展TSV
直接連接CIS與ISP的橫截面圖,不過也存在TSV穿過DRAM連接至ISP頂部金屬的情形。
http://imgur.com/TePPMcW
圖7:CIS與ISP之間能以DRAM接合點進行連接?

CIS/ISP的連接似乎可以採用DRAM接合焊墊層作為互連,以避免在完整的堆棧形成後還得
在兩個裸晶間進行鑽孔的挑戰。

對於IMX400的進一步分析正持續進行中,隨著時間的進展,我們很快地就能夠掌握有關
CIS本身及其封裝堆棧的細節。以產業的觀點來看,Sony可說是再次將手機相機的功能推
至極限。不過,在今年稍晚將會出現的一大疑問是——我們將在下一代iPhone中看到這款
感光組件嗎?

本文版權歸國際電子商情所有。

IMX300當時SONY打著快速對焦,現在IMX400多了DRAM,是手機感光元件第一顆加入DRAM,
加了DRAM,除了960fps這功能外,另外改善的是果凍效應,這功能可以拿XZP/XZs對照別
支手機可以明顯發現,目前這種CMOS仍被SONY自家手機獨佔,我覺得下一代iPhone應該
不會用到這麼黑科技的感光元件,至於下個月的SONY新機應該有機會都是用IMX400吧!

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Tags: 手機

All Comments

Mary avatar
By Mary
at 2017-07-24T05:43
話說XZ應該不是用這顆,而是XZs?
Frederic avatar
By Frederic
at 2017-07-28T16:41
黑科技4ni?
Carol avatar
By Carol
at 2017-08-02T03:38
沒想到它真的是三層堆棧的感光組件←講得像他唬爛
Kelly avatar
By Kelly
at 2017-08-06T14:36
希望sony的拍照將來也可以像htc一樣大幅躍進
Isabella avatar
By Isabella
at 2017-08-11T01:34
黑科技硬體配上索尼調教
Olga avatar
By Olga
at 2017-08-15T12:31
Sony還是當供應鏈提供給IPhone用吧,不否認Sony的科技,不過用在自家手機上根本是糟蹋
Kelly avatar
By Kelly
at 2017-08-19T23:29
以後旗艦機也交給華寶做XA1那組人做嘛
Kelly avatar
By Kelly
at 2017-08-24T10:27
這標題跟 "解剖記者的頭 果然沒有腦" 有異曲同工之妙
Kyle avatar
By Kyle
at 2017-08-28T21:24
外存外存外存外存外存外存外存外存
Regina avatar
By Regina
at 2017-09-02T08:22
XA1系列拍照的確不錯 但如果真的到低光旗艦XZP還是比較好 但以XA1價位來說 好棒棒了
Aaliyah avatar
By Aaliyah
at 2017-09-06T19:20
XA1跟zf3比呢
Isabella avatar
By Isabella
at 2017-09-11T06:17
拆解XA1果然不是$ONY作的
Mia avatar
By Mia
at 2017-09-15T17:15
好酷
Irma avatar
By Irma
at 2017-09-20T04:12
硬體是外星科技 不過軟體是陀屎
Aaliyah avatar
By Aaliyah
at 2017-09-24T15:10
這標題真的很腦 講的好像索尼騙人
Robert avatar
By Robert
at 2017-09-29T02:08
聽起來好像外星科技這麼厲害 這到底是什麼?
Daniel avatar
By Daniel
at 2017-10-03T13:05
內存三小
Enid avatar
By Enid
at 2017-10-08T00:03
可是他連基本的夜拍都做不好了
Linda avatar
By Linda
at 2017-10-12T11:01
Steady Shot 五軸是屎那其它家是什麼XD 這也是軟體欸
Genevieve avatar
By Genevieve
at 2017-10-16T21:58
噓內存
Jake avatar
By Jake
at 2017-10-21T08:56
推9樓
Elvira avatar
By Elvira
at 2017-10-25T19:54
這個是真3DIC 超猛的
Megan avatar
By Megan
at 2017-10-30T06:51
雖然說是黑科技,但實際上根本旁門左道
Bennie avatar
By Bennie
at 2017-11-03T17:49
嫌sensor不夠燙?
Rachel avatar
By Rachel
at 2017-11-08T04:46
...夜拍是基本...這是哪邊的平行世界啊...
Annie avatar
By Annie
at 2017-11-12T15:44
吹噓最會 實際上場卻弄不出個什麼
Olive avatar
By Olive
at 2017-11-17T02:42
...
Edwina avatar
By Edwina
at 2017-11-21T13:39
a9 出來的時候不是已經大肆報導過了...
Isla avatar
By Isla
at 2017-11-26T00:37
Skylar Davis avatar
By Skylar Davis
at 2017-11-30T11:35
這是講手機用的cmos啊 現在sony xzp感覺偏向運動攝影機了
Blanche avatar
By Blanche
at 2017-12-04T22:32
對啊 某位最會吹“噓”了 河河河河
Elma avatar
By Elma
at 2017-12-09T09:30
最早在rx100m4和rx10m2就有用到了
Tom avatar
By Tom
at 2017-12-13T20:27
http://m.eprice.com.tw/mobile/talk/102/5028462/1
James avatar
By James
at 2017-12-18T07:25
解析度細看確實也比別牌好!!!
Iris avatar
By Iris
at 2017-12-22T18:23
建議某人以後只要手機有用sony感光元件就不要買反正sony只會吹虛嗎XD
Skylar DavisLinda avatar
By Skylar DavisLinda
at 2017-12-27T05:20
敢問ja大師目前還有哪隻手機能錄960FPS真的弄不出什麼……可以酸的點
Brianna avatar
By Brianna
at 2017-12-31T16:18
重點這個技術對普羅大眾有什麼實質上的幫助?
Suhail Hany avatar
By Suhail Hany
at 2018-01-05T03:16
這是好文 推
Blanche avatar
By Blanche
at 2018-01-09T14:13
第一個想法是散熱真的沒問題嗎?
Rebecca avatar
By Rebecca
at 2018-01-14T01:11
ja大濕說 不要隨便亂開戰場嗎 難道是不要隨便亂開(HTC的)戰場
Agnes avatar
By Agnes
at 2018-01-18T12:09
說生活實質幫助... 我拿來矯正系上壘球隊的揮棒動作姿勢 比240fps動作細節更清楚了
Necoo avatar
By Necoo
at 2018-01-22T23:06
重點是普通人不刻意去使用用不到的功能,幾乎就是廢
Delia avatar
By Delia
at 2018-01-27T10:04
雖然別家的錄影沒Sony強,不代表沒這個功能,去問一下多少人用過慢動作錄影好嗎?
Susan avatar
By Susan
at 2018-01-31T21:01
我身邊就有同事拿Xzs,一開始也是狂玩慢動作,好酷喔,一個月後就沒再用了,外包給別人的反而好評,Sony就是做不好相機,油膩族不用在講一堆幹話護航了好嗎^^
Harry avatar
By Harry
at 2018-02-05T07:59
沒關係 潮就贏了xd 就像曲面螢幕 潮!邊緣感應 潮!高屏佔 潮!
Sarah avatar
By Sarah
at 2018-02-09T18:57
剩下就是使用者覺得哪個潮就買哪個
Heather avatar
By Heather
at 2018-02-14T05:54
到最後 還不是都單純滑滑line fb 網頁 看影片用的跟幾年前的智慧型手機87%像
Poppy avatar
By Poppy
at 2018-02-18T16:52
只是剛好Sony的潮點不在拍照 是在錄影
Vanessa avatar
By Vanessa
at 2018-02-23T03:50
這TSV還真漂亮,一堆實驗室都沒這麼厲害
Ophelia avatar
By Ophelia
at 2018-02-27T14:47
cmos就交給SONY,他們是專家
Jack avatar
By Jack
at 2018-03-04T01:45
超慢速有時想玩還玩得到,其他廠根本連玩都玩不到,只能玩沙了。

