sony的故事 第 28 章

从NASA的太空相机到你的手机:CMOS图像传感器背后的那些“赌上房子”的创业故事 本文讲述了CMOS图像传感器从NASA实验室到全球手机摄像头的逆袭历程。从Eric Fossum抵押房产创办Photobit,到索尼、三星的技术突破,再到中国厂商的崛起,CMOS传感器凭借低功耗、高集成度和成本优势,彻底改变了影像市场。文章揭示了这一技术背后的创业豪赌与产业变革。 阅读详情

技术篇 第二章

第二十八章


  也许是因为我们对生存手段的需要,日本的科学更倾向于实用,而不是理论。我们拿来了很多基本思想,把它们转变成实际的物体,在很多情况下,我们的产品连那些基础技术的创始人都没有想到。当然这是必然的。索尼公司的历史上就有一个很好的例证,我们改造了晶体管,将它用于收音机。今天我们正在开发用于机器上的新材料,但是那些机器还在设计者的图板上,而我们知道随着开发工作的进展,将来会需要它们的。
  最大的困难就是将新技术应用到人们的生活中去。一旦公众认识到这种新技术带来的优越性,他们就想得到它。难道家庭主妇还会愿意使用洗衣板吗?另外还有一个例子,在计算机和微处理器普及之前,很少有人意识到,加一个计算机就可以使小汽车只消耗这么少的燃油,坐上去可以这么舒服而且更加安全。为了安全起见,很多车型中现在都装上了传感器,它们在天刚黑时自动开灯,在第一滴雨滴落到挡风玻璃上时起动雨刮。装上一个非常小的计算机使得发动机的效率大大提高,所以可以造出更加经济的发动机。汽车的发动机中陶瓷零件越来越多,使得发动机更加耐热,寿命更长。新型塑料正在替代钢材。在通信系统中光纤将很快取代铜线和铝线。我们有会说话的汽车,当系统和部件处在危险条件下时,它就会警告我们,例如门没有关好,燃油不多了等等。我们还有方向自动搜寻装置,它与显示在仪表盘屏幕上的地图相配合。我们在光盘中贮存了成千上万的地图,它们可以将汽车现在的位置显示在地图屏幕上,当你驾车行驶时,这个位置随时不断地变化。有了这种装置就不可能迷路了。我还希望有避撞系统和更多的新东西,因为车上装的小计算机有很大的能力。
  尽管在汽车上已经完成了这些工作,将来还有可能具备更多的辅助装置和便利条件,汽车的基本特性却好像并不会有什么改变。四个车轮,一台发动机,一个车体仍然是个人陆上交通工具的标准,汽车制造商正在接近一个顶峰。所有的改进都是为了使汽车比以前更加安全、优越和可靠,但是不久以后,随着它们的可靠性不断改进,各种汽车之间就不会有什么区别了。从一个对商品化感兴趣的人的眼光来看,我相信人们将会对那些自动化的先进性习以为常,在顾客的心目中风格将会成为主要的区别。当技术上的改进不断进步,最后变成我们生活中的一部分时,它就被视为理所当然的事,其实也应该如此。
  当我刚开始学开车时,驾驶本身几乎就是一种专门的技术,为了通过考试,我必须懂得发动机的机械原理和驾驶培训课程中的一切。今天已经不可能这样做了。现在汽车出了毛病时,我们要依靠专门的技术人员修理。有时我为再也不能自己动手修发动机而感到遗憾,但是作为补偿,晚上我再也不用把车停在坡道上,以便第二天起动。我反正还可以把时间花在其它的事情上面。像我这样的年纪、甚至更年青一点的人都还记得瘪胎曾经是很普通的事,但现在却很少发生了。
  我记得以前人们经常要更换收音机和早期电视机中的电子管和其它元件。在美国的一些杂货店里就有检测仪表,人们可以把出毛病的电视机里的电子管拿到那里去检查,如果需要更换时,还可以在那里买到新的。自从出现了晶体管、二极管、半导体、集成电路和更好的装配生产线之后,所有这一切都消声匿迹了。自动锡焊机和更加精良的质量管理,加上寿命更长、更加可靠的新型材料,大大地减少了售后服务的需要。
