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有FAB不一定就是真男人——佳能的工艺之殇

2012-12-14 10:19| 发布者: liio| 评论: 0

Fab(半导体工厂)是消费电子行业的基石,关于Fab的重要性,硅谷牛仔桑德斯曾经有过这样一句名言:“有Fab,才是真男人”(所以,此人一手创办的AMD现在已经变成了按摩店)。

【新技研】有FAB不一定都是真男人---佳能的工艺之殇
半导体工厂(Fab)的投资是以10亿美元为单位计算的,它是巨头们实力的象征

不过,Fab只是获得竞争优势的一个充分条件,而不是必要条件,有了Fab日子也不一定好过。影像半导体巨头佳能最近就饱受这方面的困扰。最近chipworks发布公开了一些传感器信息,我们发现佳能这个靠自产CMOS稳扎稳打的影像巨头,半导体工艺居然长时间停滞在500nm线宽上,没有Fab的尼康和徕卡却早已飞跃到180nm和110nm:

【新技研】有FAB不一定都是真男人---佳能的工艺之殇

工艺的滞后使得佳能全副传感器像素尺寸停留在6微米级别,而尼康则已经达到4.75微米。这些数字背后意味着什么?它对佳能的相机业务有多大影响?今天的新技术研习社,我们就来八一八佳能相机和佳能传感器半导体工厂的那些事儿。

半导体工艺对数码相机有什么影响?

和我们熟悉的CPU/显卡不同,数码相机使用的CMOS/CCD传感器很难受益于工艺制程的进步。在处理器、显卡上,我们经常看到诸如“性能提升一倍、功耗下降一倍”等激烈的描述,但摩尔定律到了数码相机领域却行不通。

数码相机传感器上单个像素的尺寸暂时还比500nm大不少,而高感光性能可以通过更高精度的高性能模数转换器(AD)改善。半导体工艺改进后的电路跟传感器上面的像素根本就不是一一对应的,性能、功耗自然不会有太多变化。这也是佳能古老的半导体工艺保留到现在仍有较强生命力的原因。

【新技研】有FAB不一定都是真男人---佳能的工艺之殇

所以,很多人会自然而然得出结论——佳能工艺老又如何?相机传感器不是CPU,线宽对最终效果影响不大!但这个结论真的正确吗?让我们用数据来说话。

国外专业影像评测博客DXOmark整合了大部分传感器和镜头的基本信息以及测试数据,可以很直观的在线比较各种传感器的性能,我们选取DXOmark的数据进行对比。

值得注意的是,DXOmark用作基准参考的并非照片100%放大下的细节,而是统一将照片缩小到800万像素进行pk。对于低像素相机,这或许是不公平的;但对大部分用户而言,这是相当实际的对比。因为即便是2560×1600的显示器,也不能完全显示100%放大800万像素的图片。

【新技研】有FAB不一定都是真男人---佳能的工艺之殇

从上图佳能5D单反相机家族对比中可以发现,5D系列总体来说在一步一个脚印的进步——起码高感光性能提升明显。这说明工艺不变就同时增加像素和改善高感光性能是完全可行的——至少,在一定范围内可行。

然而,仔细观察DXOmark的数据对比会发现,从5D2到5D3,色深指标的进步明显小于从5D到5D2时的进步。在动态范围方面,甚至发生了5D3不如5D2的倒退。是不是500nm工艺在这方面江郎才尽了呢?这时候需要横向对比竞争对手,尼康前代旗舰D3X采用了索尼250纳米工艺,最新的入门全副机D600是180纳米,在半导体工艺角度分别比佳能的500纳米领先了两代和三代。他们的评分如下:

【新技研】有FAB不一定都是真男人---佳能的工艺之殇

从数据中可以看出,像素接近的前提下,佳能最新的5D3面对老对手的四年前的旗舰只有高感光占据一定优势,动态范围与色深全败,而同一年登场的入门全副机D600则在三大指标中全面压倒了5D3和D3X,工艺的影响比预计中要大。


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