銅互連與全局快門
在推進Exmor R的同時,索尼默默將傳感器工藝從鋁互連升級到銅互連。在1997年,IBM發布了首款采用銅互連工藝的芯片PowerPC 750。與鋁線相比,銅線的導電電阻大約低40%,讓芯片運行速度提高15%,可靠性提高了100倍,尺寸可以做得更小,為芯片增加互連層數提供了可能。可是銅原子能夠在芯片的絕緣層中漂浮,還可能改變硅的電氣屬性,破壞設備運轉。為此IBM采用鎢觸點、襯墊等一系列創新技術將銅從硅中隔離處理,防止了這些負面影響。
可直到A7RII發布,索尼(相機部門)才宣傳采用了銅互連工藝,這點讓人感到非常奇怪。早在2012年尼康發布的D600全副單反相機就采用了IMX128,該傳感器能14bit下全像素實現6.9fps速度,相對D3X上的IMX028有了質的提升,這正是銅互連工藝帶來的變化,而且電影級攝像機F55、F65的CIS能實現高速讀取與銅互連也脫不了關系。估計在A7RII身上宣傳銅互連工藝是對索尼對NX1的一個回應。
(A7RII傳感器結構示意圖)
在相機領域第一次聽到全局快門(Global Shutter)一詞得追溯到尼康2011年發布的尼康1系列微單相機,該系列相機采用Aptina(現被ON Semiconductor收購)出品的1英寸、10MP傳感器,全像素連拍速度達到了60fps,記錄至今未有一臺相機能打破。
(Nikon1 V1上的CIS)
全局快門屬于電子快門一種形式,在它出現前CIS采用的是卷簾快門(Rolling shutter)),傳感器上的像素(光電二極管)逐行曝光、傳輸,在拍攝高速運動會形成“傾斜”、“搖擺不定”、“變形”的現象,也就是常說的果凍效應。全局快門為了解決此問題,在像素下部增加存儲單元,在曝光時所有像素同時曝光并將信息保存到對應的存儲單元之中,即使采用逐行傳輸方式也不會帶來果凍效應。
索尼最早采用全局快門的產品是2012年推出的電影級攝像機F55,上面搭載了一塊Super35格式、11.6MP傳感器,拍攝4K視頻可達60fps。在F55推出的很長一段時間內,索尼再沒采用全局快門的貨架CIS銷售,也沒有新的相機、攝像機采用該技術,直到去年工業用傳感器IMX250LLR/LQR、IMX252LLR/LQR等產品出現,此時索尼為全局快門起了一個“東方神秘色彩”的名字Pregius。不過在2015年里采用全局快門CIS均是Exmor級別傳感器,未能與BSI結合,更是局限于小尺寸、低像素產品。