月初我們關注了坐擁許久 CIS（CMOS 圖像傳感器）龍頭寶座的索尼 Exmor 發家史，而千年老二，三星 ISOCELL 圖像傳感器的發展故事其實更勵志。

曾跟索尼類似，以前的三星其實也是一家相機廠商 —— 早在膠片時代，當時三星旗下的「三星精密」（如今為韓華 Techwin）曾引入過日本美能達技術，生産過美能達 HI-MATIC S、HI-MATIC SD 等機型 —— 後面三星精密被韓華集團收購了，而日本美能達的相機和膠片業務被索尼收購，造就了如今索尼 α 系列相機。

膠卷時代的三星推出了多款緊湊型相機、單反，甚至在 1995 年收購了祿來，卻因為後來的亞洲金融危機影響下，于 1999 年将祿來轉手。而三星相機的數碼之路其實早在 1993 年就開始了，與韓國科學技術院 KAIST 一起研發 CCD 傳感器，并于 1996 年推出了首款數碼相機 Kenox SSC-410N —— 這時的三星就已經開始圖像傳感器的研發之路。

後來三星推出了卡片形态的小型數碼相機 Digimax 系列，并在 2005 年與賓得合作開發相機，并由三星提供 CCD 圖像傳感器，于 2006 年推出了三星首款數碼單反相機 GX-1S；直至 2008 年完成與賓得合作的最後一款作品 GX-20 後，就轉戰無反相機的開發，直到 2010 年三星推出了 NX 系列，借 NX10 成為世界上第一款 APS-C 畫幅的無反相機。

2012 年的 8 月份，三星推出了 Galaxy Camera 這款能上網、通話的 Android 相機；次年三星還在 APS-C 畫幅無反相機上如法炮制了 Galaxy NX，同樣支持 4G 網絡的連接。

早就瞄準無反未來的三星于 2015 年推出了 NX500 後就此沉寂，于 2017 年正式宣布停止相機業務，三星相機自此成為曆史。

在三星的相機時代裡，三星也推出過多款富有代表性的 CMOS 傳感器，特别是 2014 年三星推出了最旗艦的無反相機 NX1，用的是一塊 2800 萬像素的 APS-C 畫幅的圖像傳感器 S5KVB2，在普遍 128nm 制程的時代用上了 65nm 的工藝制程，是世界上首款 APS-C 畫幅的背照式 CMOS 傳感器，進光量提升到了 30%。

▲ S5KVB2

三星的相機業務倒下了，但它的 CMOS 圖像傳感器（CIS）之路卻從未放棄。

在最後一款相機 NX500 發布的第二年，即 2016 年三星就正式推出了 CMOS 圖像傳感器品牌 ISOCELL，至今已誕生 6 年 —— 所謂的 ISOCELL 其實是三星早在 2013 年就推出的一項技術，而這項技術貫穿了如今三星 CMOS 的産品線。

ISOCELL 可以看作是個複合詞，ISO 取自「isolate 隔離 / 分離」一詞，而 CELL 即細胞、蜂巢、小隔間的意思，形象地概括了 ISOCELL 這項技術基本的思路原理。

之前我們在「索尼 Exmor 圖像傳感器發家史」中就提到過 CMOS 圖像傳感器經曆了從以前普通 FSI 前照式到 BSI 背照式的進化過程，BSI 背照式傳感器将傳統的 FSI 前照式傳感器電路的線路移到光電二極管的背部，掃除了大部分光線的阻擋，直接提升 CMOS 表面的進光量（感光量）。

普通 BSI 背照式傳感器确實能因為更大的進光量而提升暗光拍攝能力，卻容易造成另一個問題，像素接收到過多光後容易「溢出」，影響到相鄰的像素，直接影響最終的成像效果。

三星 ISOCELL 這項技術就是在傳感器的像素之間形成了物理阻隔層（絕緣層），讓像素形成單獨的「cell 小隔間」，防止像素的光信号對隔壁像素的幹擾，進而直接提升畫面的純淨度。

三星 CMOS 圖像傳感器還沒建立品牌名的 2014 年，三星 Galaxy S5 誕生了，雖說這可能是 Galaxy S 系列造型最受吐槽的一款機型，但背後這枚攝像頭使用的傳感器意義非凡。

它是三星自家的 S5K2P2，這是三星 ISOCELL 技術首次在智能手機落地，也是世界上首款相位對焦的移動圖像傳感器，三星的 Galaxy S 系列正式開啟手機攝影時代，三星半導體開啟了影響至今的 ISOCELL 時代。

三星的 ISOCELL 與索尼的 Exmor 成長路線不太相同，索尼可以說是乘着蘋果 iPhone 4S 的東風開始打入移動平台，然後發力做大做強的；而三星更多的是先靠自家 Galaxy S / Note 旗艦系列讓大家看到三星半導體在移動平台 CMOS 圖像傳感器的能力。

