【芯历史】索尼与半导体产业的“不解之缘”

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。

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。

（木棉）

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