數十萬一臺的電影機，需要何種傳感器與之匹配

電子發燒友網報道（文/周凱揚）出于現今的電影市場對影片質量的要求，數字電影機的重要性越來越重要。對于動輒數十萬上百萬一臺的電影機而言，產量和成本并不在考慮范圍內，無論是I/O模塊、音頻模塊、處理器還是CMOS都用到了可靠性和性能最高的硬件，尤其是對于CMOS而言，圖像質量才是對其唯一的要求。

安森美

在高端電影機市場占比第一的Arri，至今已經有了100多年的歷史，在2024年奧斯卡的10部最佳影片提名中，有6部是用Arri的電影機拍攝的。從膠片時代到數碼時代，對于機器可靠性和畫面品質擁有極高要求的Arri，都是電影工業的?？?。然而在數字時代，Arri可以說僅僅憑借著兩塊傳感器，持續稱霸整個電影市場。

安森美聲稱與Arri合作設計圖像傳感器已經有了20多年的歷史，其實最早的合作來源于Cypress。從Arri推出的首個數字攝影機Arriflex D20開始，Cypress就開始為Arri設計CMOS圖像傳感器了，在收購了FillFactory這一從IMEC獨立出來的CMOS廠商后，Cypress已經擁有了高動態范圍CMOS圖像傳感器的設計與制造能力。直到首代Arri Alexa傳感器，Cypress都是Arri數字攝影時代的傳感器獨家供應商。

2011年，Cypress宣布將其CMOS圖像傳感器業務賣給了安森美，安森美這才接棒了為Arri供應圖像傳感器的任務。此后由安森美和Arri合作設計推出的Alev3 CMOS圖像傳感器，按照不同尺寸拼接在一起，被用于Alexa Mini、Alexa Mini LF和Alexa 65多款機型中，至今還在被各大影視基地、租賃公司和電影片場廣泛使用。2022年，Arri推出了Alexa 35電影機，其搭載的Alev 4 CMOS傳感器借助DGO技術實現了17檔的動態范圍，遠超市面上所有產品。

Alexa 35和Alev 4 CMOS圖像傳感器 / Arri

這種超高動態范圍的特質也延續到了安森美的其他圖像傳感器中去，比如其同樣市占率第一的汽車圖像傳感器。安森美表示，其Hyabusa汽車圖像傳感器技術的起源，正是來自其高端電影機傳感器。除了車用圖像傳感器外，他們也計劃把Hyabusa平臺推廣至機器人等應用，這些應用也能充分利用高動態范圍的優勢。

Forza Silicon

在追求分辨率和高速動作戲的好萊塢商業片中，也常常用到來自Red公司的電影機。作為手握壓縮RAW影像專利的電影機廠商，RED在近年來推出了一系列高分辨率的高速電影機，比如可以拍攝8K120FPS的全域快門產品RED迅猛龍X。

迅猛龍X / RED

與RED合作負責CMOS圖像傳感器設計的，則是一家名不見經傳的小廠，名為Forza Silicon，其為AMETEK材料分析部門下的一個業務團隊。盡管如此，Forza Silicon依然掌握了先進的模擬IP技術，可以提供高分辨率的全域快門CMOS圖像傳感器設計。值得一提的是，專注于高速攝影機制作的Phantom，也是屬于AMETEK旗下，其傳感器同樣由Forza Silicon設計。

由此可以看出，Forza Silicon的主要優勢在于高速成像領域，尤其是全域快門。在運動場景較多的電影中，全域快門可以徹底避免果凍效應的發生。也得益于高速讀出的特性，這類圖像傳感器可以借助多幀合成算法，實現更高的動態范圍。

不過相較于安森美的IDM，Forza Silicon只是一家Fabless公司，所以其CMOS圖像傳感器的制造由其他晶圓代工廠負責。從其晶圓廠合作伙伴以及合作生產項目來看，RED所用到的最新CMOS圖像傳感器很有可能是由高塔半導體或臺積電生產制造。

寫在最后

其實在電影這類高端數字攝影行業中，國產的CMOS圖像傳感器廠商也有所涉及，只不過其份額就更少了，而且鮮有出貨產品。更大幅面的CMOS圖像傳感器不僅對設計提出了更高的要求，也對制造的良率要求頗高，雖說電影工業并不像消費級市場一樣對成本把控極為嚴格，但難免會對出貨量產生影響。