銅互連與全局快門
在推進(jìn)Exmor R的同時,索尼默默將傳感器工藝從鋁互連升級到銅互連。在1997年,IBM發(fā)布了首款采用銅互連工藝的芯片PowerPC 750。與鋁線相比,銅線的導(dǎo)電電阻大約低40%,讓芯片運行速度提高15%,可靠性提高了100倍,尺寸可以做得更小,為芯片增加互連層數(shù)提供了可能??墒倾~原子能夠在芯片的絕緣層中漂浮,還可能改變硅的電氣屬性,破壞設(shè)備運轉(zhuǎn)。為此IBM采用鎢觸點、襯墊等一系列創(chuàng)新技術(shù)將銅從硅中隔離處理,防止了這些負(fù)面影響。
可直到A7RII發(fā)布,索尼(相機(jī)部門)才宣傳采用了銅互連工藝,這點讓人感到非常奇怪。早在2012年尼康發(fā)布的D600全副單反相機(jī)就采用了IMX128,該傳感器能14bit下全像素實現(xiàn)6.9fps速度,相對D3X上的IMX028有了質(zhì)的提升,這正是銅互連工藝帶來的變化,而且電影級攝像機(jī)F55、F65的CIS能實現(xiàn)高速讀取與銅互連也脫不了關(guān)系。估計在A7RII身上宣傳銅互連工藝是對索尼對NX1的一個回應(yīng)。
?。ˋ7RII傳感器結(jié)構(gòu)示意圖)
在相機(jī)領(lǐng)域第一次聽到全局快門(Global Shutter)一詞得追溯到尼康2011年發(fā)布的尼康1系列微單相機(jī),該系列相機(jī)采用Aptina(現(xiàn)被ON Semiconductor收購)出品的1英寸、10MP傳感器,全像素連拍速度達(dá)到了60fps,記錄至今未有一臺相機(jī)能打破。
?。∟ikon1 V1上的CIS)
全局快門屬于電子快門一種形式,在它出現(xiàn)前CIS采用的是卷簾快門(Rolling shutter)),傳感器上的像素(光電二極管)逐行曝光、傳輸,在拍攝高速運動會形成“傾斜”、“搖擺不定”、“變形”的現(xiàn)象,也就是常說的果凍效應(yīng)。全局快門為了解決此問題,在像素下部增加存儲單元,在曝光時所有像素同時曝光并將信息保存到對應(yīng)的存儲單元之中,即使采用逐行傳輸方式也不會帶來果凍效應(yīng)。
索尼最早采用全局快門的產(chǎn)品是2012年推出的電影級攝像機(jī)F55,上面搭載了一塊Super35格式、11.6MP傳感器,拍攝4K視頻可達(dá)60fps。在F55推出的很長一段時間內(nèi),索尼再沒采用全局快門的貨架CIS銷售,也沒有新的相機(jī)、攝像機(jī)采用該技術(shù),直到去年工業(yè)用傳感器IMX250LLR/LQR、IMX252LLR/LQR等產(chǎn)品出現(xiàn),此時索尼為全局快門起了一個“東方神秘色彩”的名字Pregius。不過在2015年里采用全局快門CIS均是Exmor級別傳感器,未能與BSI結(jié)合,更是局限于小尺寸、低像素產(chǎn)品。