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【芯历史】索尼与半导体产业的“不解之缘”

来源:爱集微

#芯历史#

#索尼#

01-09 12:09

芯历史──纵览国内外半导体产业发展历程,挖掘行业奇闻趣事,以古鉴今,探寻产业未来发展之道。

集微网报道,近日,索尼公司在CES 2022展会上展示了Vision S SUV概念电动汽车,并称索尼计划成立子公司“Sony Mobility Inc.”以进军电动汽车市场。

电动汽车已成为异常火热的领域,除了传统车厂外,鸿海、百度、华为、OPPO等制造业或ICT企业也纷纷跨界,索尼这一老牌科技公司入局也不足为奇。而回顾索尼公司的整个发展历程,从制造出口收音机/电视机到成为全球CIS龙头再到如今的造车索尼的“一生”都与半导体产业有着“不解之缘”。

晶体管技术加“BUFF”

第二次世界大战后,日本百废待兴。在少年时代便已成名的井深大于1945年10月创办了东京通讯研究所,即索尼的前身。次年,25岁的盛田昭夫在井深大的邀请下加入共同运营,并把研究所更名为东京通讯工业株式会社(简称东通工),,主要业务是磁带录音机的制造和销售,井深大负责技术和产品研发,盛田昭夫则负责销售和企业管理。

索尼创始人盛田昭夫(左)和井深大(右)

在成立初期,业务来源单一加之经济形势不稳定,东通工的发展不尽人意。直到1948年贝尔实验室研制出晶体管,东通工在三年后也开始瞄准这一技术。1953年,盛田绍夫从美国的西屋电气引进了晶体管技术,并思考怎样替代体积大、耗电高的真空管。

1955年,东通工推出了日本第一台晶体管收音机“TR-55”,小巧、便携的特点使其大卖,该公司的运营也渐入佳境。时间来到1958年,“TR-610”为其打开海外市场,东通工也于同年更名为Sony(索尼),由拉丁文“Souns”以及古英文词“Sonny-boy”组合而成,意为“以声音起家的可爱顽皮孩子”,并沿用至今。

在售卖收音机的同时,索尼也开展了黑白电视机业务,于1960年推出了世界上第一台晶体管电视机TV8-301,其内部含有23个晶体管、15个二极管以及2个高压二极管。

1968年,索尼推出了基于“特丽珑”(Trinitron)显示技术的KV-1310电视,此项技术由井深大亲自加入研发,使得CRT电视的亮度、色彩以及色彩纯度有了质的飞跃,由此风靡全球,索尼仅用三年时间就还清了银行的巨额开发债务,其也成为了CRT电视时代的王者。而后液晶和等离子技术的出现冲击了CRT电视市场,索尼于2005年创立了“BRAVIA”液晶电视品牌。

其实索尼不仅在收音机、电视业务上大放异彩,随身听、便携式DV和CD唱片、PlayStation游戏机也都成为了该公司的代名词。

“称霸”全球CIS市场

除了上述业务外,CMOS图像传感器(CIS)是索尼半导体业务的重要代表。多年来,索尼一直是全球CIS市场的头号玩家,并拿下了近半数的市场份额。

CIS得益于体积小、成本低等优势广泛应用在手机、安防、汽车等场景,索尼也于2000年率先入局并于6年后实现量产。

不得不提的是,索尼的背照式CIS和堆叠式CIS引领了两次CIS技术的变革在推出背照式CIS之前,索尼研发了名为“Exmor”的芯片,用于片上模拟到数字信号转换,即由传统的外置ADC升级为内置ADC,可在低频率下运行且能够有效减少噪声,并实现高速提取。另外,Exmor发出的是数字信号,抗干扰性更好。IMX035是此系列推出的首款产品,应用于安防领域。随后Exmor技术被索尼迅速推广到相机等电子领域。

