数字成像和图像传感器的发展史

Forza Silicon 将独特的工程设计、不断的创新和定制的 CMOS 图像传感器专业知识相结合。客户期盼我们帮助他们将其最具创新性的产品概念化为现实。我们的历史可以追溯到 CMOS 图像传感器开发的开始。我们为与我们合作的合作伙伴以及我们协助开发的突破性产品感到自豪。而现在，我们期待着一个令人振奋的未来。

早期的摄影：胶片

Plane Image胶片，尤其是柯达胶片，在摄影的早期阶段占据了主导地位。1880 年代，乔治·伊士曼（George Eastman）创立了柯达（Kodak），让“普通人”也能进行“摄影”。摄影几乎吸引了地球上的每一个人，并且当时还创造了各式各样的相机 - Brownies、一次性相机，到哈苏（Hasselblad）和徕卡（Leica）。

只要看一看 70 年前 Kodachrome 影像中捕获的炫丽色彩（比如这个波音图像）就不难得出这个不争的结论：胶片是存储图像的近乎完美的介质。然而，数码摄影的便利性、灵活性、即时性和较低的成本，迫使 Kodachrome 于 2009 年结束生产。

MOS 的开始

MOS Tube在 1960 年代后期，对金属氧化物半导体（MOS）体系结构进行了试验，以此作为新型成像设备的基础。这些演变为大型的二维（2D）硅阵列，而来自透镜的光就聚焦在该阵列上。光子敲击硅阵列中的电子，由电子电路读取，然后传输到另一个位置重建图像。所期盼的结果是以该设备取代 Vidicon 管等真空管成像设备。然而早期的 MOS 工艺变化太大，因此无法创建有用的成像表面。

CCD 和第一台数码相机

CCD Sensor

史蒂文·萨森（Steven Sasson）的第一台数码相机 大约在同一时间，AT＆T 贝尔实验室（Bell Labs）的乔治·史密斯（George Smith）和威拉德·博伊尔（Willard Boyle）于 1969 年提出了电荷耦合器件（CCD），这是一种半导体存储概念，可轻松操纵硅结构中的电荷。同属 AT＆T 的 Michael Tompsett 发明了 CCD 图像传感器，该传感器首先展示了当今使用的电子摄像和摄影。第一台独立的数码相机（1975 年）要归功于柯达的一名工程师。史蒂文·萨森（Steven Sasson）使用 CCD 传感器以及柯达零件仓中的零件，制造了一个 8 磅重的设备，而该设备可提供 0.01 兆像素的黑白图像。


CMOS 图像传感器带来效率

到 1970 年代后期，互补金属氧化物半导体（CMOS）体系结构已成为所有类型的逻辑电路的首选，尤其是复杂的微处理器和存储设备。意识到这一潜力，位于加利福尼亚州帕萨迪纳市的 NASA 喷气推进实验室（JPL）于 1990 年代初开始进行研究，目的是将 CMOS 用作成像设备的体系结构。

这个活动的主要参与者是埃里克·福苏姆（Eric Fossum）。通过将有源像素传感器（APS）技术（较早时已在 MOS 中初次尝试）与像素内电荷转移技术相结合，JPL 研究团队设想出能完全集成的成像设备，将读出电路和模数转换器集成在一种单片 CMOS 结构中。这是一个骄人的进展。相比之下，CCD 阵列则需要补充的 CMOS 芯片来收集、计数以及将电子传输到相机电路的其余部分。

Photobit 将新技术商业化

JPL 团队的成员萨布丽娜·凯梅尼（Sabrina Kemeny）于 1995 年离开 NASA 并在帕萨迪纳共同创立了 Photobit Corporation，以实现 CMOS 图像传感器的商业化。福苏姆和团队的另一成员巴马克·曼索里亚（Barmak Mansoorian） 在不久后加入了她的行列。他们快速确定了许多可行的应用，范围包括医学成像设备到网络摄像头。在接下来的几年中，数十家相机制造商开始转向数字成像。到了 2005 年，几乎所有相机制造商都已完全转型。有些还开发了自己的图像传感器。

Forza Silicon 公司的开始

CMOS 存储设备生产商美光科技（Micron Technology）收购了 Photobit，并将这家开创性公司的工作推向诸如手机相机之类的大批量、低成本应用。与此同时，对复杂应用的需求也在迅速增长。2001 年，两位重要的 Photobit 工程师 - 曼索里亚和丹尼尔·范·布勒科姆（Daniel Van Blerkom）共同创立了 Forza Silicon Corporation 以发展这些商机。该公司同样也坐落于帕萨迪纳的 CMOS 成像专业知识中心。



Forza 的广泛度和专业性塑造了成像世界

Camera Image 从那个时候起，Forza 一直专注于 CMOS 焦平面组件和复杂读出集成电路（ROIC）的最苛刻应用，也因此继续奠定技术的步伐。如今，Forza 图像传感器已成为强大的国防应用、先进的医疗系统、高度专业的电影工业相机、Ultra HD 广播摄影机（其中包括用于 NHK 8K 单元的 33 兆像素 CMOS 传感器，该单元于 2013 年在拉斯维加斯举行的消费电子展上首都亮相），以及其他令人兴奋的应用的核心组件。