影像是全人類的旺盛需求，我們的生活被手機(jī)攝像頭徹底改變了。極具活力的中國(guó)市場(chǎng)引領(lǐng)了手機(jī)攝像技術(shù)的發(fā)展。

　　表達(dá)門檻大大下降。一張圖片一個(gè)視頻勝過(guò)千言萬(wàn)語(yǔ)，一鍵即可分享。2012年4月19日，微信4.0版本推出了朋友圈功能。

　　這個(gè)世界真的有魔鏡。智能手機(jī)廠家在攝像頭上找到了讓年輕人追捧的”財(cái)富密碼“。

　　后攝從雙攝向多攝迅速，實(shí)現(xiàn)暗光（夜景）+防抖+廣角+HDR+虛化+長(zhǎng)焦+變焦+微距+3D深度相機(jī)等多種組合功能，還能實(shí)現(xiàn)光學(xué)變焦和和景深拍攝等。用于自拍的前攝也有雙攝了！

　　借助AI技術(shù)，美白瘦臉大眼瘦身長(zhǎng)腿，大老爺們甚至可以變裝為女人，也實(shí)現(xiàn)了智能場(chǎng)景拍攝和不知真假的“P月”。

　　圖注：小視頻里，阿純通過(guò)AI成為小美女

　　掃碼支付實(shí)現(xiàn)了“無(wú)紙支付”，普及到了即使最偏遠(yuǎn)的鄉(xiāng)間。我的錢包比臉還干凈，再找不到破開十元/百元后拿回一堆零鈔的快感了。

　　人類歷史上第一次有了通過(guò)手機(jī)直播的戰(zhàn)爭(zhēng)，影響了老百姓，反過(guò)來(lái)對(duì)戰(zhàn)爭(zhēng)又有影響。

　　今天講述的CMOS圖像傳感器（簡(jiǎn)稱CIS）芯片便是手機(jī)攝像頭成像技術(shù)的核心。

　　圖注：一顆CIS芯片

　　圖注：手機(jī)攝像頭模組CCM (Camera Compact Module)結(jié)構(gòu)(OPPO)

　　圖注：iPhone 14 Pro Max的攝像頭模組 (源:PBK REVIEWS)

　　值得驕傲的是，CIS誕生和發(fā)展的三十多年里，來(lái)自中國(guó)的科技工作者們前赴后繼，做出了最為關(guān)鍵的貢獻(xiàn)。這是一個(gè)很長(zhǎng)的故事，里面有矢志不渝的堅(jiān)守，有精誠(chéng)合作的團(tuán)隊(duì)，有驚心動(dòng)魄的瞬間，也有千載難逢的機(jī)緣。

　　故事發(fā)生在愛丁堡大學(xué)（1987-95年，東大訪問(wèn)學(xué)者王國(guó)裕和陸明瑩伉儷為最關(guān)鍵研發(fā)人員，VVL為意法ST收購(gòu)），在硅谷（1995年，上交大55屆洪筱英創(chuàng)辦豪威科技(Omnivision)，一些清華留學(xué)生合伙創(chuàng)業(yè)，為韋爾收購(gòu)），在西安（1995年，王國(guó)裕歸國(guó)創(chuàng)業(yè)，努力至今），在上海（格科微GalaxyCore趙立新、思特威SmartSens徐辰、芯視達(dá)CISTA杜崢等創(chuàng)業(yè)者們）......

　　CIS是一顆可以在中國(guó)大陸?yīng)毩l(fā)展的芯片，因?yàn)槎际腔诔墒熘瞥?區(qū)別于先進(jìn)制程)。2020年，國(guó)際分析機(jī)Yole曾指出，中國(guó)大陸或有希望首先在CIS領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)技術(shù)獨(dú)立。2021年，Yole繼續(xù)指出：China becomes an image sensor land。

　　如果按數(shù)量計(jì)算，中國(guó)大陸已經(jīng)排名第一。2020年，全球生產(chǎn)了70億顆CIS，，七成用于手機(jī)。2021年出貨13.億支智能手機(jī)，每支配多個(gè)攝像頭，大家調(diào)侃為“浴霸、蓮蓬頭、花灑、蜂窩煤、麻將牌”，還怕有“密集恐怖癥”，連兒童手表也沒被攝像頭放過(guò)。

　　圖注：網(wǎng)友調(diào)侃攝像頭是麻將牌

　　傳統(tǒng)光學(xué)巨頭和中國(guó)手機(jī)廠家合作。徠卡先后和華為、小米（首推上億像素）合作，OPPO旗下一加攜手哈蘇，蔡司從與諾基亞合作轉(zhuǎn)向和VIVO合作。他們主要是調(diào)校系統(tǒng)。

　　2020年，CIS市場(chǎng)總金額為207億美元，2021年為213億美元。

　　圖注: CIS份額（按金額算）（源：YOLE)

　　全文1.4萬(wàn)字，長(zhǎng)文慎入。

　　第一章、膠片相機(jī)從繁榮到?jīng)]落

　　肖像畫歷史久遠(yuǎn)，畫工毛延壽故意不畫出王昭君之美。

　　1839年8月19日法國(guó)畫家路易·達(dá)蓋爾發(fā)明了世界上第一臺(tái)真正的照相機(jī)。清末，照相機(jī)進(jìn)入了中國(guó)大地。

　　80年代，我們兄弟倆還在讀小學(xué)時(shí)，父親任教的九都山學(xué)校組織看岳陽(yáng)樓，這是我們第一次出遠(yuǎn)門，感受這“浩浩蕩蕩，橫無(wú)際涯“。有位小戴老師有相機(jī)（海鷗或鳳凰），還會(huì)暗室沖洗照片。少年的我甚是羨慕，也夢(mèng)想有個(gè)相機(jī)，但不知道“何年何月能得償所望”（星爺鹿鼎記臺(tái)詞）。

　　上世紀(jì)末參加工作后，我夢(mèng)想成真，買過(guò)國(guó)貨，也買過(guò)奧林巴斯。不過(guò)，膠卷相機(jī)的沒落也進(jìn)入了倒計(jì)時(shí)，有道是：夕陽(yáng)無(wú)限好，只是近黃昏。2003年的最高峰，全球賣出了近十億個(gè)膠卷，從此開始走下坡路，直到歸于塵埃。

　　如今，富士膠卷奇跡般成功地轉(zhuǎn)型醫(yī)療材料廠家，柯達(dá)膠卷在 2012 年申請(qǐng)破產(chǎn)重組，在新冠疫情中傳說(shuō)獲得美國(guó)政府貸款進(jìn)入制藥行業(yè)。柯達(dá)居然還是第一個(gè)發(fā)明數(shù)碼相機(jī)的廠家，令人不勝唏噓。

　　可以馬上出照片的“立拍得”還有一些市場(chǎng)，但因?yàn)檎掌焚|(zhì)不高，也就和玩具無(wú)異了。

　　第二章：美國(guó)發(fā)明CCD和數(shù)碼相機(jī)，日本發(fā)揚(yáng)光大

　　1、貝爾實(shí)驗(yàn)室發(fā)明CCD，獲得諾貝爾獎(jiǎng)

　　1948年，貝爾實(shí)驗(yàn)室(現(xiàn)Nokia Bell Labs)發(fā)明了晶體管。1954年，東通工（索尼前身）學(xué)習(xí)到該技術(shù)，并在收音機(jī)上發(fā)揚(yáng)光大。這樣的故事在CCD上重演了。

　　1969年，貝爾實(shí)驗(yàn)室里發(fā)明了電荷耦合元件（Charge-coupled Device，簡(jiǎn)稱 CCD）的發(fā)明。CCD作為半導(dǎo)體固態(tài)圖像傳感器，是將“光”的信息轉(zhuǎn)換成“電”的信息的魔術(shù)師，實(shí)現(xiàn)了用電子捕獲光線（光可被電子化捕捉）。兩位美國(guó)科學(xué)家Willard S. Boyle和George E. Smith獲得了2009年度的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。

