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CCD与CMOS谁会称霸江湖?

2011-12-17 17:19:19 来源:CPS中安网 作者:陈薇荔 责任编辑: luocaocps 收藏本文
  图像传感器有CMOS和CCD两种。在模拟监控时代,CCD占有绝对优势,其灵敏度高、解析力强、信噪比高、低照度效果好。但到了网络摄像机时代,CMOS的呼声日益走高,低廉的价格、快速提升的技术水平,让其大有取代CCD,成为高清时代霸主的势头。那么,CCD与CMOS,到底谁会称霸江湖呢?本期行家视点邀请了索尼中国专业系统集团产品经理秦杰、韩国NEXTCHIP总裁金敬洙、比亚迪股份有限公司销售经理黄振中、深圳英飞拓科技股份有限公司市场部产品经理曾小伟、北京爱锐康特技术有限公司市场总监高默冉、深圳波粒科技股份有限公司客服部主管匡全慰、安维安防华北区域销售总监李文博、天敏科技安防产品经理高明共同探讨。
在网络摄像机市场中,对于Mega Pixel级别分辨率的市场需求在急剧上升,因此,与少数生产CCD传感器公司相比,多数的CMOS制造商所面对的监控摄像机的市场正处于白热化的状态。因为,以Mega Pixel级为主流的网络摄像机市场中,CMOS传感器也将成为主流。


  在模拟CCTV市场中占主导地位的CCD制造商们,综合摄像机模块可以相对简单的构成从而对SET制造商们而言进入到该市场也比较容易等特点,开始在网络摄像机市场中选择CMOS为主力,这样也为CMOS成为今后市场的主流奠定了基础。但是,如交通管制等快速移动的特殊环境下的监控系统上,还是要继续使用Global Shutter方式的CCD传感器。


  未来,CCD和CMOS 谁更受青睐?


  生产厂家到底偏爱CCD还是CMOS?未来CCD与CMOS到底谁会称雄?为什么呢?


  黄振中:随着CMOS在制造工艺和影像处理技术上的不断突破,业内对CMOS的前景预测也越来越乐观。高清数字影像的普及更是CMOS技术发展的一个难得机遇。而且,与CCD相比,CMOS的制造原理更加简单,体积更小,功耗可以大大的降低,种种迹像表明,图像传感器的领域正面临着一个重大转折,尽管从目前的状况看,CMOS与CCD图像传感器的应用市场仍然有一个分界,但这个界限似乎越来越模糊。


  李文博:目前在低照度和色彩还原上面,CCD要更胜一筹,其他都基本差不多了。我们更倾向于CMOS。因为CMOS整合集成,成本低、新CMOS技术具有极高解析度,快速——速度是CCD10倍以上。为什么现在所有的国际大品牌数字照相机全部是CMOS的而没有CCD?这证明在高清领域,CMOS一定是未来的趋势。另外,CCD的成本要高出很多,这是源于CCD和CMOS本身的制造原理。


  高默冉:CMOS传感器可以将图像获得和图像处理电路整合在一套电路系统中,相比CCD工艺可以带来更低的图像延迟和更低的功耗。CMOS传感器在具有更高的整合度的同时对于电路加工生产的要求同CCD工艺相比反而有所降低。以上特点非常有利于大规模的商业化生产及应用。因此COMS传感器在从最高端专业图像采集直到中低端手机摄像头等各个领域都得到了广泛的应用。


  摄像机的宽动态、低照度、清晰度,色彩还原等表现主要取决于传感器感光面积,曝光时间,图像后处理等环节。而相对于传统的CMOS传感器,Arecontvision新产品中CMOS传感器已经大幅提高了感光面积,与此同时CMOS传感器在曝光快门方面的优势又对于宽动态图像捕捉拥有技术优势。另外在技术的持续进步的条件下,通过不断改进图像处理单元的工艺制程,CMOS传感器也在不断提高在低照度下的色彩还原表现。


