荣耀和豪威的LOFIC技术是什么?如何提升图像传感器性能?

荣耀

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金ta哼

2026-01-26 03:35

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荣耀与豪威的LOFIC技术相当有趣,值得关注。横向溢出集成式电容(LOFIC)是一种通过提升单像素井容量,从而实现更高动态范围的技术。它能够有效捕捉更多光线信息,在影像传感器领域具有重要意义。为提升单像素容量,索尼采用双层晶体管方案,豪威科技则另辟蹊径,两者技术路线不同。更有趣的是国产供应链,甚至是特殊工艺代工体系的演变发展。井容表示像素背后可容纳的电子数量。荣耀此次的LOFIC技术,将单像素井容提升至全幅级别。手机图像传感器基于光电效应:光照射传感器,产生电子。通过统计电子数量,确定像素的明暗程度。这是成像的核心原理。单个像素越小,能容纳的电子越少,动态范围受限,这就是相机领域底大一级压死人的理论依据之一。手机单像素容量一般为4000-6000e-,而全幅相机通常可达35000-40000e-。 [1]理论上的动态范围相差约两档半(40000/6000)。以DXOMark测试为例,索尼RX100M4采用一英寸传感器,动态范围为12.4EV;索尼A7M4则搭载全画幅传感器,动态范围达到14.7EV,表现更优。这体现了传感器尺寸对动态范围的重要影响。与理论值基本一致。荣耀在科普中指出,从技术原理和动态范围的理论值计算来看,基本达到这一水平。单像素容量提升近9倍,约3档稍多。OV50K为1/1.3英寸,原生动态范围比RX100M3小一档左右。

井满意味着像素溢出,照片上会呈现一片白色或细节缺失的现象。例如,上图中小灯部分过度曝光,细节缺失;暗部则曝光不足,使照片整体信息量不足。因此,图像传感器的动态范围,即能记录的明暗范围,受限于传感器的井容。手机厂商采用多帧合成方案,调节快门与感光度,控制进光和曝光,拍摄多张不同曝光的照片,合成明暗细节。汽车尤其是自动驾驶,不像手机拍照可后期合成,需即时判断前方物体,单帧处理至关重要。过曝尤其可能导致灾难性后果。比如进出隧道或夜间信号灯,明亮区域易过曝,甚至红绿灯可能变成一片白光。

其他HDR方案依赖交织像素排列,易因车速快产生伪影,不适合自动驾驶。

索尼
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因此,LOFIC技术首先在汽车领域得到应用。不过,车与手机不同,它对功耗不太敏感。这使得OV50K的LOFIC技术难以直接从汽车领域移植到手机领域,否则可能引发温度迅速升高,不仅增加传感器热噪声,还会导致手机耗电加快和散热性能不足的问题。自被韦尔股份收购以来,豪威科技逐步将代工体系转移至国内。他们家原先主要依赖台积电代工,前两年芯片短缺时,大幅增加了中芯国际和华虹的产能合作。其间经历了诸多磨合与努力。国内晶圆代工厂特殊工艺平台尚不完善,虽有一定经验,但大规模生产大尺寸图像传感器仍显经验不足。当年作为美资企业时,豪威科技在苹果将图像传感器芯片供应商从自己换成索尼后,决定与武汉新芯合作,共同研发背照式技术,力求突破创新,提升竞争力。LOFIC技术代表着单像素架构的变革。每个像素的数字层部分,需构建容量为现有八倍的电容结构。要满足手机端低功耗要求,需确定电压、电路、材料与工艺的具体方案。将这套电路集成到单个像素中,尺寸小于1微米。这套技术需要豪威科技与中芯、华虹逐步打磨。这套产品大概率采用22nm以上成熟制程制造,但需要大量特殊工艺加持。

看,已经磨好了,果然不出所料。荣耀表现还不错,值得肯定。近两年,与国内众多供应链企业合作,成功实现多项技术产业化,逐渐展现出行业领头羊的姿态。

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