　　圖注：戴輝于諾基亞貝爾實(shí)驗(yàn)室拍攝的原始CCD芯片

　　2、美國(guó)柯達(dá)率先做出數(shù)碼相機(jī)

　　1973年，美國(guó)硅谷的Fairchild（仙童科技）制成了商用CCD圖像傳感器，標(biāo)志著CCD從實(shí)驗(yàn)室走向市場(chǎng)，進(jìn)入了實(shí)用階段。

　　圖注： 美國(guó)仙童科技第一枚商用CCD（1萬(wàn)像素）

　　1975 年，柯達(dá)公司的工程師史蒂文·塞尚（Steven Sasson）使用上述仙童公司（Fairchild）的CCD 元件以及柯達(dá)零件倉(cāng)中的零件，制造了一個(gè) 8 磅重的設(shè)備，而該設(shè)備可提供 1萬(wàn)像素的黑白圖像。這是第一部數(shù)碼相機(jī)，取代了只能使用傳統(tǒng)底片攝影的功能，開啟了影像產(chǎn)品的數(shù)字時(shí)代。遺憾的是，柯達(dá)擔(dān)心新技術(shù)會(huì)顛覆其強(qiáng)大的膠卷產(chǎn)業(yè)，技術(shù)跟進(jìn)不力。手握著一把好牌，打沒了。

　　圖注：柯達(dá)發(fā)明數(shù)碼相機(jī)

　　3、日本投入巨大，發(fā)揚(yáng)光大

　　1973年，索尼的越智成之實(shí)現(xiàn)用64像素畫了一個(gè)粗糙的“S”。曾任索尼的美國(guó)分社長(zhǎng)、時(shí)任索尼公司副社長(zhǎng)兼索尼中央研究所的所長(zhǎng)巖間慧眼識(shí)英雄。1973年11月，CCD立項(xiàng)，成立了以越智為中心的開發(fā)團(tuán)隊(duì)。巨大投入之后，1978年3月制造出了支持11萬(wàn)像素的芯片。1981年，索尼推出了馬維卡（MAVICA）相機(jī)，它成為全球第一臺(tái)向市場(chǎng)發(fā)布的數(shù)碼相機(jī)，其傳感器的像素達(dá)到28萬(wàn)左右。1985年1月，索尼誕生了第一臺(tái)CCD便攜式攝像機(jī)M8，這是當(dāng)時(shí)世界上重量最輕的只錄攝像機(jī)，重量不到1KG。真是漫漫長(zhǎng)途?。?/p>

　　日本的各大公司把握技術(shù)革新的時(shí)機(jī)，占領(lǐng)了數(shù)碼相機(jī)市場(chǎng)，創(chuàng)造出各種品牌數(shù)碼相機(jī)和攝影機(jī)。

　　CCD的生產(chǎn)工藝復(fù)雜，只有索尼、富士、柯達(dá)、飛利浦、松下和夏普６家廠商可以批量生產(chǎn)，基本上都在日本。索尼累計(jì)生產(chǎn)量超越1億片以上，以50％的市場(chǎng)占有率成為領(lǐng)導(dǎo)廠商。這個(gè)數(shù)字在當(dāng)年很了不起，因?yàn)閿?shù)碼相機(jī)的普及率并不高。

　　4、數(shù)碼相機(jī)和DV從繁華到?jīng)]落

　　進(jìn)入新世紀(jì)后，數(shù)碼相機(jī)浪潮興起了。我在2001年首次使用奧林巴斯數(shù)碼相機(jī)。之后購(gòu)入了索尼Cybershot，甚至還有了一幅獲獎(jiǎng)攝影作品。

　　2009年之前，先后購(gòu)入日本JVC的DV（磁帶存儲(chǔ)）、韓國(guó)三星DV（光盤存儲(chǔ)）及佳能單反，本準(zhǔn)備大展宏圖拍點(diǎn)傳世佳作，沒承想這卻成了最后的瘋狂。

　　技術(shù)的劇烈變革真是觸目驚心。2017年10月，尼康位于無(wú)錫的數(shù)碼相機(jī)工廠宣布關(guān)閉；2018年5月，奧林巴斯深圳工廠關(guān)閉；2022年1月，佳能位于珠海的相機(jī)工廠關(guān)閉。

　　值得一提的是，光學(xué)巨頭奧林巴斯業(yè)務(wù)目前的八成收入來(lái)自醫(yī)療設(shè)備（內(nèi)窺鏡），瘦死的駱駝比馬大。

　　現(xiàn)在的智能手機(jī)，拍照和拍視頻很方便，下至幼童上至花甲老人，都玩得很溜。我的DV和單反就一直在床底下蒙塵了，直到再也無(wú)法開機(jī)。

　　換個(gè)角度來(lái)看，被智能手機(jī)碾壓了的電子產(chǎn)品又何止只有它們？輝煌數(shù)十載的日本消費(fèi)電子品牌們從此沒落。

　　第三章：愛丁堡單片CIS開創(chuàng)了新時(shí)代，中國(guó)學(xué)者伉儷是主要設(shè)計(jì)者

　　1、為什么要發(fā)展CMOS技術(shù)

　　CMOS（互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體Complementary Metal Oxide Semiconductor）目前是世界上最主流的芯片技術(shù)路線，CPU、GPU、手機(jī)處理器等都廣泛采用這個(gè)工藝。CMOS工藝跟隨著摩爾定律發(fā)展，集成度越來(lái)越高（如7納米、5納米），功耗也越來(lái)越低，也可做模數(shù)混合。

　　單片集成是CMOS圖像傳感器最牛逼的地方。圖像傳感與圖像采集、模數(shù)轉(zhuǎn)換、信號(hào)處理等后續(xù)功能集成實(shí)現(xiàn)在單顆芯片上（片上系統(tǒng)SoC），因此數(shù)碼鏡頭可以做得體積小、功耗低、成像快、價(jià)格便宜。上億像素的手機(jī)已經(jīng)比比皆是，最近看到居然有兩億像素了。

　　圖注：CCD則輸出模擬信號(hào)供后續(xù)處理，CMOS傳感器可直接輸出處理后的數(shù)據(jù)（源：COVENTOR）

　　圖注：CMOS圖像傳感器單片集成電路（ASIC）示意圖

　　隨著機(jī)器視覺系統(tǒng)從傳統(tǒng)板級(jí)式向小型智能系統(tǒng)的發(fā)展，CMOS圖像傳感器（簡(jiǎn)稱CIS）替代了CCD成了最后的大贏家。

　　早在2006年，曾在索尼從事研發(fā)工作的米本和也在所著《CCD／CMOS圖像傳感器基礎(chǔ)與應(yīng)用》一書的引言中寫得很清楚：到 90 年代初，CCD 技術(shù)已比較成熟，得到非常廣泛的應(yīng)用。但是隨著 CCD 應(yīng)用范圍的擴(kuò)大，其缺點(diǎn)逐漸暴露出來(lái)。首先，CCD 技術(shù)芯片技術(shù)工藝復(fù)雜，不能與標(biāo)準(zhǔn)工藝兼容。其次，CCD 技術(shù)芯片需要的功耗大，因此 CCD 技術(shù)芯片價(jià)格昂貴且使用不便。目前，最引人注目，最有發(fā)展?jié)摿Φ氖遣捎脴?biāo)準(zhǔn)的CMOS技術(shù)來(lái)生產(chǎn)圖像傳感器，即 CMOS 圖像傳感器。CMOS 圖像傳感器芯片采用了 CMOS 工藝，可將圖像采集單元和信號(hào)處理單元集成到同一塊芯片上。由于具有上述特點(diǎn)，它適合大規(guī)模批量生產(chǎn)，適用于要求小尺寸、低價(jià)格、攝像質(zhì)量無(wú)過(guò)高要求的應(yīng)用，如保安用小型和微型相機(jī)、手機(jī)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)視頻會(huì)議系統(tǒng)、無(wú)線手持式視頻會(huì)議系統(tǒng)、條形碼掃描器、傳真機(jī)、玩具、生物顯微計(jì)數(shù)、某些車用攝像系統(tǒng)等大量商用領(lǐng)域。20 世紀(jì) 80 年代，英國(guó)愛丁堡大學(xué)成功地制造出了世界上第一塊單片 CMOS 圖像傳感器件（備注：ASIC IMAGE SENSOR）。目前，CMOS 圖像傳感器正在得到廣泛的應(yīng)用，具有很強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力和廣闊的發(fā)展前景。

