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探秘索尼熊本CMOS工厂

2017-08-12 项欧 影像狗



微信ID:xiangou712


IT168 总编辑项欧同学收邀参观索尼熊本CMOS工厂,带回的一线消息告诉你,为啥佳能总不敌索尼和尼康的画质!针对大家的兴趣点,狗哥对文章做了部分修改!


此次日本行除参加索尼微单旗舰A9的外拍,还有一项重要工作是参观索尼位于熊本的CMOS工厂。这让我兴奋不已。

目前全球只有为数不多厂商自己研发和生产CMOS。而类似尼康、奥巴等相机厂商,是需要向上游厂商购买CMOS的。除去相机厂商,现在各大手机厂商采用的摄像头原件大多是向索尼采购的(包括国内的众多手机品牌)。


对于索尼熊本工厂的参观,是一次难得的深入了解CMOS制造生产工艺的机会。可惜的是,工厂外围和内部都不允许自行拍摄,只有在门口的展示厅可以拍几张照片。其他工厂照片以及生产工艺照片均由索尼官方提供(日本工厂嘛,怎么可能让中国人民拍照,上次狗哥去松下工厂不也一样?)。


熊本工厂


索尼熊本工厂以生产CMOS感光元件为主要工作,为监视器、手机、专业摄像机、医疗显示设备、相机等设备提供CMOS感光元件,主要服务的客户有苹果、华为、三星、小米、尼康等等。而索尼生产的CMOS感光元件占据50%以上的全球市场份额,可谓举足轻重。


熊本工厂占地4万平方米,拥有1号、2号两栋厂房,生产线采用全封闭、全自动生产模式,每日24小时不间断。日产能达到400万片,一年累计生产71亿片。


我们抵达熊本工厂后,相机就被收起来了,手机也不可以录音或者拍摄,在参观过程中有多位工厂工作人员陪同,你懂的。在工厂展厅可以拍摄区域,我用手机拍下了制作CMOS感光元件的材料,单晶体。

展示的单晶体长215公分,直径30公分,重307公斤,纯度达到了99.999999999%。没错就是小数点后9位数。这是相当高的纯度了。


下面的展示的单片,就是从单晶体上切割下来。再经过清洗、光刻、布线一系列流程,成为下面的半成品。可以看到全画幅传感器和小相机传感器对同一切片的利用率不同,全画幅传感器的利用率更低,生产成本更高。



CMOS生产工艺流程介绍


真正进入车间后,就不让拍照了。整个车间都是全封闭的,洁净程度对每立方空气中灰尘数量有严格要求。所以,并不允许我们真正走进车间。通过玻璃观察,可以看到有全副武装的工作人员在里面走动,但也只是在负责设备的观察和维护,生产过程是全自动化的。芯片级的生产工厂在对洁净环境,自动化搬运、自动化生产的要求上,远远高于机身、镜头生产工厂。


CMOS生产有前后工序。在前工序中,切割完毕的硅片需要先经过清洗工序,去除掉金属、有机物等硅片上的残留物。


之后是电路印刷,形成电路图案。


在后工序中,要把硅片切割成了芯片,之后是连接工序,连接IC芯片上的点击和引线。


再然后才是堆栈前的清洗,涂膜,引线安装,最后做老化工序测试,打包装箱。生产结束后出货给各硬件厂家。


熊本地震的影像和恢复


2016年8月的熊本地震给工厂带来了严重影响,当时的地震破坏很严重,厂房内的设备都倒了,墙体部分开裂,一些房屋的支撑结构发生扭曲。



但是工厂的员工在震后很快就投入到救灾中,经过三个月的抢救恢复,工厂回到了正常生产。索尼之后又对工厂进行了新一轮的抗震加固,包括对各种管道进行了再加固。

未来,基于地震的可预测性,在地震发生前的2.2秒,工厂可以关闭重要的生产设备以保护设备安全。今后再遇到地震,熊本工厂可以做到在2个月内恢复生产。这一点,对于近年地震不断的国内,其实也有很强的参考价值,毕竟提前几十秒甚至几秒的预警,就可以挽救不少生命和财产。



狗哥简评


无论过去生产CCD还是现在的CMOS,在日系厂家中,索尼绝对是感光芯片生产的领头羊。但是在早期,其实索尼也要向柯达等厂家交学费的。后来与尼康、富士等厂家也一直在设计上有合作(不止于生产、销售,很多产品,索尼是根据尼康、富士等厂家的要求进行加工或改进技术),可以说,索尼熊本CMOS工厂就是很多影像厂家,甚至包括手机厂家的代工厂。

也正是因为这种开放性的态度,技术上和各家取长补短,已经掌握了感光芯片设计能力的尼康和富士等厂家,也才没有自建CMOS生产厂,而主要依靠索尼来供应芯片(虽然也有少部分委托其他厂家生产)。


多家产品共在索尼某款感光芯片的基础上去改进,然后生产,不但让这款芯片技术更完善,而且巨大的制造量也降低了成本,提升了成品率,形成真正的多赢


同时,丰富的设计、生产经验让索尼在感光芯片的能力1000倍于佳能等封闭厂家(想想出货量、合作伙伴及技术交流的频繁度就知道)。或者说,尼康、富士放弃自己生产,与索尼搞联合,正如西方经济般的合作竞争。而佳能目前芯片的乏力,正如苏联般的自给自足,缺乏交流,技术止步不前。未来,这一选择导致的差距会越来越大,所以在感光芯片方面,佳能如不改变商业模式,终会在行业垫底。

佳能在索尼制造成本更高技术更难得CCD时,选择了技术难度更低的CMOS入手,是一招出奇制胜的妙棋。但随着时间的推移,其自给自足的模式恶果显现,现在在技术和生产上都被竞争对手远甩身后


商业社会就像一场权力的游戏,吃独食必遭淘汰,联纵抗衡永不过时。德州仪器曾想做手机,但是考虑到进入硬件市场会与各硬件厂家为敌,所以放弃。各有所长,各尽其能,才能真正的抱团取暖、利益最大化。要想一家通吃,同学,你的心太大,实力太弱,敌人太多,战线太长,在玩火啊。我说的可不只说佳能!

好吧,最后祝索尼同学玩得开心!



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