用最簡(jiǎn)單的方式，讓你理解什么是堆棧式CMOS
在上一篇文章中，我們介紹了什么是背照式CMOS。在索尼的體系中，它以Exmor R作為產(chǎn)品線的名稱。同時(shí)，我們也看到了一類叫作Exmor RS的CMOS，這就是堆棧式CMOS。
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如何用最簡(jiǎn)單的方式理解堆棧式CMOS？
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這得從CMOS的制造工藝說起。在傳統(tǒng)CMOS制造時(shí)，需要使用光刻機(jī)在硅片上進(jìn)行蝕刻，劃分出像素區(qū)域和處理電路區(qū)域。這個(gè)處理電路不是像素上方或下方的電路，而是另一塊整體的控制電路。
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[1]為像素區(qū)域
[2]為處理電路
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在蝕刻時(shí)，會(huì)有一個(gè)問題，以索尼用于手機(jī)等的小CMOS為例，它對(duì)于像素區(qū)域的制造工藝，可以使用65nm的制程（可簡(jiǎn)單理解為制造精度），但對(duì)于處理電路的區(qū)域，65nm的制程是不夠的，如果能用45nm的制程制造，那么在處理電路上的晶體管數(shù)量就能翻倍，這樣，圖像從像素處理出來的速度就更快，畫質(zhì)就能更好。但因?yàn)樵谕黄杵线M(jìn)行蝕刻，沒法使用兩個(gè)制程來制造。
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所以很容易想到，如果將這兩個(gè)區(qū)域分開，像素區(qū)域放在一個(gè)硅片上，用65nm制程制造，處理電路放在另一個(gè)硅片上，用45nm制程制造，再將它們堆疊拼起來，那這個(gè)矛盾就解決了。
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這就是堆棧式CMOS。
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[1]為像素區(qū)域
[2]為處理電路
[3]為高速緩存
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堆棧式，背照式，前照式，這三個(gè)類型是單獨(dú)的，不存在從屬關(guān)系。我們可以使用背照式的技術(shù)，再用堆棧式的結(jié)構(gòu)，發(fā)揮最大優(yōu)點(diǎn)。所以索尼的Exmor RS，其實(shí)就是背照式和堆棧式的結(jié)合。
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有了堆棧式的結(jié)構(gòu)，我們能在處理電路得到更多的晶體管，擁有更快的速度，因此，原來不容易實(shí)現(xiàn)的HDR、升格等，現(xiàn)在變得很常見。讀出速度也變得更快，因此果凍效應(yīng)更小。而且，由于將像素區(qū)域和處理電路區(qū)域堆疊，像素區(qū)域能做得更大。
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而且，使用堆棧式能帶來一些特殊的技術(shù)。如我們常見的拜耳排列大多是RGGB的，畫面的亮度是通過亮度方程（Y=0.299R+0.587G+0.114B），由RGB色光的值算出來的。但使用堆棧式技術(shù)，人們研究出了一種新的拜耳排列RGBW，其中，RGB對(duì)應(yīng)常見的紅綠藍(lán)，W對(duì)應(yīng)白，對(duì)亮度感光。這樣，傳感器的低光感光能力就大大提升。
另一個(gè)就是剛才提到的HDR，在堆棧式下，能夠支持硬件HDR，即在感光元件層面就實(shí)現(xiàn)了高動(dòng)態(tài)范圍，而不需進(jìn)入到攝影機(jī)的處理器中計(jì)算，這樣，就能更快更直接的得到HDR視頻。
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但現(xiàn)在由于工藝和成本的問題，小CMOS制造堆棧式已經(jīng)比較普遍，而類似半幅、全幅的堆棧式CMOS，仍然比較昂貴，索尼的A9就采用了全幅的堆棧式CMOS，因此23000多元貴得也不是沒有道理。
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當(dāng)然將來越來越多的CMOS會(huì)采用堆棧式結(jié)構(gòu)，隨著工藝的成熟，我們也能得到更多高畫質(zhì)低價(jià)格的產(chǎn)品。