而同年後面的 Galaxy Note 4，2015 年的 Galaxy S6 系、Galaxy Note 5 用的繼續是這枚 S5K2P2 傳感器 —— 不過這幾款機子還同時混用了對家索尼 IMX240 傳感器；後面的 S7、S8、S9 等系列也是三星 ISOCELL、索尼 Exmor 雙供應商策略，而且混用的型号雙方技術、參數、性能都較為相似，很難不讓人聯想到三星半導體和索尼半導體二者在背地裡是否有什麼交易或者技術交流，一同推進行業的進步。

2016 年 Galaxy S7 上用的這顆 S5K2L1，是曆史上首款搭載 Dual Pixel 技術的移動 CMOS 圖像傳感器，可以看作是相位對焦技術的進化版，一個像素含有兩個獨立的光電二極管，讓傳感器的所有像素點同時實現成像和對焦，大大提升了對焦速度 —— 前段時間介紹的 GN5 所用的就是這項技術的進階版 Dual Pixel Pro。

2017 年，索尼在移動平台推出了 IMX400 這款含有 DRAM 芯片的堆棧式 CMOS；三星這邊，直到 2018 年的 Galaxy S9 的 S5K2L3，才真正實現索尼一年前的集成 DRAM，實現超高速連拍和慢動作捕捉等，而這一代 S 系列繼續混用了索尼的 IMX345 傳感器。

同一年，即 2018 年，三星正式公布了與日本 Fujiflim 富士共同研發新的 CMOS 傳感器技術，ISOCELL Plus —— 以往的 ISOCELL 技術裡，像素之間的隔離用的是金屬層作為網格，金屬層會反射、吸收光線而造成了光損耗，ISOCELL Plus 技術則解決了光損耗問題，據說能提升 15% 的靈敏度，也因如此，采用這項技術的 CMOS 傳感器能将像素做小，在有限的傳感器尺寸内塞入更多的像素 —— 次年的 Galaxy S10 的 S5K2L4 傳感器用的就是這項技術，而近幾年三星的一億像素 HMX、HM2、HM3 傳感器用的也是這項技術。

2021 年，三星正式公布了全新 ISOCELL 技術，命名為 ISOCELL 2.0，在原本 ISOCELL 的基礎上用新材料，融合了 ISOCELL Plus 降低光學折射損耗的能力，另外還在色彩濾鏡之間新增了屏蔽層，進一步提升感光靈敏度 —— 如此一來甚至能做到不降低感光能力的前提下，進一步壓縮傳感器尺寸。

有趣的是 ISOCELL 2.0 這項技術于 GH1（S5KGH1）這款傳感器首發，而這款傳感器則是由 vivo S9 首發，搭載在前置攝像頭上。

借助 ISOCELL 2.0 技術，三星已開啟了 2 億像素時代。

2021 年 9 月份，三星正式發布了全新的 HP1 圖像傳感器，是全球首款 2 億像素的移動 CMOS 圖像傳感器，在 ISOCELL 2.0 技術的加持下，将 1/1.22 英寸型的 CMOS 單像素尺寸控制到了 0.64μm，甚至用上了 Tetrap Pixel 的 16 合 1 像素合成技術輸出合成像素 2.56μm 的 1250 萬像素圖像 —— 直到今年年中摩托羅拉的 X30 Pro（海外名稱 edge 30 Ultra）才正式首發量産這塊芯片。

三星今年推出的第二款 2 億像素的 HP3 傳感器将單像素尺寸壓縮到 0.64μm，傳感器尺寸類型也壓到 1/1.4 英寸，不過搭載這款傳感器的量産機暫時還沒有落地。

如今索尼的 Exmor 系列傳感器依舊是行業的龍頭沒錯，2021 年的市場份額達 45%，常年老二的三星 ISOCELL 雖然隻有 26%，但三星從 ISOCELL 到 ISOCELL Plus，再到如今 ISOCELL 2.0 技術一路走來技術的進步可謂亮眼，特别是近幾年借 ISOCELL Plus 和 ISOCELL 2.0 推出過不少高素質的旗艦傳感器，也有過一些綜合産品力較高的主流和入門産品。不久後的未來，三星的 ISOCELL 是有一定的可能性超越索尼的 Exmor，成為如今 CMOS 圖像傳感器龍頭的。

畢竟三星在半導體的優勢不可忽略，前段時間甚至有消息稱三星将會讓出部分 DRAM 晶圓産線以支持 CMOS 圖像傳感器的生産，争取在 2025 年做到第一的水平；再加上價格優勢，三星其實已經從索尼這邊搶走了不少訂單，而未來索尼會以何種姿态應對呢？值得我們拭目以待。

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