　　圖注：圖像傳感發(fā)展歷程中1990年愛丁堡單片ASIC是關(guān)鍵轉(zhuǎn)折

　　從CCD圖像傳感器到CMOS圖像傳感器（CIS）的關(guān)鍵一跳感覺好像不遠(yuǎn)，但其實(shí)并不容易，正如那金沙江（長(zhǎng)江上游）的虎跳峽。我曾在那里徒步幾日，若不小心，就可能掉下懸崖。

　　2、愛丁堡大學(xué)開辟CIS新時(shí)代，榮獲蘭克獎(jiǎng)

　　20世紀(jì)80年代末，數(shù)碼相機(jī)高達(dá)數(shù)千美元一臺(tái)，日本電子業(yè)雄霸天下。歐美想逆襲，唯有圖謀“彎道超車”。

　　1989 年，英國(guó)愛丁堡大學(xué)的Peter Denyer教授、David Renshaw博士，和當(dāng)時(shí)在愛丁堡大學(xué)做科研的王國(guó)裕和陸明瑩聯(lián)袂發(fā)表了一篇論文，報(bào)道了CMOS 圖像傳感器（CIS）的工作。1990年底，芯片流片成功，隨后成功演示了世界上第一臺(tái)單芯片 CMOS 攝像機(jī)，從此開創(chuàng)了一個(gè)新世界。

　　圖注：愛丁堡大學(xué)網(wǎng)（css.eng.ed.ac.uk/history）

　　愛丁堡大學(xué)之后，才有了后來(lái)美國(guó)、日本、中國(guó)跟進(jìn)的研究和產(chǎn)業(yè)行為。

　　2008年2月4日舉行的蘭克獎(jiǎng)（Rank Prize）頒獎(jiǎng)儀式上，四位科研人員因?yàn)镃MOS圖像傳感器上的重大貢獻(xiàn)而獲此殊榮。

　　圖注：左二王國(guó)裕、左三、陸明瑩、右三Peter Denyer、右二David Renshaw

　　The Rank Prize是面向世界的光電子和生命科學(xué)領(lǐng)域的頂級(jí)的科學(xué)獎(jiǎng)，雜交水稻之父袁隆平和光纖通信之父高錕先生曾獲得。

　　3、王國(guó)裕和陸明瑩的國(guó)內(nèi)學(xué)習(xí)和工作生涯

　　科技老兵戴輝輾轉(zhuǎn)聯(lián)系上了王國(guó)裕教授，了解到了一個(gè)LONG STORY，請(qǐng)聽我細(xì)細(xì)講起。

　　王國(guó)裕于77年冬天恢復(fù)高考后以優(yōu)異成績(jī)從泰州（當(dāng)時(shí)還屬于揚(yáng)州）考入東南大學(xué)（注：1988年以前名為南京工學(xué)院）電子工程系半導(dǎo)體與集成電路設(shè)計(jì)與制造專業(yè)（63771班），他的嫡親兄長(zhǎng)于WG前考上了清華大學(xué)電機(jī)系。陸明瑩于南京同期考入，她的父親是畢業(yè)于原民國(guó)中央大學(xué)和密歇根大學(xué)的陸鐘祚教授，抗戰(zhàn)期間，陸鐘祚研制并生產(chǎn)的3000瓦歸航機(jī)和參與研制并生產(chǎn)的400瓦地－空對(duì)講機(jī)均成功地用于中國(guó)空軍的對(duì)日作戰(zhàn)。

　　出生于同年同月（1954年5月）的他們?nèi)雽W(xué)時(shí)已然24歲了，兩人因成績(jī)并駕齊驅(qū)而”惺惺相惜“，發(fā)展出”地下戀情“。1982年畢業(yè)之后，王國(guó)裕以優(yōu)異成績(jī)考上了清華大學(xué)微電子所的研究生，陸明瑩則在東大繼續(xù)讀研。期間在陸家舉行了簡(jiǎn)單的婚禮，證婚人是錢鐘韓（錢鐘書堂兄弟）。

　　84年，雙雙在東大任青年教師。緊隨世界潮流，他們是國(guó)內(nèi)最早一批使用EDA進(jìn)行集成電路正向設(shè)計(jì)仿真和推廣的科研工作者，王國(guó)裕還應(yīng)邀赴908項(xiàng)目之無(wú)錫華晶集團(tuán)做學(xué)術(shù)報(bào)告。1988年，東南大學(xué)出版社出版了他們所著的《SPICE-II通用電路分析程序使用方法及其應(yīng)用》，這是國(guó)內(nèi)第一部系統(tǒng)介紹EDA應(yīng)用的書籍，影響了一代芯片設(shè)計(jì)人。

　　改革開放后，中國(guó)半導(dǎo)體科研界一步到位和國(guó)際接軌。王國(guó)裕在東大的本科畢業(yè)設(shè)計(jì)就是一顆成功工作的小規(guī)模集成電路。研究生就讀的清華大學(xué)微電子學(xué)研究所里有一條集成電路工藝線。王國(guó)裕采用SPICE進(jìn)行正向設(shè)計(jì)和仿真，并流片得到了運(yùn)算放大器樣品，將“紙上談兵”變成了完整的實(shí)踐，后來(lái)發(fā)表了論文《MOS模擬集成電路的噪聲分析和低噪聲設(shè)計(jì)》，老師則有南德恒、李志堅(jiān)、楊之廉等教授。

　　特別值得一提的是，王國(guó)裕在東大和清華，還有特別威水的地方，那就是各創(chuàng)立了一支管弦樂(lè)隊(duì)，并擔(dān)任指揮。

　　插敘一下，科技老兵戴輝曾經(jīng)也是文藝積極分子，在中山大學(xué)擔(dān)任研究生藝術(shù)團(tuán)團(tuán)長(zhǎng)（兼跑龍?zhí)祝?，還去華南理工演出過(guò)。

　　4、中國(guó)伉儷加盟愛丁堡團(tuán)隊(duì)，選擇CIS方向奮斗

　　在教育部“中英獎(jiǎng)學(xué)金計(jì)劃”安排下，王國(guó)裕得以在87年11月作為東大訪問(wèn)學(xué)者來(lái)到了愛丁堡大學(xué)。加盟的團(tuán)隊(duì)有兩位學(xué)術(shù)領(lǐng)頭人，大老板Peter Denyer教授和二老板David Renshaw博士。訪問(wèn)學(xué)者沒有什么具體任務(wù)，比較自由。王國(guó)裕把所有課題捋了一遍，選擇了CMOS 圖像傳感器件的項(xiàng)目。這是一個(gè)探索性的課題，做過(guò)一些零星的研究，但尚未有任何進(jìn)展和結(jié)論。據(jù)說(shuō)日立嘗試用CMOS工藝來(lái)做但未能做不出來(lái)，以至于有一種結(jié)論是CMOS工藝不適合做成像器件，必須采用CCD工藝來(lái)做。王國(guó)裕接手后，一個(gè)一個(gè)問(wèn)題進(jìn)行分析和實(shí)驗(yàn)，感覺有希望突破，這讓大家都興奮不已。1989年，陸明瑩作為東大訪問(wèn)學(xué)者也來(lái)到了這里。

