文|董指导聊科技
理工科和金融的复合背景,让我更好地理解技术,也喜欢从投资的视角发现变化,毕竟资本永不眠、资本最敏锐。国内头部私募的投研、以及头部财经自媒体创业的两段经历,让我有了结构化的思考体系时,也更理解企业经营并非写报告。因而,剖析商战,就成为我理解商业、发现机遇的最佳视角。
今天就来聊一下“图像领域”的龙头轮换、商业竞争。
一次不成功的刺杀,让特朗普几乎成为“天选之子”了,也让抓拍他振臂高呼的摄影师和索尼相机成为焦点。
索尼销售员在朋友圈振臂高呼“制胜”。还有好事者做了其他品牌相机拍照的对比图,模糊效果不堪入目。
如果用国产手机拍摄呢?月亮都能拍,还拍不了特朗普吗?也许可以,但很遗憾的是,大部分国产高端手机,拍照的功臣也是索尼。
这个信息并不被国产手机商宣传,以至于网上有个比较像剧本的直播,一位观众指责博主买日本车不爱国,但得知自己的手机也是用索尼芯片时,竟然哭了。
无论手机、还是相机,要有好的拍照效果需要两个器件:镜片和图像传感器,前者用来接收影像光线,后者将光线转化为数字信号。这两个器件分别占手机摄像头成本的20%和50%。
索尼正是目前图像传感器技术(CMOS)的龙头老大,占据42%左右份额,是第二名三星(19%)和第三名豪威(11%)的总和。
然而在2010年时,索尼还是CMOS领域的追赶者,市占率只有7%,豪威则是当仁不让的一哥,占据半壁江山。那么,头把座椅是怎么轮转的?索尼的老大地位会被取代吗?
01 索尼崛起
索尼能有如此地位,非常关键的是“自我革命”,放弃成熟的CCD市场、进军CMOS领域,参与并加速了CMOS对CCD的技术取代。而CCD技术则造就了柯达公司,成为了商业案例中经典的失败者。
CCD的全称是Charge-coupled Device电荷耦合器件,CMOS全称是Complementary Metal Oxide Semiconductor(互补金属氧化物半导体)。
这两个词都是半导体术语,因为图像传感技术最初是由贝尔实验室在1969年发明,最初是用于存储的,后来发现电光效应也可以用于形成数字成像。第一块商业化CCD也是由美国半导体公司仙童半导推出。
CCD问世后,便被广泛用于天文观察。而民用领域则由当时的“胶卷相机之王”柯达,在1975年发明了世界第一台数码相机,而且还开发出了彩色功能。但是,由于担心这项技术会影响公司的胶卷和冲印业务,于是就雪藏了。
然而,嗅到商机的日本公司却兴奋起来了。他们一没旧包袱、正好可以挑战老大,二有存储技术,正好可以复用。于是,索尼、佳能等公司抓住CCD的潮流,成为数码时代的主流玩家。等到柯达意识到胶卷时代一去不复返、也赶紧转型CCD时,黄花菜已经凉了。
2012年柯达破产,但这个消息并没有让业内震惊、甚至关心,因为这时候图像识别领域正发生着新一轮的技术替代、新王旧王争夺战。
02 索尼危机
索尼如日中天的时候,另一位挑战者也上路了。这就是由几位中国留学生于1995年在美国硅谷创办的豪威OmniVision,采用的则是CMOS技术。
CMOS技术基本是和CCD同时代的技术,双方差异CCD是将一列像素统一汇总到“传输通道”后,再进行放大识别,而CMOS则为每一个像素都配置了放大电路。于是,各有优劣。
总结来看,CMOS取代CCD技术,因为,在供给端搭上了“摩尔定律”的红利,在需求端搭上了“消费电子”的红利。
制造工艺方面,CCD技术工艺复杂,将电荷转移到“传输通道后”还涉及三个处理器、三组不同电压同步时钟控制等,集成度低、难度大;而CMOS每个像素都有放大电路,量多、但技术难度小。
而且,随着芯片制程不断提高,单像素所需电路面积不断缩小,但功能却可以不断增加,而且成本也可以下降。
需求端,主要在于功耗。CCD虽然可以捕捉微弱光线(这就是为什么被用于天文领域),但由于将一列电信号汇总再放大,需要较大功率、功耗高。而CMOS单一像素放大器带宽要求低,功耗大幅降低。
