索尼(SNE.US)的芯片,不仅仅是CIS

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原标题:索尼(SNE.US)的芯片,不仅仅是CIS 来源:半导体行业观察

半导体行业观察

本文来自 微信公众号“半导体行业观察”,作者: 蒋思莹。

CMOS图像传感器是索尼(SNE.US)半导体业务的代表,其以近半数的市占率成为了这个市场王者。从CIS的发展历史中看,虽然索尼早在CCD时代就已经在这个领域有所动作,但真正把索尼送上CIS王座的却不过是在这二十年的事——背照式和堆叠式CIS的成功,让索尼半导体迎来了高光时刻。

但抛开这层光环,早在1954年就开始涉足的索尼半导体还涉足了哪些业务?

晶体管技术成就最初的索尼

索尼开始涉足半导体业务还要从他的前身——东京通讯工业株式会社(简称东通工)说起,该公司成立的早期专注于磁带录音机的制造和销售。待到1948年,贝尔实验室制出了晶体管后,东通工的工程师们于1951年也开始考虑设计和生产晶体管。

1953 年,东通工副社长的盛田绍夫从美国的西屋电气引进了晶体管技术。据相关报道显示,当时能够实现商用化的是适用于助听器的低频率晶体管,而索尼则是想将这种技术应用于制作收音机,以取代体积大、耗电高的真空管收音机。

1954年6月初,东通工仙台工厂的研究人员开始使用点接触和面结型两种晶体管,开始了将晶体管应用于收音机的研究。根据索尼的官网信息显示,当年10月,他们就在东京会馆举行了日本第一代晶体管、锗二极管发布会。紧接着,10月底在东京三越百货总店举行了晶体管、二极管应用产品的现场展销会。当时其所推出的日本第一款晶体管收音机TR-55,这款产品的推出使当时成立已经十年的东通工的运营进入正轨,也为他们发展半导体业务奠定了基础。

1958年,随着TR-610的推出,为东通工打开了海外市场。同年,东京通讯工业株式会社更名Sony。

从晶体管到智能认知芯片

自索尼打开全球市场后,他们的野心就不仅仅局限于收音机。当时日本市场对电视、汽车、空调的需求,使得索尼有了更多的发展方向。电视也成为了推动索尼当时发展,甚至还在今天有所影响的产品之一。

而索尼在电视领域的发展,或许也能为我们揭示电视所用半导体技术的发展。

站在如今的时间节点,看过去的索尼,便不难发现,晶体管技术在其发展中曾扮演着重要的角色。晶体管不仅助力索尼在收音机市场取得成功,同样也推动了他们在电视领域的发展。

1960年,索尼推出了世界上第一台晶体管电视机TV8-301。1968年,索尼又推出了基于“特丽珑”(Trinitron)显示技术的KV-1310电视。据相关报道显示,KV-1310首次在CRT电视中使用了单枪三束管,使CRT显示技术的画质有了巨大飞跃。特丽珑显像管不仅在亮度、色彩方面表现非常出色,同时也有着极高的色彩纯度。

而后,液晶和等离子技术的出现,冲击了CRT电视市场。2005年,索尼创立了“BRAVIA”液晶电视品牌。

在这个品牌下,索尼的图像处理器芯片一次次帮助了他们在电视领域的发展——索尼所独创“BRAVIA ENGINE”影像CPU,具备Digital Reality Creation画质精细高倍密技术,能将不良的影像信号,转换成精细而层次分明的画质,同时过滤噪声,加倍提升锐利度,呈现出高清晰度、丰富的立体层次。BRAVIA Engine 2 影像 CPU,为 Sony 第二代全方位视频处理器,色彩方面不仅大幅增艳,并搭配 Advanced Contrast Enhancer(ACE)对比增强器,能强化色彩鲜明立体的层次,展现亮部到暗部间的细微光影。

