双层晶体管导致imx903成本为989两倍？能别造谣了吗！
最近看到了一些极其离谱的微博，如下：
现在来概括一下这篇微博的重点：这篇微博主要想表达的观点是三个：1.imx903的成本是imx989的2倍；2.只要上了双层晶体管，989,858,866,888这些传感器就被“吊打”了。当然最后还有小像素实现翻倍的大感光。
实际上真是这样吗？本来双晶体管技术因为目前收集资料不全，是没想写的。但是看到如此离谱的说法，不写点啥，真不行了。
imx903的成本有没有可能达到imx989的两倍？
实际上，根据外媒拆解和相关证券公司对小米12Sultra的BOM硬件成本分析，关于imx989的成本部分已经了解的很完全了。和手头上有的几款传感器做对比，989因为面积大，成本是很贵的。imx989的BOM成本约为28美元（合200人民币），对比imx700的成本为22美元，imx608的成本也是22美元，imx888的成本是14美元，imx766倒是足够便宜的批发价——9美元，也是它能下放到千元机的基础。
所以，imx989成本的一倍大概就是56美元了——这是个什么离谱的水平？我们可以根据外媒给出的BOM成本图一窥究竟。根据外媒和相关证券公司的报告，IPhone14 Promax的BOM成本为454美元，其中各部分的BOM成本占比如下：
可以看到，摄像头组件的BOM成本仅为11%*454=50美元。这和imx803的报告BOM成本相符，imx803的成本为16美元，而算上传感器防抖组件的6美元、镜头的2美元、蓝宝石镜片、霍尔传感器、对焦马达等2美元，整个主摄的BOM成本为26美元。其他四摄（长焦（BOM8美元）、超广角（BOM5美元）、前置（BOM4美元）、lidar（BOM8美元））占据剩下的，当然因为不同数据的估计不同，根据单一组件加起来的BOM成本之和是51美元，和上图的估计稍有1美元偏差，但是总体差距不大。
也就是说，苹果很少用更贵的传感器的料。对于imx803，目前我对网络爆料的Gen6工艺、高速读出、全高DTI、双14bit等参数表示极高的怀疑，如果真做到这个水平，它的成本超过imx989是完全合理的，但是很遗憾，它的成本只有16美元，且据techinsights拆解报告，它还只是部分PDAF，应该就是一个技术传承自imx700的更便宜一些的传感器。
所以imx903成本增加到56美元可能吗？还是分析一下整个模组的成本：一般根据苹果历代BOM报告，作为成本控制大师库克，BOM成本一般控制在整机BOM的10%左右，不会更多。因此，算出来摄像头的BOM乘以10就是整机BOM成本了。imx903的成本增加到56美元的话，传感器面积进一步增大，导致传感器防抖组件、对焦组件、镜头成本都需要进一步上涨，目前看来总体增加100%是很合理的水平，这样除了传感器，主摄其他组件的成本就是10*2=20美元，加上传感器，主摄BOM成本就是76美元。
下一代IPhone还要上潜望式长焦镜头，根据相关拆解，假如苹果就上谷歌pixel6Pro同款大底潜望式，单颗摄像头的BOM成本就要25美元。
就假设其他的摄像头不变，整个模组的BOM成本就已经达到76+25+8+5+4=118美元。可能读者对118美元的BOM成本没有概念，觉得不就是相对于上代翻倍了吗？我们再看一个。
这是华为P40的BOM表，注意不是Pro和Pro+的，一会可以估计一下Pro和Pro+的BOM成本。可以见到，P40的摄像头模组的BOM包括后置三摄+前置+前置景深镜头，当然还没算前置红外发射器、后置激光对焦组件，成本已然达到了50美元。Pro+相比P40，后置增加了一颗tof和10倍长焦，超广角从普通的超广角换成imx608（BOM成本增加到22美元），估计总BOM成本在150美元-200美元之间。P40Pro将10倍更换成5倍，再去掉3倍镜头，总BOM成本估计在100美元左右（当然，当年余总也表示P40Pro的相机成本超过100美元：
