影像感測器技術演變趨勢圖
摘要
CCD和CMOS影像感測器之爭,最後可能會變成兩個大區塊,一塊是往高品質低產量的方向演變,一塊是往低成本高產量的方向演變。在第一塊領域CCD影像感測器將持續佔領大部分的市場,但是CMOS影像感測器也將瓜分部分市場,尤其在較低成本以及可攜式的產品上。第二個區塊將是CMOS影像感測器比較活躍的一塊,在這裡許多原來的CCD影像感測器的市場將漸漸被CMOS影像感測器所取代。針對百萬畫素以上的應用市場,降低雜訊與提高感度則是CMOS業者的當務之急,如此才能面對CCD的競爭,不過目前真正能穩定量產的CMOS影像感測器為130萬畫素,雖已有廠商開發出200萬畫素以上產品,但多僅止於實驗階段,要量產化仍有許多瓶頸要克服,因此CMOS影像感測器在百萬畫素以上的市場,將面臨畫素提升的瓶頸。
CCD影像感測器運用高度專業化的工藝製造,要在晶片上增加圖像處理電路就變得非常困難,相較之下,CMOS影像感測器利用大多數半導體晶片運用的CMOS製程;所以,廠商可以方便地增加數位或類比電路、縮小面積,同時與周邊晶片組整合並可發展成單晶片。CMOS影像感測器並具有低耗電量的特性,唯獨其靈敏度與動態範圍較差,低照度下易產生雜訊。CCD影像感測器至今已經量產超過25年,技術十分成熟,影像品質良好,但由於必須發展特殊的製程技術,以確保高畫素的良率及高電荷傳輸效率,所以CCD的製造需累積相當的經驗,製造商也必須各自發展其特有的製程技術,因而形成市場由少數廠商所壟斷的局面,關鍵技術均掌控於歐美、日等大廠手中,其中日本廠商更長期壟斷CCD市場多年。
在百萬畫素以上市場的競爭方面,CMOS影像感測器最大的致命傷是在畫質不良,而且在百萬畫素以上良率問題一直無法有效突破,加上主導CCD影像感測器供應的日商不斷採取降價策略,使CMOS影像感測器業者節節後退。日系的CCD影像感測器製造商所掌握的最大優勢是CCD成熟的產業架構,上下游所有環節的支援已經非常完整,這種情勢使CCD影像感測器的成本因量產效應,而比同等級的CMOS影像感測器更便宜。在數位相機中CCD影像感測器的低階卻是CMOS影像感測器的高階,低階CCD影像感測器一降價,高階CMOS廠商就受到打擊。不過CCD影像感測器未來將會遇到一個問題,就是CCD技術已經相當成熟,品質亦達相當水準,一般的消費者會感覺以現今的產品線已經足夠,品質與效能再往上走的意義不大,技術發展的腳步應該會放緩,相較於CMOS影像感測器在技術發展上還有一定的空間,只要在品質上能有所突破,又是一次CCD市場的掠奪。