銅互連與全局快門

　　在推進(jìn)Exmor R的同時(shí)，索尼默默將傳感器工藝從鋁互連升級(jí)到銅互連。在1997年，IBM發(fā)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(dǎo)電電阻大約低40%，讓芯片運(yùn)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(shù)提供了可能?？墒倾~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(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)。為此IBM采用鎢觸點(diǎn)、襯墊等一系列創(chuàng)新技術(shù)將銅從硅中隔離處理，防止了這些負(fù)面影響。

　　可直到A7RII發(fā)布，索尼（相機(jī)部門）才宣傳采用了銅互連工藝，這點(diǎn)讓人感到非常奇怪。早在2012年尼康發(fā)布的D600全副單反相機(jī)就采用了IMX128，該傳感器能14bit下全像素實(shí)現(xiàn)6.9fps速度，相對(duì)D3X上的IMX028有了質(zhì)的提升，這正是銅互連工藝帶來的變化，而且電影級(jí)攝像機(jī)F55、F65的CIS能實(shí)現(xiàn)高速讀取與銅互連也脫不了關(guān)系。估計(jì)在A7RII身上宣傳銅互連工藝是對(duì)索尼對(duì)NX1的一個(gè)回應(yīng)。

　?。ˋ7RII傳感器結(jié)構(gòu)示意圖）

　　在相機(jī)領(lǐng)域第一次聽到全局快門（Global Shutter）一詞得追溯到尼康2011年發(fā)布的尼康1系列微單相機(jī)，該系列相機(jī)采用Aptina（現(xiàn)被ON Semiconductor收購(gòu)）出品的1英寸、10MP傳感器，全像素連拍速度達(dá)到了60fps，記錄至今未有一臺(tái)相機(jī)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(xiàn)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(yùn)動(dòng)會(huì)形成“傾斜”、“搖擺不定”、“變形”的現(xiàn)象，也就是常說的果凍效應(yīng)。全局快門為了解決此問題，在像素下部增加存儲(chǔ)單元，在曝光時(shí)所有像素同時(shí)曝光并將信息保存到對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)單元之中，即使采用逐行傳輸方式也不會(huì)帶來果凍效應(yīng)。

　　索尼最早采用全局快門的產(chǎn)品是2012年推出的電影級(jí)攝像機(jī)F55，上面搭載了一塊Super35格式、11.6MP傳感器，拍攝4K視頻可達(dá)60fps。在F55推出的很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，索尼再?zèng)]采用全局快門的貨架CIS銷售，也沒有新的相機(jī)、攝像機(jī)采用該技術(shù)，直到去年工業(yè)用傳感器IMX250LLR/LQR、IMX252LLR/LQR等產(chǎn)品出現(xiàn)，此時(shí)索尼為全局快門起了一個(gè)“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(jí)別傳感器，未能與BSI結(jié)合，更是局限于小尺寸、低像素產(chǎn)品。