  但是随着人们对新产品的质量、可靠性和先进性习以为常,我们这些搞实业的人就面临着挑战,我们怎样才能创造新的产品,并足以引起顾客的兴趣呢?如果我们不能不断地改进提供给公众的产品,我们就没有希望在这个行业中生存下去。
  由于新型激光唱盘的技术,现在人们能够在家里听到的复制音乐作品具有历史上最高的保真度。激光唱盘技术是用一小束激光读取保留在一块镀塑铝盘上的信息(它不像老式唱片,需要一根唱针在片槽中滑动),这种技术开创了一个新的时代,人们用激光唱盘听到的音乐与现场的演奏精确相同。没有磁带和片槽中缺陷引起的噪音,听到的只有音乐,伴随着演奏时的动感。指挥家赫伯特.冯.卡拉扬对这种新技术有着强烈的感受,所以甚至在我们的全系列激光唱盘放音机上市之前,那时商店里的激光唱盘也不多,他和我就一起在萨尔斯堡,后来又在东京,对世界各国的记者就这种新技术和它的重要性发表过谈话。
  我的一些电子业界的同行说,激光是本世纪中最伟大的发明之一,与晶体管、集成电路以及后来的大型集成电路同样重要。我同意这种说法。毫无疑问,激光技术已经改变了我们的生活,今后几十年里还会继续改变我们的生活。众所周知的激光技术应用首先是在工业和医疗方面。以前高明的外科医生要做出冷静的判断只有依靠手术刀,而激光在外科中的应用是一大飞跃。它使人们想到将激光从实验室和医院带入家庭。现在我们在数字、光学和音响设备中应用激光,激光提供了最佳的声音和逼真的图像。但这还仅仅只是家庭革命的一个开头,在这场革命中激光将成为一长串新设备中的主角,从防盗警报到信息和指挥系统。
  使用激光读取数字化光盘对存贮系统有很大的好处,这种技术用于这种系统时,一张4.7英寸的光盘就可保存大约275,000页的文字。今天整套格罗利百科全书装进了一张小小的光盘,在键盘上敲一敲按键,立刻就可以翻到你需要的任意一页。现在可以将任何信息存入光盘中,以后还可取出。这为研究者、图书馆和出版社都开创了很多的应用途径。对于公司的应用是没有止境的,例如用来管理仓库,贮存各种各样数量巨大的数据,以便日后随时取用。这些设备与计算机相联结,或者成为其中的一部分,再利用电话线将计算机与世界上任意一个地方的数据库相联,这样就形成了一种相当强大的联合力量。在激光、计算机和通信应用技术方面我们仅仅只是开了个头。
  我儿子昌夫负责索尼公司的家庭和个人计算机产品,有时他认为最高管理层对他的部门没有尽最大的努力,他会对我们很不耐烦。他说:“我每天都感受到压力,要提出计算机在家庭中应用的新想法,但这是一件难办的事。人们看到的是一台孤立的计算机,有一个软盘驱动器和一个像打字机一样的键盘。可能很难说服人们相信需要一台计算机,但是一台收集和处理信息的机器就不一样了,这正是我们的目标。每个人都有电视机和电话,如果加上一台计算机,立即就可以组成一个新的信息系统。你只需要装入软件就行了。毫无疑问,全世界都在朝这个方向走。”
  我有时感到困惑,尽管我们自认为我们这些最高管理者在技术上很内行,从下面上来的年青人却经常唠叨,说我们对采用新技术的态度太迟钝。我想我们自己年青时也是一样的。昌夫说:“几十年以前,本公司的资深人士将他们的技术诀窍传授给年青人,年长的经理们精通模拟技术,受到员工的崇拜,也是理应如此。但是今天我们中的一些刚从学校毕业的新员工对数字技术知道得更多,比老资格的人还多,于是他们把自己的技术诀窍传向上面,这是全新的发展。”