）。所以，你能想象一下苹果的相机模组成本达到120美元是什么情况了吗？华为终端手机利润率根据年报大概9%多点，苹果的利润率大概40%以上，当然，IPhone14Promax售价比P40Pro高50%情况下，相机BOM成本仅为P40Pro一半，由此可以推断，一旦苹果用上总成本118美元的相机模组，售价有望突破2万元。
苹果卖2万，销路有多窄？当年IPhonexs仅仅售价超过12000元，大部分消费者就接受不了了，因此价格自发售后一路狂泻。笔者并不认为苹果在下代就可以实现将BOM成本为16美元的imx803更换到BOM成本为56美元（为imx803的3.5倍）的imx903.就算下代苹果取消Pro max增加Ultra机型，溢价也很难支撑如此昂贵的相机模组。并且，这还是在超广角、lidar等沿用14Promax的情况下计算的，如果苹果下代进行升级，总成本达到P40Pro+的水平很有可能。但是，苹果在相同的成本情况下售价比华为贵1倍，目前全世界应该不会有如此多的消费力去购买，除非苹果不要利润率了。
所以，imx903相比imx989的成本增加10-20%才很有可能，并且以果果一贯的作风，同代相机传感器一般是比安卓更差的（至少目前的资料和BOM成本如此），903拥有目前如此炸裂的硬件参数，明显不太可能。与其相信果果有如此炸裂的相机规格，不如期待下三星（但是听说HP2牙膏挤多了，所以三星下代还要沿用）或者解除封印之后能和索尼继续PY新传感器的华为。
2. 上了双层晶体管，旧大底一定会被吊打吗？
在了解这个问题前，还是要看看关于双层晶体管的解读。知名键摄8老师关于双层晶体管的定义是：
所以说，这是个小像素才有用的技术，大像素没啥用。
为啥？
来看看索尼的文档对双层晶体管技术是咋说的。首先，由于把光电二极管当中非感光区的电路与感光区域部分分离，可以做到1.解放微透镜设计；2.由于光电二极管可以单独生产，因此可以优化光电二极管的阱容，做到更深、更大。
首先来看1。因为光电二极管当中复位、选择、放大等晶体管在目前常见的堆栈式传感器（imx700,608,989,858,888等）都是放置在和感光区域旁边的，它占用了传感器宝贵的感光面积。因此，为了解决这一问题，索尼工程师在光电二级管上又引入了一层微透镜，通过进一步将打在每个像素上的光进一步聚焦到感光区域，这样使得其他不需要感光的二极管就接收不到光线了，因此解决了这个问题。
所以，像素越大，感光区域占比越大，实际上在微透镜的加持下，因为光子打到非感光区造成的光线浪费已经可以忽略了。一般的，像素大于0.8微米，就已经不认为它影响感光了。至于大于1微米，可以认为不存在光线被浪费的问题。
因此，在常见的大底当中，甚至包括大多数长焦传感器这种小底，因为像素面积足够大，光线浪费在非感光区的问题本身就可以当它不存在。常见的长焦小底传感器，imx520，单像素大小1.22微米，和imx700一样大了；s5k3m5，和ov08a10，单像素大小1微米，哪怕是上了长焦的imx586，单像素大小也有0.8微米，受它影响也是不大的。
那么索尼为什么要引入这项技术呢？原因是手机长焦为了卷像素，面积又没办法扩大，导致单像素面积越来越小。imx858和ov64b已经缩到0.7微米了，此时因为旁路占的面积已经足够大了，因此总会有一部分光被浪费在非感光区；而jn1更是缩小到了0.64微米，未来为了卷像素数好看，像素还会更小。因此，在小像素上为了避免光线浪费，必须要用到双层晶体管技术。
但是大底，哪怕是低像素小底，上这项技术除了省掉微透镜以外，可以说毛用没有。因为单像素面积足够大，导致旁路占的面积很小，故而完全不受影响；这也就是索尼下一代大底鲜有上双层晶体管技术的，目前已知的就一个小像素高像素大底imx802；而更多更小像素的底才会上这项技术，因为它们需要，这样索尼可以用自己先进封装工艺但是半导体制造的劣势和三星先进封装工艺弱但是半导体制造工艺强的三星进行错位竞争。
2就是可以设计阱容更大的传感器。首先还是要说明，阱容更大只是代表像素能吃更多的光子，从而提升白天的动态范围；至于夜晚，人手抖动的情况下，单像素在昏暗的情况下明显没办法做到一帧填饱像素阱，因此这时候单像素能吃多少光子，完全仅和光学防抖的能力有关，光学防抖能力越强，单帧才能有更长的安全快门，单像素才能吃到更多的光子，画质才会更好。