　　這個(gè)芯片極具挑戰(zhàn)性，設(shè)計(jì)過(guò)程是千難萬(wàn)難，團(tuán)隊(duì)四個(gè)人三天兩頭在一起討論。四個(gè)人是天作之合，再難的問(wèn)題通過(guò)討論總有解決方案。這樣的組合和互補(bǔ)作用工作起來(lái)特別順暢，是一次難得的團(tuán)隊(duì)協(xié)作。大老板掛帥，經(jīng)常提出有見地的意見，在需要權(quán)衡取舍的時(shí)候，往往是他一錘定音。二老板是黏合劑和預(yù)備隊(duì)。在設(shè)計(jì)曝光控制電路時(shí)，一度曾卡住，王國(guó)裕和二老板苦思冥想數(shù)日，一天早晨不約而同地提出解決方案，思路居然一致，所畫的電路草圖也雷同，真有點(diǎn)不可思議，那天大家都異常興奮，喜悅難以言表。王國(guó)裕是芯片主設(shè)計(jì)，承擔(dān)了芯片主要部分如成像陣列和片上放大器的設(shè)計(jì)，提高放大性能是最關(guān)鍵的任務(wù)。王國(guó)裕有著特殊的藝術(shù)感覺和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度，在東大打下的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)和在清華使用SPICE的經(jīng)驗(yàn)，都起了很大的作用。數(shù)字控制和全電視信號(hào)產(chǎn)生部分則是陸明瑩完成的，她在算法方面有豐富經(jīng)驗(yàn)，之前設(shè)計(jì)電子琴芯片的經(jīng)驗(yàn)和技巧也派上了大用場(chǎng)。

　　圖注：陸明瑩在愛丁堡實(shí)驗(yàn)室的工作場(chǎng)景

　　5、驚心動(dòng)魄的“搭橋手術(shù)”

　　王國(guó)?；貞浟诉@個(gè)故事。

　　“90年底是一個(gè)寒冷的冬季，第一個(gè)芯片終于流片回來(lái)了，初步測(cè)試一下居然沒有任何反應(yīng)，手掌對(duì)著芯片移動(dòng)，輸出波形卻紋絲不動(dòng)，就是說(shuō)這顆芯片是死的。

　　”對(duì)于大家熱切的期望，這無(wú)疑是當(dāng)頭一盆涼水，我把自己關(guān)在一個(gè)房間思考，終于想出來(lái)一個(gè)地方可能錯(cuò)了，某一信號(hào)可能反了。趕快打開工作站，找到這一部分版圖檢查，果然是也。問(wèn)題找到了，怎樣解決呢，總不至于再去流一次片吧，可否在芯片上修復(fù)？我們聯(lián)想到劍橋大學(xué)也許可以做這件事。東大的同學(xué)崔錚博士當(dāng)時(shí)在劍橋大學(xué)做訪問(wèn)學(xué)者，幾個(gè)月前我們?nèi)タ赐麜r(shí)閑聊到他們有一個(gè)新設(shè)備，可以做微小尺寸的割斷和搭橋，當(dāng)時(shí)并未在意，此刻在這個(gè)特殊情況下突然想起來(lái)，這是唯一的快速修復(fù)芯片錯(cuò)誤的辦法。當(dāng)即聯(lián)系崔錚，立即趕往劍橋，在火車上構(gòu)思了割斷和搭橋的方案，當(dāng)時(shí)并沒有成功案例可供參考，他們實(shí)驗(yàn)室之前沒有做過(guò)這樣的事情。他們很協(xié)助、很幫忙，先割斷錯(cuò)誤的電路連接，再搭橋?qū)嵤┱_的邏輯功能，相當(dāng)于對(duì)芯片做了一次“搭橋手術(shù)”。做完后在現(xiàn)場(chǎng)用示波器做了初步測(cè)試，那個(gè)波形隨著手掌的移動(dòng)又跳舞了，說(shuō)明芯片“活”了。暴風(fēng)雪中，我坐出租車下半夜回到愛丁堡，稍事休息，天亮便去學(xué)校。后面的測(cè)試便順風(fēng)順?biāo)?，一氣呵成，芯片測(cè)試板終于調(diào)出了清晰的視頻圖像，在顯示器終端上實(shí)時(shí)播放，這就構(gòu)成了最初的CMOS成像演示系統(tǒng)。

　　“就這樣，在這個(gè)寒冬，愛丁堡大學(xué)研究成功了黑白CMOS單片圖像傳感器，為256X256（約5萬(wàn)）像素，這是全球首創(chuàng)，引發(fā)了熱切關(guān)注，到實(shí)驗(yàn)室來(lái)觀看實(shí)驗(yàn)的人絡(luò)繹不絕?！?/p>

　　”

　　6、引發(fā)科研界與媒體劇烈反響

　　在巴黎舉行的歐洲學(xué)術(shù)會(huì)議Euro ASIC 91上，作為主設(shè)計(jì)師的年輕的中國(guó)學(xué)者王國(guó)裕上臺(tái)做了學(xué)術(shù)報(bào)告，首次報(bào)告了愛丁堡大學(xué)的重大技術(shù)突破：世界上第一個(gè)成功的單片CIS芯片，引起了代表們極大關(guān)注，該芯片榮獲了這個(gè)會(huì)議的“最佳電路獎(jiǎng)”。

　　圖注：第一顆CIS芯片、91年度的”最佳電路獎(jiǎng)“、媒體報(bào)道

　　媒體期待未來(lái)有20英鎊的數(shù)碼照相機(jī)，并認(rèn)為會(huì)沖擊日本電子產(chǎn)品，沒想到”一語(yǔ)成讖“。有關(guān)創(chuàng)新被后來(lái)所有的CMOS攝像芯片沿用和不斷更新，并申請(qǐng)了國(guó)際專利：“Solid State Image Device”。

　　無(wú)獨(dú)有偶，王國(guó)裕1991年9月撰寫的另一篇論文《芯片自動(dòng)曝光控制技術(shù)》獲歐洲集成電路年會(huì)（ESSCIRC 91）授予的“最佳論文獎(jiǎng)”。一個(gè)國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議一般只評(píng)選一篇獲獎(jiǎng)?wù)撐?，他們的論文連續(xù)兩次獲獎(jiǎng)，說(shuō)明了當(dāng)時(shí)學(xué)術(shù)界的高度評(píng)價(jià)。自動(dòng)曝光控制對(duì)CMOS成像芯片的廣泛應(yīng)用非常重要，是必須具備的一個(gè)功能，是他們首次實(shí)現(xiàn)并報(bào)告的，其技術(shù)上的實(shí)現(xiàn)亦有新意，把數(shù)字掃描與控制算法巧妙地結(jié)合起來(lái)，這個(gè)算法帶動(dòng)了后來(lái)的一系列控制功能的開發(fā)，如“白平衡”…. 最終我們看到了現(xiàn)在手機(jī)照相那么簡(jiǎn)便，有很多的編輯功能供用戶選用。

　　7、英國(guó)VVL公司大發(fā)展，中國(guó)人為核心研發(fā)人員

　　1990 年，在大學(xué)和風(fēng)險(xiǎn)投資的支持下，愛丁堡大學(xué)成立了大學(xué)衍生公司 VLSI Vision (VVL)，以銷售單芯片攝像機(jī)設(shè)備并開發(fā)基于該技術(shù)的一系列新型成像設(shè)備。