  索尼公司的强大在于公司结构十分灵活,没有顽固的“排外综合症”,这是指有些傲慢的经理不愿意接受自己不信任的任何想法。在一些结构僵化的传统日本公司中有时会有这种问题。虽然我们有些最好的主意是头发花白的上层人士想出来的,但我们总是从下层梯队中发现生力军,对他们进行鼓励和褒奖,将来可能还会进一步加强这方面的工作。
  我们在很多技术上的突破,从晶体管、单枪三色显像管到高清晰度电视系统,都是由有着顽强追求的年青人完成的。
  我们正朝着新型通信的方向走向九十年代和更远的未来。卫星碟型天线在美国已经非常流行,用于家庭,因为只要加装一个小小的抛物面天线,就可以从各种信息源将大量的信息带入家庭,所以它将改变广播行业。这就要求用更加多样化的录像机或光盘系统记录信息,以便日后使用。它不仅会影响到广播和广播员,也会影响他们的广告商。
  美国的一些有线电视公司开始对他们的节目加密,这样那些有卫星天线但没装授权解密器的人就看不到图像。但是基本的电子技术是公开的,很少有什么秘密可言,聪明的技术人员已经找出了制造未授权解密器的办法。
  在计算机发展过程的初期,我们就看到了机灵的年青人是怎样打入精心设防的计算机,所以我相信,我们进入下个世纪时信息的保安将会成为一个更大的问题。特别是新型的、更小的计算机将会以令人眩目的速度运行,一秒钟可以进行几千万次运算。
  现在标准的黑色塑料慢放唱片已经被CD(激光唱盘)取代,这正像从每分钟78转的标准唱片转变到慢放唱片的过程一样。八毫米磁带小型家用电视摄像机很快就会成为业余爱好者的标准摄像机,就像尺寸大一点的Betamovie和VHS摄像机把八毫米胶片摄像机赶进了家庭的贮藏室里去了一样。现在的高性能摄像机小得可以放进公文箱的一角,磁带装在一个盒子里,比标准的盒式录音带还小,即使在光线很暗的地方也可以照出很清楚的图像。这是一个进步,这种进步很像从笨拙的带折叠箱并使用底片夹的照相机到现在广为普及的35毫米胶卷小型照相机所经历的变化。35毫米胶卷照相机将会被我们的马维卡那样的无胶卷照相机所取代。无胶卷照相机使用电荷耦合装置对图像进行数字化处理,再把它们存在一个很小的转盘上,不用担心任何化学处理过程。马维卡和类似的无胶卷照相机还没有进入市场提供给一般公众使用,但是作为一种专业工具,它们的灵活性已经得以证实,《朝日新闻》那次跨越太平洋将奥运会的照片不断地发回就是一个例子。
  在图像技术方面,现在我们已经有1,125条扫描线的高清晰度电视(相比之下,美国为525线,欧洲为626线),这使得电视图像达到了轮廓清楚的静态照片的质量。我想,我们不仅给人们的家庭带来了清楚的图像,减少了眼睛的疲劳,而且还用这种新型电视给电影业带来了一场革命。传统的电视机亮度太低,不能当作电影。但是有了我们的新特点以后,电视摄像机和磁带总有一天会取代大型的35毫米胶片摄像机,这种事情是层出不穷的,例如电视新闻采访中小型磁带摄像机取代了以前电视新闻组用过的16毫米胶片摄像机,U-Matic磁带录像机取代了广播摄影棚中的16毫米投影机。
  为了做试验,保罗.希拉德导演在他的电影《三岛》中一部分用录像带拍摄,他对这部分很满意。录像带一拍好就可以重放出来看,不像传统的胶片还要经过化学处理。有些导演在拍电影镜头时采用磁带摄像机,以便迅速地看一下这些镜头,并决定是否需要重拍,这样已经节省了经费。弗兰西斯。福特。科波拉估计用录像带可以将制作费用减少30%,还可以节约大量的时间。录像带的图像还不能投射到剧场的大屏幕上,先要把它们转换成胶片才行。但是录像带电影的可能性在日本和其它国家都激励着技术人员。特技、配音、擦除、分切镜头和其它在电影中常用的技巧现在可以更加容易地在录像带上用电子技术来实现。采用电子和数字化技术,可以让超人飞翔,但是并不需要钢丝。我相信索尼的技术在进入下一个世纪之前在电影制作中将会得以广泛的应用。
