前言：今年下半年在高端数码摄像机话题里面最热的关键字要数“硬盘DV”、“HDV”和“CMOS”了。这些都是05年的焦点所在，硬盘DV、HDV这些都是数码摄像机必然要走的路线，而“CMOS”走上高端影像的舞台，估计是很多人没有预计到的，一台台CMOS数码摄像机的接连面世，使大家对这个并不陌生的事物产生了新的兴趣，要知道此CMOS非彼CMOS,随着技术的成熟，CMOS的劣势已经开始克服，新面孔的CMOS传感器已经展现在大家眼前。

　　任何的电子产品，都有自己的核心元件，这个核心部分就是指可以影响其性能好坏的因素，也就是相当于人的心脏。数码摄像机是属于影像类的电子产品，它的核心部分和数码相机是一样，在于图像传感器,它是数码摄像机的心脏，也是最关键的技术。数码摄像机的发展道路，可以说就是感光器的发展道路。

　　目前数码摄像机的核心成像部件有两种：一种是广泛使用的CCD元件；另一种是CMOS器件。CCD相信大家都不会陌生了，CCD芯片的用途有很多，其中最主要的是用在高象素的数码照相机和摄像机中。

　　最近，市场的聚光灯由CCD转投到了CMOS芯片上。CMOS的中文名称是“互补性氧化金属半导体”。主要是利用硅和锗这两种元素所做成的半导体，使其在CMOS上共存着带N（带-电）和 P（带+电）级的半导体，这两个互补效应所产生的电流即可被处理芯片纪录和解读成影像。同样，CMOS的尺寸大小影响感光性能的效果，面积越大感光性能越好。CMOS的缺点就是太容易出现杂点, 这主要是因为早期的设计使CMOS在处理快速变化的影像时，由于电流变化过于频繁而会产生过热的现象，不过现在量产的高档CMOS已经基本消除了此类问题。

　　CMOS具有明显的简单和低成本的特点，所以最近日趋成熟的CMOS产品开始侵蚀CCD产品的市场。不可否认的是，CCD芯片在500万象素以上的数码相机产品中，能够达到CMOS无法比拟的视觉效果。但是，CMOS的强项在于动态视频以及其节能性。

人们印象中的CMOS

　　说起CMOS，大家肯定不会陌生，以往，CMOS往往应用在低像素的产品中，从最初以商务为主的传真机、复印机、扫描仪，到今日娱乐为主的摄像头、手机拍摄组件甚至闭路电视的摄像头、汽车倒车用的影像辅助系统等。就DV产品来说，大红大紫的“网X拍”和现在市场上的摄像头就是采用CMOS感光元件。也正是因为大家知道上述的这些低档次的产品也用CMOS，所以普通消费者会对CMOS产生成象不佳的印象。实际上，“网X拍”等产品采用的是比较廉价的CMOS解决方案而已，随着技术和制造工艺的发展，CMOS传感器得各项指标已经有了长足进步，赶上甚至于在某些方面已经超过CCD，以至于越来越多的数码产品开始使用CMOS作为传感器。从数码技术的发展角度来说，这也是大势所趋。

CCD与CMOS

　　CMOS图像传感器的芯片功能比CCD强大许多。除了将光子转变为电子和传送电子之外，CMOS还能实现图像处理、边缘检测、降低噪声、模数转换等功能。另外，图像传感器和数码摄像机的设计者可以对CMOS的功能编程，让它变成一种更加灵活的器件。

　　将众多的功能集成在芯片上是CMOS胜过CCD的地方。另外，它还精减了外围元器件的数量。采用集成CMOS传感器技术的数码摄像机，其机身将会比使用其它芯片（比如说数字信号处理器DSP和ADC）小一些。另外，因为CMOS的功耗比CCD小，产生的热量也相应小一些，因此，也相应减少了热噪声。

CCD工作原理：在CCD中，电荷全部转移到输出端，由一个放大器进行电压转变，形成电子信号，然后被读取。当传输电荷的时候，是从不同的垂直寄存器中传到水平寄存器中 的，会有不同电压的电荷（如15v和－7v），这会产生更大的功耗。由于信号通过一个放大器进行放大，产生的噪点较少。	CMOS工作原理：CMOS是每个像素点有一个放大器，而且信号是直接在最原始的时候转换，更方便进行读取。传输已经经过转换的电压，所以会有更低的电压和更低的功耗。但是由于每个信号都有一个放大器，产生的噪点较大。

传感器类型	CCD(电子耦合组件)	CMOS(互补金属氧化物半导体)
历史	1969年在贝尔试验室研制成功	上世纪80年代发明
发展特点	从初期的10多万像素已经发展至目前主流应用的800万像素	由于工艺制程的技术不高，以至于在应用中的杂讯较大，商品化进程一直较慢
优势	噪点较小，灵敏度高，动态良好，长期以来一直是的主流成像芯片	省电、响应速度快、反应驱动速度快，可以轻易达到高像素的要求
劣势	成品率较低、价格较贵耗电较多的问题，集成化程度不高	成像质量不佳等特点正逐渐被克服