而白天，单像素阱容低的传感器动态范围一定更差吗？相信这个问题看过S23U和989机型对比的人心中已有答案。没错，在当前算力如此强的场景，单帧动态范围高，算力更强的手机显然可以多堆栈几帧来提升动态范围，效果一样不差。并且，现在还有很多人嫌手机HDR过于暴力，开始减少堆栈张数，强调明暗对比和光影，因此大底上上太大阱容，明显意义是不大的。笔者认为大底目前单像素阱容做到6ke（四合一24ke）的水平就已经够用了。
但是在小像素小底上，因为像素面积小，才导致阱容低，远低于10ke的水平——这也就是为何小像素需要双层晶体管，单像素面积太小，就只能把阱加深，导致总阱容积不逊于大像素。因此，这也是个大底上没啥卵用的技术——大底阱容已经够大了，不需要再大了。
最后关于小像素实现翻倍的感光能力，它来源于索尼论文的吹B——就像当年索尼关于2*2OCL的论文一样，落地实际的传感器总会和实验室技术有些差异。并且，我也不太认为索尼会放弃微透镜技术——毕竟双核对焦、2*2OCL没有微透镜，是没办法工作的。总不能因为一个没啥卵用的双层晶体管技术，放弃掉对焦优势吧，那三星还不得笑疯了，三星在对焦方面追了索尼3年。
而对于传感器技术已经发展如此成熟的今天，我倒是很推崇华为芬研所（前身是诺基亚影像部）的一群疯子兼天才玩出的花活：我认为这才是真正的创新，就像他们搞出的imx608传感器构型一样，索尼在此之前从来没有想过也没有做过像素十六合一，从而实现4.48微米大像素，从而兼顾视频、拍照、暗光拍照、暗光录像，还有超高速录像的五大能力，并且因为面积大和总线读出速度的提升可以去掉DRAM层，还可以减少成本。现代传感器发展已经很成熟了，2*2OCL对焦再强在大底传感器上也就比dual PD强百分之几，甚至对焦逻辑或算法好点的就算你有2*2OCL，我也能做到比你快。还有这次双晶体管技术，在大像素的传感器上（大像素不一定大底）更是没啥用。因此，2*2OCL技术和这次双晶体管技术都是为小像素准备的技术。2*2OCL用到50MP大底上不但对焦和dual PD（四合一就叫octa-PD）拉不开差距，还因此损失四倍分辨率，但是如果进一步做小像素，做到总像素2亿，就可以实现2*2OCL增强对焦的同时至少不损失分辨率了（HP2依然能实现50MP分辨率）。当然，2*2OCL虽然被做到HP2上了，但是对于现代已经成熟的传感器来说，对焦速度或许提升只有几个点，甚至对于一些算法好的Dual-PD机型更是没有。
所以，在看到索尼引入新的技术后，先不要沸腾，先想想技术原理是不是能给大底带来很多提升；如果可以再沸腾也不迟。在现代已经发展成熟的传感器领域，索尼目前的很多技术都是仅仅增加几个点的提升，成本翻倍，甚至几个点会被计算摄影抵消掉，消费者体验不出来任何提升，这也是索尼的989相比700技术就是挤牙膏，甚至索尼连续3年没创造出新的传感器端革命技术的原因，就是因为传感器现在发展的太成熟了，已经没太多需要改进的地方了。
因此，在未来，主流的技术迭代方向依然不会变：亦或是像华为芬研所搞出来的奇葩imx608这类的传感器那样，玩传感器的trick；或者传感器保持牙膏不变，开始卷镜头（当然实际上现代镜头性能也很成熟了，就算卷镀膜镜片透光率什么的也还是几个点的提升。因此镜头上玩trick——也就是针对镜头结构、形态上的改进让它在更小体积内发挥更大的性能，依然是未来主流方向）。手机镜头目前诸多光学缺陷或者光学限制已经解决两个了——一个边角画质劣化和焦平面太小导致近摄虚化，通过可变光圈解决了；之后长焦进光量太弱的问题，小米拿出了直立式长焦，OPPO靠传统堆料思路上大底加中光圈，华为则是玩镜头创新形态，各家都给出了自己的方案。镜头这块能卷的东西还多着呢。最近两年除了imx989以外，相2020年那样传感器百花齐放的时代消失了，未来会更多的聚焦在镜头部分，因为相比成熟的传感器，镜头这块形态、功能、设计自由度非常之高，几乎拥有无限的可能性，哪怕是手机上尚未解决的光学问题就足够手机厂商再挤十几年牙膏的了，因此镜头才会形成手机厂商下一个要卷的方向。