X-Reality极真影像芯片也被视为是具有划时代意义的索尼图像处理芯片。据相关报道显示,X-Reality能够针对影像加以分析、特别处理,提供清晰生动且几近真实的画面。在处理器大幅提升影像分辨率前,会先经过“智能噪讯抑制技术”(Intelligent MPEG Noise Reduction)处理,同时 Sony 的“智能影像强化技术”(Intelligent Image Enhancer)还针对画面信号的四大构面进行分析-纹理、轮廓、对比及色彩,并依照特性逐一优化后结合,呈现最贴近真实的逼真画面。

在2015年到2019年中,X1芯片支撑了索尼电视业务的发展。在这期间,他们接连推出了4K图像处理芯片X1、4K HDR图像处理芯片X1进阶版、4K HDR图像处理芯片X1旗舰版以及8K HDR图像处理芯片X1旗舰版。

而在索尼前不久推出的电视产品系列当中,XR认知芯片(Cognitive Processor XR)又成为了被关注的焦点之一。这块芯片的亮点在于,该芯片采用了不同于传统人工智能(AI)的新处理方法,可以模仿人类视觉和听觉的认知方式来处理优化电视内容。

从索尼近些年来的动作上看,对AI领域的探索或许也是其发展半导体业务的关键之一。2019年11月,索尼宣布成立AI事业部。而图像传感器则是这个事业部关注的重点领域之一。

2020年,索尼公司所发布的两款智能视觉传感器:IMX500和IMX501,便是全球首款配备人工智能(AI)处理功能的CMOS图像传感器。据悉,该CMOS图像传感器自身集成AI处理功能,可以实现高速边缘AI处理和提取必要的应用数据。

收购半导体公司,进军物联网

据相关报道显示,索尼在去年推出的两款智能视觉传感器中,嵌入了Aliair的AI模块。而从索尼对Aliair的布局上,也能看出,索尼似乎有意在扩大其半导体业务的影响力。

2016年,索尼以2.12亿美元的价格收购了以色列半导体芯片公司Altair,这家成立于2005年的公司主要以RF天线、LTE基带等产品为主营业务。2020年7月22日,Altair改名为索尼半导体以色列分公司(Sony Semiconductor Israel)。

根据当时收购的报道消息显示,通过收购Altair,索尼不仅将扩展其现有业务,也将进一步对新一代传感技术进行研发。通过将索尼的传感技术——例如GNSS(Global Navigation Satellite System“全球导航卫星系统”)及其影像传感器与Altair的基带芯片技术相结合,并进一步开发、推进,索尼将致力于开发一种具有蜂窝连接技术并搭载传感元件的新品类设备。

2020年8月,索尼宣布公司即将发布用于物联网和可穿戴设备的高精度全球导航卫星系统(GNSS)接收器芯片。这款新型接收器芯片在双频定位操作中的功耗低至仅9mW*1。索尼官方消息称,该芯片可用于智能手表和其他不能使用外部电源的可穿戴设备,以及用于追踪器等应用的物联网设备。这类芯片在同样需要精准定位和稳定通讯的应用中也显示出巨大的市场潜力,如汽车服务。

涉足存储器领域

除了上述领域以外,索尼在存储领域还有所动作,他们的研究对象是ReRAM。早在2013年,索尼就曾与美光就ReRAM展开了合作。2015年,美光开始与英特尔合作重点开发3DXPoint,就剩下索尼独自开发ReRAM。

2019年,索尼在其集团内部新设立了存储业务部,ReRAM的开发便是这个部门着力的领域之一。

就ReRAM的前景来看,根据《先进材料》所刊登的用于神经形态计算的新兴存储器件一文中显示,ReRAM的主要优势在于其可扩展性、CMOS兼容性、低功耗和电导调制效应,这些优点让ReRAM可以轻松扩展到先进工艺节点,能够进行大批量生产和供应,并且能够满足神经形态计算等应用对能耗和速度的要求,所有这些都使ReRAM成为下一代存储器的主要竞争者。

就2019年的Persistent Memory Summit上的消息显示,索尼希望能够在2020年实现128GB和256GB ReRAM驱动器的商业化。

(编辑:马火敏)

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