　　王國(guó)裕擔(dān)任了VVL公司的VLSI設(shè)計(jì)部經(jīng)理，1990-1994年間在英國(guó)共主持設(shè)計(jì)成功了8個(gè)攝像芯片。1993年3月，設(shè)計(jì)研發(fā)的“單片COMS攝像器件”獲蘇格蘭政府授予的“蘇格蘭政府獎(jiǎng)”，這是一顆彩色CMOS芯片（單片集成電路）。

　　為尋求晶圓廠代工伙伴的支持，他前往臺(tái)積電歐洲總部進(jìn)行匯報(bào)。之后臺(tái)積電啟動(dòng)了CIS項(xiàng)目。

　　東南大學(xué)校長(zhǎng)韋鈺訪問(wèn)了愛丁堡大學(xué)，和他們親切交流。韋鈺的導(dǎo)師就是陸鐘祚教授。韋校長(zhǎng)平易近人，94年我們班拍畢業(yè)照時(shí)，她已升任教育部副部長(zhǎng)。我們系是她創(chuàng)辦的，因此沾光，我們班畢業(yè)拍照時(shí)，她坐一排正中。

　　VVL成功上市，并于1998年為意法半導(dǎo)體（ST Microelectronics）所收購(gòu)，成立了該公司的新成像部門，以應(yīng)對(duì)新興的手機(jī)攝像頭大眾市場(chǎng)。

　　8、后注：CMOS成為主流的硅基芯片工藝的過(guò)程中，有挺多故事

　　1976年，中國(guó)臺(tái)灣工研院與美國(guó)RCA公司簽訂《CMOS集成電路技術(shù)移轉(zhuǎn)授權(quán)合約》，第一塊芯片是電子表芯片，從此開始了中國(guó)臺(tái)灣的芯片事業(yè)，以至于今天到達(dá)世界之巔。1981年，IBM定義PC規(guī)格采用的INTEL8086就是用CMOS工藝。1982年 IBM的“Cheetah”原本計(jì)劃使用Bipolar ECL（邏輯發(fā)射極耦合邏輯電路emitter coupled logic）工藝 ，在1984年采用了CMOS技術(shù)，IBM的POWER CPU系列也大發(fā)展。2006年底，銳迪科微電子推出采用中芯國(guó)際 RF CMOS 工藝的FM收音機(jī)集成芯片，模數(shù)混合，火爆一時(shí)，一度成山寨GSM手機(jī)標(biāo)配。2013-14年，卓勝微用臺(tái)積電的RF-CMOS工藝做GPS低噪放，也是從山寨機(jī)起家。ODM公司（如華勤）可以帶動(dòng)很多國(guó)產(chǎn)小芯片的驗(yàn)證應(yīng)用。

　　第四章、硅谷豪威受愛丁堡影響而創(chuàng)商業(yè)奇跡

　　1、豪威以愛丁堡的VVL公司為榜樣建立，目標(biāo)市場(chǎng)是“電腦眼”

　　1995年的硅谷，一片欣欣向榮。

　　移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)興起，PC產(chǎn)業(yè)迎來(lái)了高速發(fā)展的偉大動(dòng)力。1992年，美國(guó)總統(tǒng)候選人比爾·克林頓提出建設(shè)信息高速公路，1993年它成為美國(guó)政府的建設(shè)計(jì)劃。1995年，中國(guó)CERNET（中國(guó)教育科研網(wǎng)開通），我們作為最早的中國(guó)網(wǎng)民，在中大的實(shí)驗(yàn)室里用惠普PC興奮地上網(wǎng)沖浪，不小心連上了PLAYBOY。九十年代，以兼容PC為核心的電子產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，電腦城”攢機(jī)“是很多人共同的經(jīng)歷，來(lái)自中國(guó)臺(tái)灣的主板很有名。

　　美國(guó)硅谷和中國(guó)臺(tái)灣都涌現(xiàn)出了華人芯片創(chuàng)業(yè)潮。英偉達(dá)成立于93年做PC顯卡，MARVELL成立于95年，做硬盤控制芯片。世界十大設(shè)計(jì)企業(yè)之四的聯(lián)發(fā)科（MediaTek）、聯(lián)詠（Novatek）、瑞昱（Realtek）和奇景（Himax）也都是依賴中國(guó)臺(tái)灣的PC相關(guān)產(chǎn)業(yè)起家的。

　　洪筱英（上交大55屆）和吳日正（畢業(yè)自中國(guó)臺(tái)灣中原大學(xué)）從80年開始就是摩托羅拉芯片業(yè)務(wù)（飛思卡爾）的好同事。Raymond Wu要小17歲，一直稱Shaw Hong為“老板”。有一個(gè)說(shuō)法是：兩人相處的時(shí)間大概比許多夫妻在一起的時(shí)間都長(zhǎng)。

　　圖注：低調(diào)洪筱英在網(wǎng)上唯一的照片

　　95年，兩人結(jié)束了第一家聯(lián)手創(chuàng)辦的計(jì)算機(jī)應(yīng)用芯片組公司HK Technology。創(chuàng)業(yè)未成功，但他們并未喪氣，在思索著下一步，要能看到三五年之后的趨勢(shì)。此時(shí)無(wú)論是CPU（中央處理器）、存儲(chǔ)器，甚至是計(jì)算機(jī)周邊產(chǎn)品都在飛速地進(jìn)步，若計(jì)算機(jī)是一個(gè)“人”，那么“他”已是四肢健全，頭腦靈敏，但獨(dú)缺眼睛，它看不到外面的東西。沒錯(cuò)，技術(shù)高、成本低的影像感應(yīng)器單晶片便成了豪威要走的路，要讓產(chǎn)品有好的“眼睛”。創(chuàng)辦豪威時(shí)，最被質(zhì)疑的是：“市場(chǎng)在那里？”而他們的答案總是：“我們要?jiǎng)?chuàng)造市場(chǎng)（create market），而不是替代日系的CCD市場(chǎng)（replace market）。”

　　OmniVision豪威起家的股東就來(lái)自中國(guó)臺(tái)灣，陳大同介紹過(guò)這個(gè)故事：“入伙”之后，另一個(gè)Co-Founder，中國(guó)臺(tái)灣來(lái)美的 Raymond Wu（注：吳日正），悄悄向俺吐露了一個(gè)驚天秘密：公司的啟動(dòng)資金是他“連蒙帶騙”來(lái)的！當(dāng)時(shí)，全世界只有一家英國(guó)創(chuàng)業(yè)公司（VVL）在研發(fā)CIS。Raymond神通廣大，不知從哪兒拿到了他們的工程樣品，然后擦去公司印記， 就冒充成了俺們OV公司的“研發(fā)樣品”。這種“樣品” 當(dāng)然不敢在硅谷露面，于是，Raymond帶著它回到臺(tái)灣， 四處演示。最終，通過(guò)一個(gè)大學(xué)同學(xué)，認(rèn)識(shí)了和成陶瓷 HCG（衛(wèi)生陶瓷廠商）邱家的二少東，Stanley Chui。估計(jì) 人家也是馬桶做膩了，在Raymond的鼓動(dòng)下，想玩玩高科技，于是投資200萬(wàn)美元，成立了OmniVision。得知真相， 俺驚出一身冷汗，這上的是哪一條“賊船”呀！但上船容易下船難，還得硬著頭皮往下干。來(lái)自中國(guó)臺(tái)灣的富鑫、和通等科技創(chuàng)投基金、電腦品牌廠宏碁也陸續(xù)投資了豪威。華虹也進(jìn)行了投資。

　　2、中國(guó)留美學(xué)生們一起努力奮斗

　　豪威的工程師團(tuán)隊(duì)里面80%是華人，華人里面80%是留學(xué)生，團(tuán)隊(duì)創(chuàng)造性極強(qiáng)，干活非常玩命。清華大學(xué)微電子所畢業(yè)生陳大同作為聯(lián)合創(chuàng)始人加盟了這家公司，還有何新平、劉軍、楊洪利、董其等清華人加入。東大系留學(xué)生杜崢等人也加入了。第一件事情就是看論文。

