近期，市面上新出现两款搭载4800万像素摄像头的手机，它们分别是荣耀V20和红米Note 7。而截至目前能够实现4800万像素的手机图像传感器（CMOS Image Sensor, CIS）仅有两款，就是索尼的IMX586和三星的GM1。正巧两款手机中，荣耀采用的是索尼传感器，红米则采用三星。
那么问题来了，在1/2英寸画幅的CIS上实现4800万的超高像素数，两家都分别有什么绝技？索尼长期以来的传感器一哥地位，这下是否要被三星动摇了呢？
首先要说明的是，由于两款CMOS的都有超高的像素密度，因此为了避免像素间的信号串扰，就不得不放弃2x2四格排布像素的经典Bayer阵列，转而采用更大的Quad Bayer阵列排布像素，即将阵列扩大到4x4（如下图）。
Quad Bayer阵列示意 来源：微博@荣耀老熊
当然，采用Quad Bayer阵列的CIS也可将4个像素合成1个输出，这样就等于转换成单像素面积较大的普通Bayer传感器。对IMX586和GM1而言，就是将4800万像素缩成1200万像素输出。这种缩像素的模式可用于弱光拍摄，有利于提高画面纯净度。
在使用同种像素排列方式的情况下，两款CIS的真正的不同之处在于电路排布。IMX586的1个原色滤镜对应1个光电二极管和1套电路，也就是说此款CMOS是真的4800万像素。而GM1则是4个像素对应4个光电二极管和1套电路，也就是说实际上这块CMOS仅采集1200万像素的数据，并非真正意义上的4800万像素。
由于三星GM1仅相当于单像素尺寸较大的1200万像素CMOS，因此红米Note 7输出4800万照片就要靠手机的ISP进行插值输出。而IMX586除了电路排布是真正的4800万像素外，其重要的是它具备片上（on-chip）Remosaic算法，可将Quad Bayer阵列还原到经典Bayer阵列， 然后在由手ISP输出真正的4800万像素照片。
索尼Remosaic算法示意 来源：索尼官网
还需提及的是，由于一般的ISP都只能直接处理Bayer阵列的信号，因此对输出真实4800万像素照片来说，索尼IMX586的Remosaic算法是一个必要条件，而三星GM1不具备这个算法，光凭这一点它就无法在手机上输出真4800万像素。
现在可以给两款CIS的实力下个结论了，三星GM1仅相当于单像素尺寸较大的1200万像素Bayer传感器，而索尼IMX586则可实现真正的4800万像素输出，无疑是本次对决的赢家。
不过，索尼Remosaic算法虽强，但IMX586毕竟不是真的经典Bayer传感器，在分辨率方面，它能否完全比得上经典Bayer，还有待对比。而现阶段三星和索尼之所以用Quad Bayer阵列搞手机CIS，其技术试验的意义更大一些。相信这两家CIS厂商日后要么以此为跳板，接着推出经典Bayer阵列的手机CMOS，要么是会将Quad Bayer应用到尺寸更大的摄像机、照相机CIS，以实现更好的弱光拍摄性能。
结合两款手机价格来看，荣耀V20处于3000元价位，而红米Note 7仅是个千元机，其4800万像素的输出模式也并非默认开启，一般状态下拍摄的照片仅是1200万像素，因此这台手机并没有给用户超出价格定位的体验。不过，两款手机采用4800万像素CIS都只是为了卖点，如果单纯为了好的画质，大可采用市面上的成熟方案。
说回传感器。登陆三星电子官网，便能够查到其各款CIS的性能参数，其中GM1这款CIS的分辨率所标注的正是“48MP 4in1 to 12MP”，因此1200万像素才是其真实像素数。
三星GD1与GM1性能参数 来源：三星电子官网
至于三星为什么造出GM1这款CIS，可能的原因应该有两点：第一是为了在技术赶不上索尼的情况下强行与其展开竞争，抢占部分市场；第二，GM1可能仅作为一种试验品或过渡产品，以后将会改进。
实际上，三星也有一款真正的高像素CIS，其型号为GD1，具备3200万像素。当然，由于ISP的问题，此款GD1也必须有硬件算法加持才能够输出3200万像素的照片，否则依然只能以“四合一”模式输出800万像素的照片。
索尼称雄CIS市场 三星正大举进攻
这次三星GM1败给了索尼，但实际上三星的实力不得小觑。跟索尼一样，三星现在也能够量产前照式、背照式、堆叠式以及集成DRAM的CIS，但由于索尼的产品线涵盖了用于手机、相机的各种尺寸的CIS，因此在深层次的技术积淀和市场份额方面，索尼还是称雄业界，把其他竞争者远远落在身后。
2016~17年CIS市场份额 来源：Yole Développement
据调研机构Yole Développement统计，2017年索尼在CIS市场的份额占42%，远远超出第二名三星20%的数字。其他厂商之中，除OV占11%、安森美和ST各占5%以外，份额都微乎其微。因此，现阶段有潜力挑战索尼的也就是三星了，而随着半导体市场的变化，三星也确实把宝押在了CIS之上。
自去年下半年起，CIS历经一波缺货涨价潮，这与当时存储器、MLCC等元器件的景气行情重叠。随着双摄手机的兴起，CIS的需求大大提升，由此步入缺货涨价的行情。受到市场供求的影响，三星早在去年8月就对旗下CIS涨价5%-20%不等。随后，OV、格科微等厂商也调涨CIS产品的价格。
在涨价的同时，三星也计划增加产能，以迎接CIS市场的良好前景。据外媒报道，2019年三星将会把CIS的产能从每天4.5万片提升到12万片以上。为达到此目标，三星将把部分内存产线转换成CIS产线。由于内存与CIS同用CMOS工艺制造，因此这样的产线转换是可以迅速实现的。
目前，内存行情降温，三星集团接下来的经营备受考验，必须开辟其他业务增长点。现在三星发力CIS也是一大转型方向。就像三星发展晶圆代工对标台积电一样，其大力发展CIS也是针对索尼。
众所周知，索尼长期保有苹果这一大客户，由此带来丰厚的营收。而三星要想开拓市场，就必须抓住小米、魅族等国产手机品牌。最近引出话题的GM1也正是用于红米手机。下一步，三星必然会针对市场需求发布更多CIS产品，以抢占市场。
在本轮CIS景气行情中，索尼作为业界老大并没有涨价动作，据传是受到了新iPhone销量不佳的拖累。然而面对三星的强势上攻，索尼也将扩大产能以保证产业主导权。据报道，索尼将在未来三个财年内投资6000亿日元扩充手机和车用CIS的产能。据预估这次扩产后，索尼CIS的产能将比2017财年结束之时扩大2~3成。
就CIS市场而言，未来的需求量和产能都会快速增长，特别是索尼与三星这两大CIS巨头都制定了庞大的扩产计划。而随着两家竞争的白热化，到2020年CIS缺货涨价的市况有望的得到缓解。对手机、平板厂商来说，业内的充分竞争有利于传感器选择的多样化，进而为终端消费者提供更多物美价廉的产品。
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