在实现内置ADC后,索尼于2008年推出了采用背照式技术的Exmor R传感器,苹果iPhone 4s的发布让Exmor R传感器名声大噪。

2012年,索尼发布第一颗双层堆叠CIS,产品命名为“EXMOR RS”, 将图像传感单元和逻辑控制单元分别做在2片晶圆上,并通过TSV(硅通孔)封装技术将传感单元与逻辑控制单元互连;2017年,索尼首颗三层堆叠 CIS在ISSCC会议上亮相,包含图像传感单元、逻辑控制单元(ISP芯片)、DRAM芯片,在性能上再次实现了革新,能够拍摄 120fps的高帧率图像,并能提供 960fps的FHD 超级慢动作回放。

2021年12月16日,索尼全球首发双层晶体管像素堆叠式 CIS 技术,新技术不仅使得独立优化光电二极管和像素晶体管架构成为了可能,从而使饱和信号量相较传统图像传感器增加约一倍,同时还能增加放大晶体管的尺寸,从而大幅降低在昏暗场景下的噪点问题。

除了在技术上抢先布局外,索尼也在产能方面下足了功夫。2015年,索尼宣布将以190亿日元(约合1.55亿美元)收购东芝的图像传感器业务,包括东芝旗下300毫米晶片生产线的制造设施、设备和相关资产;2021年11月,索尼称将出资5亿美元与台积电合作在日本熊本建立一座晶圆代工厂,该厂计划在2022年破土动工。

跨界“玩”起了造车

如今跨界造车似乎已成为一种潮流,索尼也争相入局。日前索尼CEO吉田宪一郎在CES 2022上展示了Vision S SUV概念电动汽车,并称索尼计划成立子公司“Sony Mobility Inc.”以实现电动汽车商业化。

吉田宪一郎表示,Vision-S SUV原型车是在安全、适应性和娱乐的基础上开发,车辆内部和外部一共安装了40个传感器来保障安全,同时可以为每个用户个性化定制座舱。另外,凭借5G网络,Vision-S可以实现车内系统和云端之间的高速、高容量和低延迟的连接,它将出行变成了一个娱乐空间,其中包括游戏体验和音频。

事实上,索尼在造车这件事上早有布局。早在2017年,索尼便发布了电动概念车 SC-1,不过却淹没在众多造车新势力信息中,并未引起太大的波澜;2020年,索尼的电动轿车Vision-S 01在奥地利开始了路面测试,对车内外安装的图像和传感技术的安全性以及人机界面(HMI)系统的用户体验进行验证测试;随后又于2021年4月开始了5G环境驾驶测试。

与此同时,索尼在汽车传感器上也持续研发。去年11月29日,索尼推出了首款车用高性能传感器“激光雷达(LiDAR)”,有望在今年3月开始对外供货。该款产品型号为“IMX459”,其在对角线6.25毫米的芯片上搭载约10万个10平方微米的像素,支持应用于高级驾驶辅助系统(ADAS)和自动驾驶(AD)系统,能以15厘米的距离分辨率实现高精度、高速度的测量,测距可达300米。

值得注意的是,2016年,索尼斥资2.12亿美元收购了以色列半导体芯片公司Altair,该公司专注于RF天线、LTE基带,并将其更名为“索尼半导体以色列分公司”。2020年8月,索尼发布高精度全球导航卫星系统(GNSS)接收器芯片,除了应用在物联网和可穿戴设备领域外,这类芯片或许会为汽车服务等领域提供精准定位和稳定通讯功能。

结语:从索尼的发展中可以窥见技术研发以及市场前瞻的重要性,不过其道路也并非是一帆风顺的,也经历了2008年全球经济危机、连年业绩亏损导致卖掉总部大楼、2019年不得已停止向华为供货等至暗时刻。好在,敢于创新和突破的索尼总是能及时调整运营策略,并正积极走向一条复兴之路。

(校对/木棉)

责编: 木棉

holly

作者

微信:zhaoyueyue117288

邮箱:zhaoyue@lunion.com.cn

作者简介

关注硅晶圆、存储、CIS、电源管理IC、驱动IC、专利诉讼等领域。微信号:zhaoyueyue117288

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