小丰子的帳單被灌水啦!

Kyle avatar
By Kyle
at 2017-07-19T17:57
混這版的人應該都知道小丰子是誰吧~ 電信資費部落客他說第二應該沒有人敢說第一 剛剛看到他昨天發了一篇文 https://goo.gl/5dcMNj 因為「某家」未經同意幫他裝加值服務 (當然最後有取消那筆費用) 所以他寫文整理常見的灌水手法提醒大家 不過電信業這種免費下載一首歌,然後每個月多30元 或者打 ...

中華快閃吃到飽

Franklin avatar
By Franklin
at 2017-07-19T17:55
剛剛經過中華看到,進去詢問, 兩年約,599上網吃到飽,含網內、網外和市話,還有一支熱線,此方案不搭配購機。 http://i.imgur.com/JXFpdM9.jpg 長春門市從六月開始,似乎一個月有兩次快閃活動,有需要的可以去問看看。 ========請在發文時將以上引言刪掉,ctrl+y可刪一 ...

台灣之星申請 106 年度3G使用費分期繳納

Elvira avatar
By Elvira
at 2017-07-19T17:24
NCC說明新聞來了 https://goo.gl/5777VR 國家通訊傳播委員會(NCC)今通過台灣之星申請今年度第三代(3G)行動通信業務頻率 使用費分期繳納案,總共2億1350萬元使用費將分為六期繳納,NCC表示,業者表示要備妥 接下來競標4G頻段銀彈,因此提出申請。 NCC表示,根據現行規定,只 ...

htc 10低電量自動重啟送修心得

Noah avatar
By Noah
at 2017-07-19T16:28
當時手機的狀態是低於50%的時候就有一定機率自動重啟 拍照最容易觸發 想說有可能是主板的問題 頻率太頻繁 , 最後決定送修 而且保固已過 做好必死的決心打了客服電話告知狀況 收貨的速度很快 上禮拜二下午打隔天上午就來收貨了 禮拜五收到簡訊要我回撥客服了解維修狀況 並在簡訊上告知維修費用$3290 http: ...

zf3 line通話不會響

Andrew avatar
By Andrew
at 2017-07-19T16:20
幾個月前買了一隻zf3 但是不知道為啥 每次有人打line給我 但是卻完全不會響 要點開line才會響。 漏接超多電話 重裝好幾次軟體也一樣 請問這是手機故障嗎? 對了 麥當勞app也是 換這隻手機後就沒響過了 - ...