大小通吃的Exmor RS

　　在2012年8月20日索尼發布了“堆疊式結構”（stacked structure，后來索尼又將其翻譯為積層型）的CIS，將其命名為Exmor RS。索尼表示該結構將承載背照式像素結構的像素部分疊放于附著信號處理電路的芯片上方，取代了用于背照式CMOS影像傳感器的傳統的支撐襯底。

　　（索尼官方的stacked structure示意圖）

　　Exmor RS一出一片嘩然，這到底是什么鬼？要理解stacked structure結構，最好拋開索尼官方資料，索尼的表述實在過于含糊，關鍵點也未說明，而且stacked structure不是索尼獨有技術，有大量資料可以幫助我們理解該結構。

　　BSI將濾鏡與光電二極管之間連線轉移到光電二極管背面，但光電二極管陣列周邊依然存在大量電路，在stacked structure結構下這些電路被轉移到光電二極管背面，并通過TSV（Through Silicon Via，硅通孔）技術連接到其它芯片。這樣有很多好處，首先是遷移電路后，CIS總面積減少，提高了良率，降低了成本；其次CIS是一種模擬電路，它不遵循摩爾定律，采用更小線寬工藝甚至會降低性能，電路移動背面以及采用TSV后，可以很輕松將兩塊不同工藝、不同類型芯片貼合在一起，典型的用法就是索尼RX100IV上的新1英寸CIS。

　　（三星的ISOCELL傳感器，采用了stacked structure結構）

　　與A7RII相似，RX100IV上的CIS并沒有出現索尼官網，也沒有其他廠商使用，又是一款特供索尼相機部門采用。該傳感器采用了stacked structure，相對IMX183增加了一倍ADC，將DRAM、ISP貼合在CIS的底部，用于緩存、讀取、處理圖像信息，實現了相機上前所未有的慢動作視頻能力（1824×1026@250fps，1676×566@500fps，1136×384@1000fps）。

　　與Exmor R快速在智能手機普及一樣，Exmor RS迅速在智能手機上普及開來，讓智能手機實現了4K視頻、1080P慢動作視頻、PDAF一系列特性，iPhone 6s、Galaxy S7等手機甚至將多幀合成輸出作為拍攝照片默認設置，手機與相機差距又進一步縮小。幸運的是，到了stacked structure時代，索尼比主要競爭對手三星、Omnivision有著不少優勢，比如說濾鏡到光電二極管的厚度更薄、畫質表現更好，在龐大的產能下有效分攤了研發成本，依然保持銷售額、占有率上的優勢。

　　在NAB 2016上索尼發布了新款廣播級攝像機HDC-4800，該機器采用了一塊結合全局快門和stacked structure結構的Super35 CIS，模擬部分采用90nm制造工藝，數字部分采用了65nm制造工藝，應用了SLVE-EC總線（索尼在ISSCC 2011上發表），能以480fps速度輸出4K圖像。索尼敢于再次在大尺寸CIS采用全局快門其信心很可能源自于stacked structure結構。