　　單記章回憶：印象最深的就是在最后測(cè)試代碼的時(shí)候，公司創(chuàng)始人洪筱英先生就坐在我的身后，緊緊盯著電腦的屏幕，洪先生50多歲開始創(chuàng)業(yè)，跟我現(xiàn)在創(chuàng)業(yè)（注：黑芝麻）時(shí)的歲數(shù)相當(dāng)，身上的壓力很大，但我無(wú)暇感到緊張，因?yàn)橐坏╅_始做事，就會(huì)全神投入，最后看到結(jié)果順利，洪先生才終于松了一口氣。

　　96年開始，全球有二三十家公司進(jìn)入這個(gè)領(lǐng)域，不乏世界級(jí)芯片巨頭。

　　1997年，豪威推出首顆芯片（ASIC)，并開始用于電腦眼。

　　豪威科技成立5年后，盡管一直虧損，但還是于2000年登陸納斯達(dá)克，這就是美國(guó)資本市場(chǎng)的魅力。

　　圖注：作者戴輝于豪威LOGO前

　　3、2001年，京瓷采用OV6630

　　2001年，日本京瓷的手機(jī)照相機(jī)附件”the Treva“上，豪威OV6630 CIF芯片得到了應(yīng)用，11萬(wàn)像素。隨后，OV6630也進(jìn)入了京瓷照相手機(jī)。

　　圖注：照相機(jī)附件連接手機(jī)使用并存儲(chǔ)在手機(jī)里

　　2002年，豪威來(lái)到中國(guó)大陸，到上海松江建立模組廠，潔凈車間是食堂改造的，測(cè)試則是依靠人工。生產(chǎn)的模組最早是提供給摩托羅拉手機(jī)使用。

　　4、2009年，豪威進(jìn)入蘋果，圖片質(zhì)量接近數(shù)碼相機(jī)

　　從2007年喬布斯發(fā)布智能手機(jī)（采用美光2百萬(wàn)像素CIS）開始，蘋果就舉行年度攝影比賽。

　　2009年發(fā)布的iPhone 3GS采用 豪威的320萬(wàn)像素CIS，還有一個(gè)可以自動(dòng)聚焦的鏡頭。手機(jī)可以拍視頻啦，每秒30幀，VGA分辨率（640-by-480 resolution）。

　　2009年，豪威和臺(tái)積電合作的BSI（背面照度技術(shù)）制程產(chǎn)品成功量產(chǎn)，2010年獲得了iPhone 4采用。當(dāng)年發(fā)布的iPhone 4（采用豪威500萬(wàn)像素CIS）的畫質(zhì)相當(dāng)讓人感到滿意。記得深南大路上的一溜公交車站廣告牌都是美輪美奐的大幅照片，下面寫著：“Shot on iPhone”。還加入了前置攝像頭，啟用FaceTime視頻通話功能，這是一個(gè)蘋果自己的解決方案，而不是當(dāng)時(shí)的3G視頻通話標(biāo)準(zhǔn)。

　　圖注：iPhone 4的顯示和照相都不錯(cuò)

　　iPhone 4是一代神機(jī)，很多水客從香港帶貨到深圳。

　　豪威也一度最高拿下全球50％＋的份額，索尼僅7％。豪威也一躍成為了臺(tái)積電前十大客戶之一。

　　5、索尼和三星受刺激而異軍突起

　　CMOS的大火，讓索尼覺得死守CCD肯定不行了，于是也在CMOS芯片加大投入， 并進(jìn)入蘋果，應(yīng)用在iPhone 4s上，從此索尼崛起。索尼最后使用CCD的消費(fèi)電子產(chǎn)品是2010年推出的A390數(shù)碼單反。索尼在2017年3月前逐漸停產(chǎn)CCD傳感器，最后一次發(fā)貨時(shí)間為2020年。索尼將全部精力投入到CMOS圖像傳感器研發(fā)當(dāng)中，退居幕后成為CMOS圖像傳感器芯片巨頭，以至于每年的絕大部分利潤(rùn)皆來(lái)自這里。

　　三星憑借其手機(jī)和芯片制造的強(qiáng)大實(shí)力，其CIS也隨后迅速發(fā)展了起來(lái)。

　　第五章、1995年，王國(guó)裕歸國(guó)創(chuàng)業(yè)至今

　　花開兩朵，各表一枝。

　　1、王國(guó)裕來(lái)到西安創(chuàng)業(yè)做CIS，歸國(guó)創(chuàng)業(yè)先鋒

　　1995年初，王國(guó)裕歸國(guó)來(lái)到西安交通大學(xué)任教授，同時(shí)擔(dān)任西安開元微電子科技有限公司總經(jīng)理，董事長(zhǎng)則由開元集團(tuán)派任。他很可能是改革開放之后，最早從海外歸國(guó)創(chuàng)業(yè)設(shè)計(jì)芯片的人。

　　差不多時(shí)候歸國(guó)的魏少軍是王國(guó)裕在微電子所的同學(xué)，碩士畢業(yè)后于85年赴比利時(shí)從事芯片設(shè)計(jì)與科研。95年10月歸國(guó)加入電信科學(xué)技術(shù)研究院創(chuàng)立集成電路中心，從研發(fā)SIM卡出發(fā)，后成為大唐微電子。魏少軍目前是清華大學(xué)微電子所所長(zhǎng)。

　　1997年，王國(guó)裕領(lǐng)銜開發(fā)出512X512 彩色CMOS圖像傳感器，這個(gè)進(jìn)度和英國(guó)VVL同步，早于硅谷豪威。作為中國(guó)大陸第一個(gè)單片CIS，里程碑貢獻(xiàn)記錄進(jìn)入了中國(guó)集成電路編年史。

　　百度百科介紹，王國(guó)裕開發(fā)了國(guó)內(nèi)第一個(gè)單片CMOS攝像芯片、國(guó)際上第一個(gè)高分辨率CMOS攝像芯片（40萬(wàn)像素）、國(guó)內(nèi)第一個(gè)同時(shí)帶有全電視信號(hào)輸出和數(shù)字信號(hào)輸出的單片CMOS攝像芯片、國(guó)內(nèi)第一個(gè)單片CMOS彩色攝像芯片。并以單片CMOS攝像芯片為核心，開發(fā)出國(guó)內(nèi)第一個(gè)微型攝像頭（曾在公交車上大量使用）和國(guó)內(nèi)第一個(gè)電腦眼。

　　2000年，王國(guó)裕遇到了無(wú)法逾越的門檻。原有的計(jì)算機(jī)工作站和“指南針”EDA軟件由于2000年“時(shí)間窗”的問(wèn)題都不能正常工作了。此外，隨著集成電路工藝不斷進(jìn)展，美國(guó)公司的幾個(gè)主流EDA軟件已經(jīng)脫穎而出，原有的“指南針”EDA已經(jīng)落后。更新這些軟硬件需要數(shù)千萬(wàn)元。上海華虹（時(shí)任電子部部長(zhǎng)胡啟立兼任華虹集團(tuán)董事長(zhǎng)）愿接盤，但和母公司開元集團(tuán)沒有談攏。因研發(fā)難以為繼，王國(guó)裕不得不辭去開元微電子總經(jīng)理職務(wù)，專心西安交通大學(xué)的教學(xué)工作，為中國(guó)芯片事業(yè)培養(yǎng)學(xué)生?！伴_元”作為知名芯片品牌也后繼有人，西交大校友賈斌創(chuàng)立了開元通信研發(fā)濾波器等射頻器件。

　　當(dāng)年中國(guó)尚沒有對(duì)集成電路進(jìn)行大額風(fēng)險(xiǎn)投資的基金，而芯片又很燒錢，因此這樣的結(jié)局現(xiàn)在看來(lái)是難以避免的。