重点逐渐被转移　CMOS进驻高端行业趋势

　　SONY日前宣布将投入CMOS影像感应器产品市场，虽在目前它的CCD影像感应器全球市场占有六成以上占有率，但鉴于未来CMOS影像感应器需求将逐渐扩大，该公司乃决定投入潜力可期的CMOS影像感应器市场。 也将斥资500亿日元建立一个新的CMOS生产基地，这个新工厂将于2006年春季正式开始生产运作。由于目前索尼已经是CCD的领导厂商，CMOS工厂投产后，索尼将在感光器材独霸一方，并且索尼方面也认为CMOS感应器市场未来仍会集中由少数厂商所垄断。

　　在数码影像应用上， 佳能、索尼加强了CMOS在高端影像产品领域的应用研发，三星也发布了最新针对拍照手机市场的500万像素CMOS。随着索尼三星等厂商掌握了高像素CMOS的生产技术，未来将会有更多厂商采用CMOS作为数码影像产品的感光元件，CMOS“狂热”将燃烧到消费级家用产品中。
　　

势在必行　CMOS的优势促使它加快发展
　

　　CCD每提升100万像素就需要对其生产线进行改造，研发生产的成本比较高。如果CCD尺寸仍然维持在2/3英寸的话，单位电极的间隙就被限制在0.4微米以内，进而导致制造中产生的损品率与生产成本大幅度攀升。

　　从手持数码设备的供电设计角度看，CMOS的驱动电压较CCD低，响应速度快，而且更加省电。CCD碍于原理特性，无法与时序电路、控制电路、模拟数字转换等相关芯片电路一同整合封装，而CMOS却可以，因此在功能体积上CMOS能比CCD更小。

　　连CCD领域的领先受益者索尼，先拔头筹，今年年初开始，推出的采用新式3CMOS数码摄影机DCR－PC1000E，在最近，采用CMOS技术的HDV高清数码摄像机HC1E也面世了，意味着CMOS在大刀阔斧地开辟影像产业的新天地。

全球首款3CMOS的数码摄像机—PC1000E

索尼的CMOS HDV—HC1E

下面也来说说索尼研发的CMOS有什么独特之处：

　　索尼结合自己在CCD领域里面多年的专业技术研究经验，研发了全新CMOS影像感应器技术，适用于产生高清晰影像。单一像素精细处理、更少的噪音均衡控制等技术，使得CMOS影像感应器能够达到形成高质量影像。

　　索尼CMOS影像感应器使用独创精细处理技术，最大程度地减少了晶体管的尺寸和像素中的线圈，以此扩大CMOS中每个电荷的感光区域。相比普通CMOS，单个电荷感光区域得到了提升，灵敏度得到了提高。索尼CMOS能够汇聚更多光线，并减少噪点，增强信号，能获得更高的影像质量。
　　

近年CMOS图像传感器的市场调查

　　据美国国际市场调查公司的统计和预测报告显示，1997年，全球CMOS图像传感器的销售总额为0.54亿美元，1998年增至2.18亿美元；1999年增至10.03亿美元，2000年增至20.58亿美元；2001年增至36.78亿美元；2005年突破100亿美元。iSuppli公司市场情报服务部门预测，2005年CMOS图像传感器单位出货量将由2001年的1800万个增长至7200万个。其中，2005年CMOS图像传感器出货量占所有图像传感器的比例将由2001年的23%提高至47%。专家们认为，21世纪初全球CMOS图像传感器市场将在移动通信市场、数码相机、摄像机市场、游戏机市场等领域获得大幅度增长，呈现出一派红红火火的兴旺景象。

　　CMOS产品销售中，索尼去年排在第七。索尼以前的策略主要是利用他们惊人的生产能力、世界范围内的分销渠道以及他们在这个行业的领袖地位来挤压CMOS的生存空间。但是，面对CMOS，索尼不单是在跟他们日本的同行抗争，同时也是在跟美国、欧洲、以及台湾的公司抗争。 去年在CMOS市场上，排名前四的分别是美国安捷伦、日本Rensesa、意法半导体和东芝公司。根据iSuppli的统计，安捷伦公司在CMOS市场的利润差不多达到了索尼在这个市场利润(1亿美元)的三倍。

行业应用及市场前景

　　为了在CMOS图像传感器技术领域占有一席之地，国内也有一批研发队伍，目前开展CMOS图像传感器设计研制和应用开发工作的单位主要有复旦大学、浙江大学、武汉大学、西安电子科技大学、国防科技大学、中国纺织大学机械系、中国科学院微电子研究中心等院所厂商均开展了CMOS图像传感器的设计、研制和应用开发等工作。

　　
　　 CMOS图像传感器将广泛用于保安监控、可视门铃、视频电子邮件、汽车尾视、数码电子产品、可视电话、视频会议、指纹识别，视觉玩具、星载、制导、医疗等等行业中去。

总结

　　CMOS有着自己独特的先天优势，凭借着低功耗、高灵敏度、低噪点、高集成度、高动态范围和高数据读取和处理等众多的好处，为多行业产品提供更好的“心”，难怪成为各大厂商眼中的大肥肉了。相信很快CMOS就可以进入高速发展的阶段，也会逐渐走进百姓生活。高端CMOS,你是有实力与CCD同行的……