手机摄像头增到5个后 华为小米争论一亿像素

日前，华为消费业务CEO余承东发微博称：“一亿像素实际拍照效果不如大底大像素的Sensor（影像传感器），即便一亿像素通过多个小像素合成大像素，效果也还是有折扣与差距。”

图源/微博

华为“讨伐”一亿像素剑指小米10系列，其主摄CMOS图像传感器（CIS）来自三星；而“大底大像素”说的是华为P40系列，其主摄采用的是索尼CIS。前者尺寸为1/1.33英寸，单个像素尺寸为0.8μm，后者对应为1/1.28英寸和1.22μm。

小米一亿像素的优势在于超高的解析力和更细腻的画质，而华为侧重在不同光线场景下的整体成像效果，双方在手机影像上的侧重点和理念指向了不同演进路径。

华为和小米身后代表着庞大的粉丝和用户群体，两家手机厂商频繁擦出的火花中，“一亿像素”俨然正成为最“闪亮”的那一个。

    01    

手机拍照也靠芯片，但此芯片非人们熟悉的“彼芯片”，影像芯片与CPU、GPU等计算类芯片有很大不同，甚至跟摩尔定律也搭不上关系。

感光芯片元件用来感知光线，越小的工艺节点就像是“小眼睛”，而华为和小米手机的争论点就好比：是更多只“小眼睛”看得清，还是更少的“大眼睛”看得明白，当然，华为和小米手机还会对这些“眼睛”看到的、拍到的，通过AI算法提炼成像，最终输出照片。

图源/网络

像素越高，手机拍摄出来的画质就越细腻，但单位像素的感光性能会相应变差，单位像素成像质量也会降低，而手机影像工程师的工作就是调和优化这对矛盾。

“传感器是用来感光的，它所收集的光子越多，拍照效果才会越好。” 长期关注成像、移动与半导体行业发展的资深人士黄烨锋解释，换句话说，单个像素越小，其收集到的光子越少，则单位感光能力越差；反之，单位感光能力越强，尤其在光线比较暗的情况下成片效果会更好。

“这也解释了为什么两个尺寸差不多的CIS，像素越多的那个拍出来的画质反而会更差。”黄烨锋说，像素收集光子的过程，就类似于在某片空地（空地代表CIS）上放满盆子（盆子代表像素），拍照就像下雨，最终雨点落进盆子里，“我们简单地把一个像素集满光子的能力定义为‘满阱容量’，也就是盆子能盛多少雨水。”

图源/网络

“为了把CIS的像素做小，同时又不要让CIS在感光表现上显著变差，索尼、三星、OPPO、vivo等手机厂商在技术上的投入相当大。例如，因为像素的上表面积变小了，那么就要把像素阱做深，1.0μm像素时代的阱深厚度为 2.5-2.7μm，现在则加深到了3.9μm。”黄烨锋指出，在像素阱做深之后，为了避免临近像素之间产生串扰，DTI深槽隔离技术便被研发出来，而在DTI技术方向上，索尼和三星的技术路线又大为不同，前者采用的是B-DTI，后者所用的是F-DTI。

今年3月，影像评测机构DxOMark在一篇文章中提到，智能手机发展10多年来，成像质量提升超过 4EV，其中1.3EV 是来自图像传感器/光学技术的提升，另外3EV则来自图像处理器或者说智能手机的处理能力提升。

手持几代iPhone（5s至11 Pro Max）在低光下（5勒克斯）拍摄的照片。图源/DXOMARK

该表列出了过去15年中单反相机和智能手机摄像头的主要技术改进，大致按增加的光圈数表示。图源/DXOMARK

“也就是说，在手机上，传统光学堆料带来的收益真高不到哪儿去，尤其是现在这个时代，更多手机拍照质量提升来自于性能和算法升级。”黄烨锋表示，现在手机的高像素、多摄像头本质上都是为后期处理提供更大的数据量和信息量，有了这些数据，才有了背景虚化、HDR、超级夜景以及像素多合一降噪等“魔法”。

如果使用的算法足够聪明，可以巧妙地组合图像，那么堆叠多张曝光时间较短的图像可以减少时域噪点，从而减少图像噪点。图源/DXOMARK

相比相机，手机镜头无法弥补光学结构上的缺陷，毕竟还用不上真正的大底和大光圈，只能通过算法来缩小差距，从这个角度来看，光学堆料和算法/算力提升是相辅相成的。所以，单从手机采用的影像芯片来看，小米和华为手机间的差异并不是特别大，正如余承东所说的那样，决定手机拍照和成像效果是由像素数、像素大小、处理器元件、软件算法、新品能力共同协同的结果。

    02    

虽然手机拍照功能怎么都赶不上相机，但手机拍照性能依然是近几年来厂商们竞逐的焦点，这也是一亿像素之争为何掀起如此大波澜的主要原因。

市场调研机构GfK高级分析师兼客户总监孙景辉表示：“从感知上来说，拍照功能是一个最直观、最容易比较的卖点，比像素、比摄像头个数、比各种场景的效果、比样张也是消费者最容易懂的点。”她还指出，手机的拍照功能是排在性价比、外观设计、内存等消费者基础购机考虑因素之后的首要位置。

图源/网络

第一手机界研究院院长孙燕飚表示，在手机功能同质化激烈竞争的当下，拍照是比较容易体现产品特色或差异的功能；随着AI的发展、像素的提升，手机相机会有更多的应用空间，“比如当手机像素越来越高后，我们在离停车场收费站很远的地方就能远距离扫码支付而不用特别靠近。”

据了解，手机摄像头模组主要包括镜头、音圈马达、图像传感器、红外截止滤光片等器件，其中图像传感器的价值量最高，占整颗镜头价值量的一半以上。

图源/网络

国元证券一份研报显示，不同部件的价值量受手机摄像头数量和像素影响不同，图像传感器的价值量受像素变化影响较为明显。在2018年CIS市场上，索尼的市场占有率最大（49.6%），在高端市场保持较为显著的技术优势，而三星借助自有品牌智能手机、平板电脑和其他消费电子设备，市场占有率位列第二（19.6%）。

“毫无疑问，整个手机行业优先选择使用索尼的感光芯片，就如同采用高通的处理器一样。”孙燕飚指出，在高端旗舰手机市场上，索尼的感光芯片市场占有率超过了60%，市场需求量大的时候，还会出现索尼感光芯片供不应求的情况，“谁下的单子更大，那么货就会更偏向谁，无论从全球销量，还是高端机型，老实说，会偏向华为一点。”

经过多年发展，华为已经开始与索尼合作独家定制传感器。除此之外，华为手机影像方面的进步也离不开产业链上下游的更多支持。“摄像头从两个到三个，再从三个到四个甚至到五个，华为在摄像头堆砌上的确得到了手机产业链的巨大支持；摄像头摆放成方形还是圆形，也考验着华为的工艺设计能力，在这些方面我觉得华为有一些领先优势。”孙燕飚说。

作者／IT时报记者 李玉洋

编辑／挨踢妹

排版／冯诚杰

图片／东方IC 微博 DXOMARK 网络

来源／《IT时报》公众号vittimes