　　2、國(guó)家成立7個(gè)集成電路設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)化基地

　　在王國(guó)裕等先行之士的大力呼吁下，2001年12月29日科技部批準(zhǔn)在上海、北京、西安、無(wú)錫、成都、杭州、深圳7個(gè)城市批準(zhǔn)了國(guó)家集成電路設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)化基地。各基地建立具有一定基礎(chǔ)的IC設(shè)計(jì)技術(shù)服務(wù)平臺(tái)，包括EDA工具、MPW流片、IP開發(fā)和復(fù)用、測(cè)試驗(yàn)證、SoC設(shè)計(jì)服務(wù)、人才培養(yǎng)、創(chuàng)新應(yīng)用推廣等服務(wù)。

　　我聽過(guò)這段故事。深圳基地首任主任張克科（武大人）回憶：深圳是最晚批復(fù)但最先推出全方位服務(wù)的基地。深圳基地和當(dāng)年技術(shù)領(lǐng)先的香港科技園聯(lián)系，簽署了7（個(gè)基地）+1（香港）的戰(zhàn)略合作協(xié)議，周斌（東大）從深圳最早的獨(dú)立芯片企業(yè)國(guó)微調(diào)出來(lái)服務(wù)諸多設(shè)計(jì)企業(yè)。

　　3、重新出發(fā)做音視頻芯片，努力至今

　　就是在2003年，陸明瑩和王國(guó)裕自行出資創(chuàng)立西安西芯微電子有限公司，再次出發(fā)，研發(fā)DAB/DMB+多媒體音視頻芯片，06-07年曾大量英國(guó)電商Argos銷售，成為“一代拳王”（爆品）。

　　圖注：曾大量在英國(guó)電商Argos銷售的DAB收音機(jī)

　　2004年，他們一同來(lái)到重慶郵電大學(xué)，專注于芯片設(shè)計(jì)方法研究和創(chuàng)新技術(shù)。又是”十年磨一劍”，他們探索了一種全新的數(shù)字系統(tǒng)芯片設(shè)計(jì)方法，開發(fā)了又一重大原創(chuàng)基礎(chǔ)性技術(shù)，在世界上首次提出并定義DMB+。這個(gè)成果具備原始創(chuàng)新、核心技術(shù)、核心芯片和市場(chǎng)應(yīng)用前景等諸多產(chǎn)業(yè)要素，技術(shù)已成熟，亦已有成功示范應(yīng)用，正在和合作方一起做相關(guān)行業(yè)的規(guī)模推廣。他一直在努力。

　　第六章、2003年格科微創(chuàng)立，因山寨機(jī)而火爆

　　本世紀(jì)初，因?yàn)閲?guó)家鼓勵(lì)芯片設(shè)計(jì)行業(yè)的發(fā)展，有了一個(gè)海外歸國(guó)創(chuàng)業(yè)的小高潮。

　　1、趙立新從硅谷歸國(guó)，”忽悠“中學(xué)同學(xué)投資

　　趙立新是我所讀的南縣一中學(xué)長(zhǎng)，黃慈和、熊有廉是我們共同的老師。南縣是小地方，人和人之間沾親帶故，算起來(lái)我們還是遠(yuǎn)房親戚。1990年，我填寫大學(xué)志愿的時(shí)候，專程向他請(qǐng)教，當(dāng)時(shí)他正在他父親的作坊里干活打暑期工。也正是在那一年，他從清華本科畢業(yè)后進(jìn)入本校微電子所讀研究生，比王國(guó)裕（82年進(jìn)入）要晚8年。

　　趙立新在斯坦福大學(xué)圖書館了研究了500天，每天學(xué)習(xí)十幾個(gè)小時(shí)，看了很多論文，確定CIS是最合適的方向。每天結(jié)束時(shí)，會(huì)買一個(gè)冰淇淋犒勞自己。

　　2003年9月，趙立新從美國(guó)回來(lái)經(jīng)過(guò)深圳，從中學(xué)同班同學(xué)夏風(fēng)那里忽悠來(lái)了200萬(wàn)美元。趙立新肯定聽過(guò)豪威的故事，所以故意將芯片創(chuàng)業(yè)說(shuō)得很輕松，就像“喝蛋湯”（老家方言）一樣。

　　隨后，趙立新在上海集成電路基地所在的張江創(chuàng)立了格科微（GalaxyCore）做CIS，最初也是瞄準(zhǔn)了PC市場(chǎng)。

　　他遇到了一個(gè)好機(jī)遇。中芯國(guó)際想做CIS的代工，因此和格科微一起干，格科微提供技術(shù)，中芯國(guó)際出研發(fā)費(fèi)用。

　　2、為山寨機(jī)提供超高性價(jià)比產(chǎn)品

　　2006年，華強(qiáng)北GSM山寨機(jī)爆發(fā)，一些手機(jī)采用廉價(jià)的CMOS（互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體）技術(shù)提供內(nèi)置照相機(jī)，全世界無(wú)數(shù)老百姓有了人生的第一張數(shù)碼照片。

　　傳音手機(jī)針對(duì)非洲人黑皮膚拍照難這一問(wèn)題，專門研發(fā)了新的拍照算法，即使在晚上自拍，也不會(huì)出現(xiàn)看不清自己的情況。

　　2006年開始，山寨GSM手機(jī)市場(chǎng)爆發(fā)。格科微提供了超高性價(jià)比的芯片，最低可至10萬(wàn)像素，只有幾毛錢美金一顆，配合獨(dú)創(chuàng)的低價(jià)COM模組工藝，幾乎成了低價(jià)山寨機(jī)的標(biāo)配。

　　遠(yuǎn)在硅谷的豪威也注意到了這個(gè)機(jī)會(huì)，利用美國(guó)上市帶來(lái)的資金優(yōu)勢(shì)，給了同行一個(gè)“下馬威”。趙立新回憶：“當(dāng)時(shí)在深圳，他們（豪威）把自己庫(kù)存的產(chǎn)品按斤來(lái)賣！” 這個(gè)舉措搞得格科微賬上一度只剩下200元，后幸運(yùn)地獲得風(fēng)險(xiǎn)投資后渡過(guò)難關(guān)。

　　早年沒有自動(dòng)化夾具和AI視覺檢測(cè)手段，格科微招聘了很多年輕女工手工檢測(cè)成像質(zhì)量。同學(xué)黃誠(chéng)和陳伯友都去觀摩過(guò)，感慨于這“勞動(dòng)密集型”芯片測(cè)試工廠。后來(lái)在嘉興落成高度自動(dòng)化測(cè)試工廠。

　　3、CIS成為中芯國(guó)際和廣東粵芯的第一個(gè)海量產(chǎn)品

　　連續(xù)數(shù)年，格科微是中芯國(guó)際第一大客戶，CIS也成了中芯國(guó)際第一個(gè)海量產(chǎn)品。目前，如果按發(fā)貨量口徑算，格科微全球排第一，不過(guò)，如果按金額算，那就不同了。

　　后起之秀廣東粵芯一度七成產(chǎn)能是為格科微代工200萬(wàn)像素CIS。格科微也曾在華虹投片。格科微的BSI技術(shù)早期和三星聯(lián)合推出。

　　格科微上市后，在上海臨港建立了自己的12英寸晶圓廠，所謂”FAB-LITE“模式。

　　圖注：上海臨港滴水湖 作者戴輝攝

　　3、GSM是中國(guó)芯片急劇發(fā)展的最寶貴機(jī)緣

　　世界上做大了芯片產(chǎn)業(yè)的國(guó)家并沒有幾個(gè)，需要寶貴的機(jī)緣。

　　眾所周知，PC的ODM產(chǎn)業(yè)帶動(dòng)了中國(guó)臺(tái)灣的芯片設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)的崛起。