  曾小伟:英飞拓模拟和IP标清摄像机多采用CCD传感器,宽动态摄像机采用CMOS传感器。高清摄像机两者兼而有之。CCD工艺制程复杂,生产良率不及CMOS,导致芯片成本高,较CMOS传感器高出不少。成本是公司产品开发中的一个考虑,同时很重要的还有生产厂家到底偏爱CCD还是CMOS?未来CCD与CMOS到底谁会称雄?产品效果,根据芯片优势开发相应产品。从视频监控的高清化发展趋势来看,两者都会得到很快发展。目前看来,高像素CMOS新品推出较快,可能在未来的高清监控中占据比较有利的地位。


  高明:目前我们多采用CCD,主要是从性价比考虑,标清产品CCD的优势高于CMOS。但从目前的趋势来看,CMOS胜出的机会明显更大。一方面,随着技术的发展,CMOS的灵敏度正在得到快速改善,据悉目前市场上致力于CMOS研究的厂商已经研发出灵敏度性能与CCD接近的720p与1080p专用CMOS器件。另一方面,尽管相同尺寸的CCD传感器分辨率优于CMOS传感器,但如果不考虑尺寸限制,CMOS在良率上的优势可以有效克服大尺寸感光原件制造的困难,这样CMOS在更高分辨率下将更有优势。另外,CMOS响应速度比CCD快,因此更适合高清监控的大数据量特点。


  匡全慰:CCD集成在半导体单晶材料上,而CMOS是集成在被称作金属氧化物的半导体材料上,两者的工作原理并没有本质的区别。开发初期,CMOS存在灵敏度低、成像效果差等问题,但后期通过技术的改进,目前已经和CCD差距很小了,而其价格比CCD却要便宜很多。这也是目前消费电子类产品使用CMOS的主要原因。此外,CMOS光电传感器经过光电转换后直接产生电流或电压信号,信号读取十分简单,而且在采集光信号的同时就能传输信号,比CCD要快很多。


  金敬洙:单纯从监控摄像机的市场来看,目前CCD的出货量仍然大于CMOS,比例大约为9:1。特别是,1/3英寸25万像素的CCD占据总出货量的45%,1/3英寸38万像素CCD的出货量为20%。但是从监控摄像机市场中的网络摄像机市场来看,情况是相反的。CMOS 传感器的出货量占据总出货量的70%,而CCD传感器只维持30%的比例。预计到2013年,CMOS传感器的出货量将达到90%以上。预计,今后网络摄像机市场会以720p和1080p输出分辨率作为主流,特别是在1080p高分辨率市场中,CMOS传感器的市场份额将会达到100%。


  关于CCD与COMS传感器的应用趋势,真的很难进行预测。对于同时生产CCD与CMOS的厂家来讲,也应该是很难判断的。但可以肯定的是,生产手机应用的CMOS厂家,会不断优化D1级分辨率的CMOS传感器(改善灵敏度,附加HDR功能, etc),并冲击模拟CCTV市场。这个从主要的CMOS传感器制造商Aptina或者Omnivision 的产品的发展方向中也可以看出。从生产模拟CCTV使用的CCD传感器的厂家立场来看,今后CMOS会在价格上更加有竞争优势,并且也会持续生产提高性能和灵敏度的产品,对于要求Mega级图像质量的网络摄像机市场来看,CMOS传感器将掌握整个市场。即CMOS传感器会加速攻击现在CCD所掌握的监控摄像机市场的各个领域。


  结束语


  CCD与CMOS,二者共存于市场很多年了。目前大部分企业已经达成共识——CMOS更适合网络高清摄像机要求。在这个背景下,二者相争就成了网络高清摄像机与模拟摄像机之争。虽然现在CCD在出货量上仍然占有很大优势,但随着网络化、高清化的到来,CMOS也许会成为未来监控摄像机的主流。



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