[分享] CCD vs. CMOS影像感測器優勢比較

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CCD vs. CMOS影像感測器優勢比較
  
  CCD影像感測器運用高度專業化的工藝製造，要在晶片上增加圖像處理電
路就變得非常困難，相較之下，CMOS影像感測器利用大多數半導體晶片運
用的CMOS製程；所以，廠商可以方便地增加數位或類比電路、縮小面積，
同時與周邊晶片組整合並可發展成單晶片（ SoC）。CMOS影像感測器並具
有低耗電量的特性，唯獨其靈敏度與動態範圍較差，低照度下易產生雜訊
。 CCD影像感測器至今已經量產超過25年，技術十分成熟，影像品質良好
，但由於必須發展特殊的製程技術，以確保高畫素的良率及高電荷傳輸效
率，所以 CCD的製造需累積相當的經驗，製造商也必須各自發展其特有的
製程技術，因而形成市場由少數廠商所壟斷的局面，關鍵技術均掌控於歐
美、日等大廠手中，其中日本廠商更長期壟斷 CCD市場多年，全球出貨量
前四名皆為日本業者，依序為 Sony、Matsushita、Sharp與Toshiba。
   
在百萬畫素以上市場的競爭方面，CMOS影像感測器最大的致命傷是在畫質
不良，而且在百萬畫素以上良率問題一直無法有效突破，加上主導 CCD影
像感測器供應的日商不斷採取降價策略，使CMOS影像感測器業者節節後退
。日系的CCD影像感測器製造商所掌握的最大優勢是CCD成熟的產業架構，
上下游所有環節的支援已經非常完整，這種情勢使 CCD影像感測器的成本
因量產效應，以及上下游有利條件的支援，而比同等級的CMOS影像感測器
更便宜。在數位相機中 CCD影像感測器的低階卻是CMOS影像感測器的高階
，低階CCD影像感測器一降價，高階CMOS廠商就受到打擊，CCD業者大可以
在低階CCD上犧牲製造部份的獲利，只要在中高階CCD影像感測器上獲利即
可。不過CCD影像感測器未來將會遇到一個問題，就是CCD技術已經相當成
熟，品質亦達相當水準，一般的消費者會感覺以現今的產品線已經足夠，
品質與效能再往上走的意義不大，技術發展的腳步應該會放緩，相較於CM
OS影像感測器在技術發展上還有一定的空間，只要在品質上能有所突破，
又是一次 CCD市場的掠奪。
   
   ‧ 數位相機和手機相機為未來市場重點   
   
目前利用手機、 PC Camera進行影像傳輸的數據頻寬仍嫌狹窄，因此，僅
能使用解析度VGA級或CIF級CMOS影像感測器來擷取影像，未來俟各國第三
代行動通訊建置完成後，才需要採用解析度達百萬畫素以上的CMOS影像感
測器。 PC Camera佔CMOS感測器四成左右的市場，可惜在去年未如預期般
有爆炸性的成長，主因是缺少殺手級的應用，加上頻寬的不足，無法達到
預期表現。數位相機佔CMOS感測器四分之一左右市場，未來需要觀察百萬
畫素跟 CCD感測器之間的消長，預料應該可以瓜分部分市場，手機相機未
來在第三代行動電話環境成熟後預估也將大幅成長。由於市場競爭劇烈，
  CMOS影像感測器的價格將從1999年10美元，下跌至2004年的5美元以下，
由於價格下跌之快， 2001年35萬像素的CMOS影像感測器已經大幅取代CCD
影像感測器，並將技術提升至百萬像素，預估2004年CMOS影像感測器出貨
量將可超越 CCD影像感測器。
   
目前為止幾乎被視為非CMOS影像感測器不可的唯一應用場合便是手機用數
位相機，畢竟 RF和LCD面板耗電量已經非常吃重，影像感測器自不能成為
第三個大負擔，加上 CMOS影像感測器體積較CCD影像感測器小，使其於手
機用數位相機市場上較具競爭優勢，只是手機在這方面的應用才剛開始。
目前有些廠商已推出CMOS感測器加上鏡頭與後端IC設計的配套方案，面對
手持式產品市場，只要搶先推出低耗電CMOS影像感測器，就掌握致勝的關
鍵，未來CMOS影像感測器將成為手機用數位相機市場主流。只是受全球經
濟衰退的影響，CMOS影像感測器之全球手機應用市場成長的時點有可能延
至 2004年以後。