天文领域是固定场景,电源可以充分供应,但诸如相机、手机等消费端,功耗就很关键了。宁可像素低点,但总比拍几张就没电强。
来源:微视界
于是,伴随着手机逐渐普及,CMOS也开始崭露头角,并逐渐成为主流。苹果手机就是CMOS技术的拥护者,豪威在2000年上市,2007年切入苹果供应链,也一度是苹果的一供,作为CMOS的代表、风光无两。
作为CCD龙头的索尼,已经站在了柯达的位置。但一场轻资产和重资产的对决,调转了豪威和索尼的地位。
03 索尼追赶
索尼和豪威相比,前者是“IDM一体化”,也就是设计、制造都能做。后者是Fabless,即只做设计,制造交给台积电等芯片制造公司。
一体化和轻资产相比,劣势是投入大、优势在于“话语权在我”。虽然豪威是苹果的一供,但苹果也看到了豪威没办法确保产能的劣势。因此,当苹果预测到手机销量可以快速扩大时,就对供货商产能提出了要求。
显然,豪威是没办法保证的。而索尼是自建工厂,自然可以拍胸脯了。2011年,索尼在熊本和长崎研发中心投入400和1000亿日元应对CMOS需求扩张。苹果也相应地把索尼列为了一供,豪威成为二供。
在产品技术方面,感光面积越大,图像信息越多。除了产能优势之外,IDM模式,也确保索尼在感光领域,做出了几次创新引领。显著的技术升级是2008年的“背照式”。
传统技术下,感光二极管位于电路晶体管后方,导致进光量受到一定遮挡。于是,索尼就将结构翻了个,让光线首先进入感光二极管,从而增大感光量。虽然只是翻个身,但技术难度还是有的,比如二极管基板更薄、良率更低。
随后,索尼又在背照式基础上开发了“堆栈式”,通过堆叠方式,将像素层在感知单元中的面积占比,从60%提升到近90%。
于是,索尼迎来了“性能”、“产能”的双击,成功完成了从CCD切换到CMOS。一次正确而困难的选择,避免了柯达悲剧的发生。
而且由于图像传感是模拟电路和数字电路的结合,模拟电路是一个经验积累高壁垒的领域,光学又是对性能差异高敏感的领域。因此,索尼的优势也十分明显。但是,竞争结束了吗?
04 竞争未完
豪威市占率下滑后,也没有放弃。
一方面,芯片制造领域,台积电的技术红利也开始彰显。芯片制造工艺提升所需要的资本越来越大,索尼的IDM升级也难度更大、费用更大。不得已,索尼也开始寻求台积电支持。2019年底,索尼也首次给了台积电订单,并引入台积电28nm制程。
既然都用台积电技术,大家差异就没那么显著了。
另一方面,豪威也迎来了国产替代的春风。豪威的创始人是中国留学生,后来公司也被国内公司韦尔股份收购。在中美摩擦之后,华为、小米等公司也将高端机型订单交给了豪威,促进其技术提升。
豪威的市占率逐渐提升,一场“国产复仇”的剧本似乎正在上演。但依然还是有拦阻,尤其在芯片制造端。台积电夹在中美摩擦之间,对大陆公司的支持,忽暗忽明;对日本的支持,则是显而易见。
2021年11月,台积电和索尼联合宣布,台积电在熊本成立子公司“日本先进半导体制造有限公司( JASM)”,并将在2024年完工投产。二期工厂将于2024年建设,2027年投产。
幸运的是,在芯片制造方面,大陆也一直保持着追赶。而且CMOS所需的制程,并不如CPU芯片那么领先。追赶差距并不算很大。
回到开篇的问题,在图像传感领域,索尼既不是技术发现者、也不是产品发明者,为什么能够成为扛把子呢?
柯达的倒塌赫然在前,将索尼“自我革命”的勇气,反衬得如此光亮。自我革命,不是称王的必然条件,却是一个人、一个公司、一个国家,跟随时代发展、引领时代发展的必然要求。
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还是索尼相机厉害啊。
抓拍特朗普,索尼这波儿赢马了。
大片儿取决于取景框背后的大脑,而非相机。
优秀的摄影器材才能够拍出优秀的作品
这抓拍摄影师也很厉害呀