  看过ABC(美国广播公司)1984年奥运会超慢动作录像节目的人实际上看到的是索尼公司以高清晰度电视技术为基础的超级动作录像系统的结果。这种技术制造的慢动作是传统慢动作速度的三分之一,而且图像更加清楚。
  在影像的其它技术领域,索尼公司生产出新型的、具备很大图像存贮能力的录像机,它特别适合于计算机的图形,1984年我们为此荣获爱米奖,当时我很高兴地代表索尼公司领奖。那次是我们第四次获得爱米奖。(第一次是1973年的单枪三色显像管;第二次是1976年的U-Matic摄像机;第三次是1979年的一英寸螺旋扫描磁带录像技术)。1985年《公告板》杂志为我们具有革命性的D-5小型光盘放音机颁发了新潮创始人奖。1985年在日本筑波科学博览会上我们展示出巨型显像管Jumbotron,用它制造的电视机屏幕宽131英尺,高82英尺,从那以后我们还在美国安装了一些屏幕稍小一点的模型。我们仍然生产收音机,包括世界上最薄的调幅-调频收音机,它只有4毫米厚,重33克,也就是一盎司多一点。我们向美国(蒙杉托电气材料公司)、日本和意大利的公司出售我们自己的新型MCZ技术,这是一种方法,用于生产高质量的大规模集成电路单晶硅。我们和RCA航天电子公司合作为索尼公司安排了在日本市场上推出先进的通信卫星,我们还在北美洲的市场上推出了一种机型,它集计算机、电视机和通信技术于一身。
  事实上当我展望下一个世纪的时候,我就会感到我们正在努力奋斗的事业是某些最有希望保证人类生存的技术。在我的公司里没有航天方面的专门技术,虽然日本的其它公司越来越多地涉及到这个方面。波音公司的宽体喷气式飞机的一些部件是在日本生产的,在日本进行的新型发动机的设计和制造,在与英国和其它欧洲公司的合作下,取得了迅速的进展。九十年代日本的H-系列三级助推火箭将会出世,它可以将2吨重的卫星送入地球同步轨道。但是那些有希望得到最大重视的领域,例如光电子学、数字化技术、影像技术和激光技术,正好都是我们的专长。这些技术要把索尼公司引向何方?那就要看你怎么想像了。我不认为任何其它公司对所有这些领域都有专长。然而我却经常提醒我的同事,其它公司也在向这些领域张望,所以只有最善于管理自已技术的公司才能取得领先的地位。如果认为我们拥有全部技术就可以高枕无忧,那将是靠不住的。正是因为我们有明显的优势,所以我们必须设法让它结出最好的果实。我们对实验室的研究和设计已经投入了几十个亿,其它人总是观望我们,一旦我们的头炮打响之后,他们就会利用我们先期投资的好处,挤进我们的领域中来,但我们并不能改变这种情况,我也不想抱怨任何人。我们为自己在这个重要领域中的能力而感到自豪,现在公司管理者的责任在于决定今后十五年内我们可以做什么。如果我们不能从这样丰盛的果园里结出硕果,那我们一定是在睡大觉。

从NASA的太空相机到你的手机:CMOS图像传感器是如何一步步改变世界的? 本文追溯了CMOS图像传感器从NASA太空相机到智能手机的演变历程,揭示了这一技术如何彻底改变影像记录方式。通过分析CMOS传感器的技术突破、商业化历程及在手机摄影、计算摄影等领域的创新应用,展现了其从实验室发明到全球年出货量超80亿颗的产业传奇。 阅读详情

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