Los sensores de imagen CMOS modernos tienen su tamaño de píxel como determinante principal en el equilibrio entre rendimiento y costo, debido a la necesidad de recolectar suficientes fotones en un período de tiempo determinado, intercambiados con la eficiencia cuántica de la conversión de luz a electrón proceso en cada píxel y el circuito analógico y ADC que lo convierte en un número digital.
Debido a eso, generalmente no se ven sensores de imagen convencionales con píxeles más pequeños que alrededor de 1 µm x 1 µm en estos sensores de factor de forma pequeños, como en los teléfonos inteligentes, y típicamente hasta 5 µm x 5 µm en los sensores de imagen más grandes que se encuentran en cámaras réflex digitales y video de calidad cámaras, por ejemplo.
En la industria de fabricación de CMOS IC, 1 µm es ENORME. En este momento, eso es aproximadamente 100 veces más grande (en longitud y ancho, que es 10,000 veces más grande en área) que los transistores más pequeños que ahora se usan en diseños de circuitos integrados modernos (CPU, RAM, Flash, etc.): ¡10 nm! Por lo tanto, esa disparidad de tamaño significa que aún puede ajustar los varios, a varias docenas, de transistores por píxel (los transistores generalmente realizan conmutación de señal analógica, almacenamiento en búfer, amplificación analógica y, a lo largo de los bordes del sensor, al menos también son los ADC reales), y todavía estar usando transistores mucho más grandes que la tecnología CMOS de vanguardia actual, por ejemplo, tamaño de nodo de silicio CMOS de 90 nm.
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El resultado es que los sensores de imagen no necesitan ser fabricados en las más costosas fábricas de silicio de última generación. De hecho, se pueden hacer en fabs que de otro modo se considerarían obsoletos (o que necesitan una modificación muy costosa para alcanzar el último tamaño de nodo de silicio). Eso ahorra dinero, en igualdad de condiciones, en comparación con los circuitos integrados digitales modernos basados en la tecnología de 14 y 10 nm de la generación actual, ya que se puede lograr un alto rendimiento (rendimiento = número de circuitos integrados 100% funcionales, en una oblea que contiene docenas o cientos de circuitos integrados )
Lo que todo esto significa en última instancia es que los sensores de imagen a escala de teléfono inteligente se benefician de:
- Fabs más baratos basados en tecnología fab ‘antigua’ (por ejemplo, 90nm o 130nm)
- cuántos sensores de imagen pueden caber en una oblea (generalmente de 8 ″ / 20 cm a 12 ″ / 30 cm), porque para un número determinado de impurezas por oblea, cuanto más pequeño es el sensor de imagen, más 100% de sensores de trabajo puede obtener por oblea.
- volumen de fabricación. cuando fabrica varias decenas de millones de teléfonos inteligentes por año, puede permitirse dedicar muchos ingenieros solo para reducir sus costos de fabricación. Ahorrar solo $ 1 por teléfono genera decenas de millones de dólares en ahorros de costos.
Con esa escala de fabricación, decenas de millones, también puede darse el lujo de acoplar el sensor de imagen con un IC de procesamiento de imagen que lo ayude a lidiar con todas las complicaciones que forman parte del trabajo con sensores de imagen, pero particularmente con las muchas técnicas y trucos que existen. necesario para extraer un rendimiento adecuado, por ejemplo, con poca luz, de un sensor de imagen cuyos píxeles son tan pequeños y que recogen una cantidad tan pequeña de fotones.
Lo que me lleva a su siguiente punto, sobre el uso del sensor Galaxy S7 con “una placa de procesamiento de sensor independiente para producir una microcámara 4K barata”. No he examinado los aspectos técnicos aquí, y tal vez alguien ya lo haya hecho (es decir, a diferencia de usando el IC de procesamiento de imagen que se habrá incorporado en el Galaxy S7), pero sospecho que sería “no trivial” acoplar el sensor de imagen específicamente del Samsung Galaxy S7 a una “placa de procesamiento de sensor” aleatoria. Creo que sería MUCHO más probable, si buscas en algún lugar como, por ejemplo, encontrar efectivamente lo mismo, pero que ha sido implementado por otros con una combinación comprensiva de sensor de imagen y chip de procesamiento de sensor.