　　無(wú)獨(dú)有偶，中國(guó)大陸也遇到了偉大的契機(jī)——GSM。在04年，3G干死2G（正如2G干死大哥大）的說(shuō)法壓倒一切?？萍祭媳鬏x依據(jù)深刻理解，堅(jiān)持推廣GSM，孤身拓展出菲律賓馬尼拉整網(wǎng)替換項(xiàng)目，這是全球第一個(gè)超級(jí)大都市的替換項(xiàng)目。之后，全球GSM迅速發(fā)展，山寨GSM手機(jī)浪潮也隨之興起。ODM企業(yè)（如華勤、聞泰、龍旗等）大量生產(chǎn)公板（類似電腦），在導(dǎo)入和驗(yàn)證國(guó)內(nèi)芯片上起到了關(guān)鍵作用。

　　現(xiàn)在和未來(lái)，智能手機(jī)的爆發(fā)，進(jìn)一步帶動(dòng)了很多顆大陸芯片的蓬勃發(fā)展，并屹立于世界強(qiáng)手之林！

　　第七章、中國(guó)CIS產(chǎn)業(yè)生態(tài)群體崛起

　　1、CIS芯片群體崛起

　　2015年，豪威為中資以19億美元的現(xiàn)金價(jià)格收購(gòu)，2018-19年為韋爾科技所收購(gòu)，CEO虞仁榮和格科微趙立新是清華大學(xué)的同班同學(xué)。

　　思特威徐辰、芯視達(dá)杜崢都曾在豪威工作，都在國(guó)內(nèi)做CIS，服務(wù)手機(jī)、安防、汽車等領(lǐng)域。

　　圖注：芯視達(dá)CEO杜崢和作者戴輝

　　2、供應(yīng)鏈群體崛起

　　晶圓制造上，CIS采用的都是成熟制程，并不是常規(guī)意義上的先進(jìn)制程（14納米以內(nèi)），因此在中國(guó)大陸完全可以量產(chǎn)。CIS以前是0.8微米（800納米）線寬做的，后來(lái)是0.5、0.3、0.18微米、90納米線寬，格科微報(bào)道稱基于55nm的工藝平臺(tái)已進(jìn)入量產(chǎn)狀態(tài)，索尼和豪威則有報(bào)道稱最多采用45納米和55納米等制程工藝。有報(bào)道稱，三星的堆棧式結(jié)構(gòu)中，上層傳感器主要采用65納米制程，下層邏輯電路則采用28納米和65納米。CIS有“前照式（FSI）”、“背照式（BSI）”、“堆棧式Stacked BSI”等不同種類。

　　封裝上，普遍采用了WLCSP先進(jìn)封裝工藝，大陸封裝企業(yè)紛紛上了檔次！

　　內(nèi)置的攝像頭模組（CCM）大部分都是在中國(guó)制造的。三星本來(lái)轉(zhuǎn)移到了越南，現(xiàn)又將很多訂單交給國(guó)內(nèi)的ODM公司（如華勤）。

　　誰(shuí)笑到最后，誰(shuí)笑得最好！

　　3、CIS在專業(yè)場(chǎng)景大量應(yīng)用

　　CMOS圖像傳感器（CIS）在汽車智能駕駛、安防（視頻監(jiān)控，包括家居安防）、醫(yī)療（如腸胃鏡）、工業(yè)（如機(jī)器視覺和機(jī)器人）、宇航（如望遠(yuǎn)鏡）、無(wú)人機(jī)航拍、遠(yuǎn)程教育等眾多領(lǐng)域獲得了很多應(yīng)用。

　　工業(yè)領(lǐng)域的機(jī)器視覺應(yīng)用非常廣。

　　明銳理想的AOI（自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)）設(shè)備本質(zhì)上是一個(gè)直角坐標(biāo)機(jī)器人，基于工業(yè)相機(jī)在高速運(yùn)動(dòng)下拍下很多照片，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)芯片封裝、CMOS攝像頭模組（CCM）、智能手機(jī)電路板一條龍的自動(dòng)視覺檢測(cè)。還有響亮的SLOGON：“明于心，銳于眼”。

　　CEO冀運(yùn)景告訴我，最近幾年，采用CMOS傳感技術(shù)的高性能工業(yè)相機(jī)已經(jīng)是絕對(duì)主流了，處理速度非常快，成像質(zhì)量也令人滿意。速度是關(guān)鍵：With CCD sensors (left) the charge is shifted pixel by pixel, in the CMOS sensor the charge of each pixel is directly converted to a voltage and read – making it noticeably faster.

　　圖注：CMOS的成像速度比CCD快很多（源：BASLER）

　　醫(yī)學(xué)檢測(cè)也廣泛使用。

　　去年，我在長(zhǎng)沙做腸鏡檢查和割息肉，我因?yàn)槭菍W(xué)醫(yī)電（BME）出身，所以沒有打麻藥，饒有趣味地看著屏幕里的”曲徑通幽“。如今我也是文人，也想能和寫”屎尿屁“的賈淺淺一樣地火，所以直接上”干貨“！

　　圖注：腸鏡檢查圖 作者戴輝攝

　　作者戴輝：獨(dú)立電子科技史研究者，文章累計(jì)閱讀量上億，已出版《華為通信科技史話》（人民郵電出版社），將出版《中國(guó)電子和芯片史話》。

　　參考資料：

　　CMOS Image Sensors (CIS): Past, Present & Future  by Sofiane Guissi  https://www.coventor.com

　　The Development of CMOS Image Sensors https://www.azom.com/

　　手機(jī)攝像頭持續(xù)創(chuàng)新，多方位支撐技術(shù)升級(jí) 劉億

　　CCD/CMOS圖像傳感器基礎(chǔ)與應(yīng)用〔日〕米本和也著

　　攝影知識(shí)必備！圖像傳感器百年發(fā)展史 與光

　　數(shù)字成像和圖像傳感器的發(fā)展史 FORZA

　　Inside the Nobel Prize: How a CCD Works https://www.wired.com/

　　CMOS浮沉：從雙雄纏斗到國(guó)產(chǎn)替代 李健華

　　豪威創(chuàng)造「計(jì)算機(jī)之眼」出頭天 P.90

　　這家在興柜8年IC設(shè)計(jì)公司終于要上市 為何最高興的是黃崇仁？信傳媒

　　上海灘無(wú)線和芯片30年史｜老兵戴輝

　　索尼CMOS圖像傳感器十年奮斗史 上方文Q

　　謝幕！奧林巴斯84年的相機(jī)歷史終結(jié) 托尼

　　數(shù)字?jǐn)z影半世紀(jì)：像素改變世界 守候微光

　　三星高端CIS產(chǎn)能吃緊 華米OV集體焦慮 張軼群

　　被手機(jī)攝像頭改變的世界 衛(wèi)夕指北

　　中國(guó)CIS兵團(tuán)的崛起 李晨光

　　芯人物：趙立新、陳大同、單記章

　　對(duì)戰(zhàn)卡片機(jī) iPhone4背照式CMOS功能揭秘 太平洋電腦網(wǎng)

　　王國(guó)裕：芯片世界寫精彩  清華大學(xué)官網(wǎng)

　　東大校友科研伉儷喜獲英國(guó)頂級(jí)科學(xué)獎(jiǎng) 東南大學(xué)官網(wǎng)

　　蘭克獎(jiǎng)得主王國(guó)裕談原始創(chuàng)新 武夷山的科學(xué)網(wǎng)博客

　　陸明瑩的科學(xué)和技術(shù)貢獻(xiàn) 王國(guó)裕

　　CMOS圖像傳感器芯片的一段往事，有感人愛情 | 科技老兵戴輝

　　王國(guó)裕 百度百科

　　參考文獻(xiàn)眾多，如有遺漏不全，致歉

（文章略有刪減）

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