過去十年是CIS（CMOS Image Sensor，CMOS圖像傳感器）飛速發(fā)展的十年，索尼的半導體部門正是借此崛起，根據(jù)Yole的報告，索尼坐穩(wěn)了全球第一大CIS供應商位置——即使不算剛剛收購的東芝，銷售額也達到了35%、出貨量更是高達50%，超過第二名三星、第三名Omnivision之和。與此同時，索尼CIS一靠iPhone二靠DXOMark實現(xiàn)了名利雙收。
今天索尼傳感器看著風光無限，可誰想到過去十年索尼不為人知的努力與遭受的白眼，比如說尼康的旗艦全副幾乎不采用索尼傳感器，像素長期被佳能壓制，另一方面索尼在CIS的“黑科技”一點也不黑，事實上不過遵循業(yè)界技術發(fā)展而已，過去十年是索尼CIS的奮斗史、追趕史。
Exmor誕生
與歐美企業(yè)喜歡采用簡單明了的命名方式不一樣（比如說普及最廣的彩色濾鏡陣列，就根據(jù)其特征命名為RGGB排列，或采用發(fā)明者的名字），日本企業(yè)命名更具“神秘東方色彩”，一個能夠通俗易懂的技術會加上玄之又玄的名字，這點索尼最為突出。
在2007年索尼發(fā)布了首款Exmor傳感器，相對以往CIS，Exmor最大變化是內(nèi)置了ADC（analog-to-digital converter，模數(shù)轉換器）。在外置ADC傳感器傳輸數(shù)據(jù)時，每列像素產(chǎn)生的信號先通過降噪電路，匯聚后再通過外部總線傳輸?shù)絾蝹€或數(shù)個ADC之中。而Exmor每列像素擁有獨立的ADC，在CIS芯片上即可完成模數(shù)轉換，最后通過數(shù)字總線傳輸出去。由于Exmor的ADC數(shù)量非常龐大，每個ADC能在低頻率下運行，僅達到kHz級別，遠遠低于外置ADC的MHz級別，有效減少了噪聲，也利于實現(xiàn)高速讀取。而且Exmor輸出的是數(shù)字信號，抗干擾性更好，易于長距離布線，亦無須ADC靠近CIS布置，大幅度簡化了PCB設計。
IMX035是索尼首塊Exmor傳感器，應用于安保領域，1/3英寸、像素為1328×1024，能以全像素輸出120fps，內(nèi)置ADC功不可沒。Exmor的成果迅速被索尼應用到其它領域之中， 2008年發(fā)布的單反相機尼康D3X、索尼A900正是采用了索尼24MP全副傳感器IMX028，不過在IMX028上索尼只能實現(xiàn)12bit、5fps全像素連拍，為了保證畫質(zhì)尼康不得不外置了14bit ADC。
?。峥?D3X上的IMX028）
與業(yè)界先進水平相比——例如是ARRI在2005年推出的D20攝像機（其6MP、Super35規(guī)格CIS在12bit下峰值輸出達到了150fps）或是稍遜的2007年亮相Red One Mysterium-X（4K@60fps），索尼在2007年才實現(xiàn)了內(nèi)置ADC，還是在小尺寸傳感器下實現(xiàn)的，落后不是不是一丁半點。但憑借Exmor索尼拿到了進入CIS市場的“準入證書”，開始了小步快跑的追趕之路。而日本另一家大型CIS制造商佳能長年徘徊在內(nèi)置ADC的門檻之外，2015年傳感器銷售額大跌16%毫不讓人意外。
?。≧ed One Mysterium-X上的傳感器）
借手機上位的Exmor R
在實現(xiàn)了內(nèi)置ADC后索尼高歌猛進，2008年推出了采用BSI（Back-illuminated，背照式）技術的Exmor R傳感器。Exmor R沿用了Exmor套路，先在技術難度較低的小尺寸CIS上試水，首款產(chǎn)品是IMX055CHL，尺寸為1/4英寸，總像素為2048×1536，被應用在HDR-CX110等攝像機當中。不過讓Exmor R揚名立萬的，不是索尼自家相機、攝像機，而是蘋果的iPhone 4s。
iPhone 4作為一款劃時代產(chǎn)品其意義不必多表，與大家映像中iPhone采用索尼CIS不一樣，iPhone 4采用的是來自Omnivision的OV5642背照傳感器，直到iPhone 4s上蘋果才改用索尼8MP的IMX145背照傳感器。在FSI（FRONT-SIDE ILLUMINATED，前照式）時代里，拜爾陣列濾鏡與光電二極管（Photo-diode）間存在大量金屬連線，阻隔了大量進入傳感器表面的光線。為了緩解該問題，TowerJazz、松下提出過在每個光電二極管前端加入導光管（Front-side via wave guides）方案，但效果遠不如BSI明顯。在BSI結構下，金屬連線轉移到光電二極管的背面，光線不再被阻擋，信噪比大幅度提高，而且可以采用更復雜、更大規(guī)模電路來提升傳感器讀取速度。自BSI傳感器普及起，手機夜拍不再是難事，便攜數(shù)碼相機的衰落加速，索尼半導體部門以損失一個小市場換來一個大市場。
Exmor R對相機市場造成實質(zhì)影響還得等到索尼黑卡二代RX100II面世，該相機采用的IMX183傳感器相對前一代IMX163主要指標沒有變化（1英寸、20MP、22fps），但高感光度表現(xiàn)大幅度飆升，后來該傳感器紛紛被佳能、松下相機所采用（要明白佳能、松下均能自產(chǎn)傳感器）。
既然BSI療效這么顯著，那什么時候APS-C、全副相機才能用上呢？當年索尼被問及此問題時卻拋出了一個背照在大尺寸傳感器上無用論?？扇蘸笏髂嵯群蟊蝗恰⒈蛔约哼B扇耳光。2014年三星發(fā)布了全新的旗艦微單相機，采用了一塊28MP、APS-C畫幅的背照傳感器，連拍速度達到了15fps。更為驚人的是，三星傳感器市場經(jīng)理Jay Kelbley在采訪中表示，NX1的傳感器采用65nm銅互連工藝制造，其讀取速度可達到了240fps（13bit下）。很可惜的是，自NX1發(fā)布后，三星在相機市場再無大的舉措，還傳出了要退出相機市場的信息。
在2015年索尼拿出了A7RII相機，采用42MP、全副背照傳感器，14bit下連拍速度可達到了5fps，可在不裁切畫幅情況下拍攝4K視頻。在索尼官網(wǎng)上并沒有該傳感器資料，也沒有其它廠商采用該傳感器，估計是半導體部門特供給相機部門的芯片，最高讀取速度并不清楚。BSI結構賦予了A7RII出色的高感光度表現(xiàn)，可苦于孱弱的處理器，連拍僅有5fps，估計A7RII后續(xù)產(chǎn)品會沿用該傳感器、更換新處理器。