Cuộc chiến về kích thước cảm biến camera trên điện thoại thông minh, sự thỏa hiệp về thiết kế và đột phá của các mô-đun cảm biến lớn 1 inch

Trong cuộc đua công nghệ điện thoại thông minh, kích thước cảm biến luôn là một chiến trường. Từ 1/2,5 inch ban đầu đến 1 inch lớn ngày nay cảm biến, đang cố gắng đạt được bước nhảy vọt về chất lượng hình ảnh thông qua nâng cấp phần cứng vật lý. Tuy nhiên, sau khi kích thước cảm biến phá vỡ điểm tới hạn, mâu thuẫn giữa thiết kế mô-đun quang học và thân máy dần trở nên nổi bật và một trò chơi về lộ trình kỹ thuật đang âm thầm diễn ra.

Ưu điểm của cảm biến lớn là rõ ràng: vùng nhạy sáng lớn hơn có thể thu được nhiều photon hơn, cải thiện đáng kể khả năng chụp thiếu sáng và dải động đồng thời mang lại hiệu ứng làm mờ hậu cảnh tự nhiên hơn. Lấy OPPO Find X7 Ultra được trang bị LYT900 làm ví dụ, cảm biến 1 inch của nó, thông qua công nghệ xử lý 22nm và công nghệ DI ADC, đã đạt được khả năng DCG HDR toàn phần và với lấy mẫu kép tức thời, nó đã đưa hiệu suất động của nhiếp ảnh điện toán lên một tầm cao mới. vivo X100 Ultra, thông qua nhóm ống kính quang học 1G + 7P lớp phủ Zeiss T *, tối ưu hóa hơn nữa hiệu suất quang học của cảm biến lớn, đảm bảo tái tạo chính xác các chi tiết và màu sắc. Tuy nhiên, việc mở rộng kích thước vật lý mang lại những vấn đề gai góc. Mẫu Xiaomi 13 Ultra đời đầu có độ dày mô-đun camera là 15,4mm, ảnh hưởng đáng kể đến độ bám. Để cân bằng hiệu suất hình ảnh và độ nhẹ của thân máy, các nhà sản xuất đã phải thỏa hiệp. Ví dụ, Xiaomi 15 Ultra sử dụng thiết kế bo mạch chủ để tạo không gian cho thành phần camera, nhưng lại hy sinh một phần thể tích động cơ; Huawei Pura 70 Ultra, thông qua "cấu trúc ống kính thiên văn mô-đun sao", tích hợp cảm biến 1 inch với khẩu độ lớn F1.6 vào thân máy 8,4mm, đạt được bước đột phá lớn trong công nghiệp.

Đối mặt với nút thắt về kích thước, các nhà sản xuất bắt đầu khám phá các con đường kỹ thuật đa dạng. OPP và Sony cùng nhau nghiên cứu và phát triển công nghệ pixel gấp (pixel bóng bán dẫn hai lớp), thông qua tối ưu hóa cấu trúc, tín hiệu bão hòa tăng gấp 2 lần, dải động tăng 355% và độ dày mô-đun giảm 3mm, hỗ trợ chính cho việc nâng cấp hình ảnh của điện thoại di động có thể gập lại. Đột phá công nghệ này cho thấy việc cải thiện hiệu suất cảm biến không chỉ dựa vào việc mở rộng kích thước vật lý. Mặt khác, việc tích hợp pixel cao và cảm biến lớn đã trở thành xu hướng mới. Mặc dù cảm biến 200MP của Samsung có lợi thế về kích thước 1/1,3 inch nhưng Sony đang phát triển cảm biến 200MP lớn hơn, cố gắng vượt qua nó thông qua các thông số phần cứng. Cuộc thi về lộ trình công nghệ này về cơ bản là những hiểu biết khác nhau về sự cân bằng giữa "mật độ pixel" và "khu vực nhạy sáng" của các nhà sản xuất. Trong tương lai, cách đạt được pixel cao và cảm biến lớn trong không gian hạn chế sẽ trở thành đề xuất của ngành.

Trong khi cảm biến 1 inch vẫn chiếm ưu thế trên các mẫu máy hàng đầu, một số nhà sản xuất đang cố gắng quay trở lại với sự hợp lý. Dòng Xiaomi 14 đã từ bỏ IMX989 để chuyển sang cảm biến "Light and Shadow Hunter", bù đắp cho khoảng cách phần cứng thông qua điều chỉnh khẩu độ và thuật toán tính toán; Vivo, mặt khác, đã đạt được khả năng xử lý hình ảnh có độ trễ thấp thông qua chip AI-ISP, chụp ảnh tính toán theo hướng xử lý theo thời gian thực và theo kịch bản. Những trường hợp này cho thấy "cuộc chạy đua vũ trang" chỉ dựa vào kích thước cảm biến không còn đáp ứng được nhu cầu của người dùng nữa, tối ưu hóa sâu cả phần cứng và phần mềm là hướng đi trong tương lai. Điều đáng chú ý là những cải tiến trong thiết kế quang học đang đẩy nhanh quá trình đột phá các giới hạn vật lý. Ống kính sopic của Huawei và hệ thống camera kép tiềm vọng của OPPO, cả hai đều thông qua thiết kế cấu trúc, tái tạo đường dẫn quang học trong không gian hạn chế, giữ lại lợi thế của cảm biến lớn đồng thời cũng xem xét thiết kế mỏng. Loại trí tuệ "làm phép thuật trong vỏ ốc sên" này có thể đưa hình ảnh điện thoại di động vào kỷ nguyên mới của "đổi mới toàn cầu".

Cuộc chiến về kích thước cảm biến trong máy ảnh điện thoại thông minh vẫn chưa kết thúc, nhưng trọng tâm của ngành đã chuyển từ so sánh phần cứng thuần túy sang công nghệ và trải nghiệm người dùng. Sự phổ biến của cảm biến 1 inch không chỉ là một cột mốc mà còn là điểm khởi đầu mới—nó buộc các nhà sản xuất phải tìm ra nhiều giải pháp ingen hơn trong không gian hạn chế, thúc đẩy công nghệ hình ảnh hướng tới sự phát triển tinh vi và thông minh hơn. Trong tương lai, với những đột phá liên tục trong khoa học vật liệu và thuật toán, điện thoại thông minh có thể hoàn toàn thay đổi nhận thức truyền thống về "cảm biến lớn hơn sẽ chiến thắng", tìm ra sự cân bằng hoàn hảo giữa độ mỏng và chất lượng hình ảnh.