業界 | 晶片群俠傳：Photobit PB-100

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編譯：fuma、胡笳

攝影界有一句俗話說得好——“最好的相機就是你的相機。”現如今，由於CMOS影像感測器以及NASA的功勞，我們有了常用的相機，手機或其他行動式裝置。

1992年，Eric Fossum在加利福尼亞州帕薩迪納的噴氣推進實驗室(JPL)工作，負責NASA一些雄心勃勃的太空探測器的建造和執行。那一年NASA向員工們發出了一個頗為有趣的要求——“更快，更好，更便宜。”作為JPL影像感測器研究的負責人，Fossum負責重新發明NASA太空船上的巨型相機。

與當時的其他裝置一樣，航天器相機使用電荷耦合器件（CCD）技術。CCD是第一代成功的數字影像感測器，它們使用一系列微小電容器，這些電容器累積的電荷與落在它們上的光的亮度成比例。然後將電荷從CCD上的電容器混頻到電容器，直到它們可以通過陣列邊緣處的電路轉換成電壓，然後轉換成畫素。

在數碼攝影市場上，這項成果已經付諸實際。但是除了CCD之外，改組過程還需要大量的能量和相當多的支援晶片。Fossum及其團隊發現，如果能夠消除在成像陣列中反覆轉移電荷的需要，那麼這兩個問題都將解決。

因此誕生了互補金氧半導體（CMOS）有源畫素感測器。這是具有畫素的“相機晶片”，每個畫素都可以進行自己的電荷轉換，從而顯著減少產生影像所需要的能量和支援電路。此外，CMOS感測器採用與大多數微處理器和儲存器晶片相同的材料和技術製造，使其更容易製造並且最具成本效益。

CMOS的確“更快，更好，更便宜”，但是NASA的反響並不樂觀。Fossum說：“人們完全投入了CCD陣營，不相信這可以做到，而且不想聽到它。”

Fossum參加了一次巡迴演出，訪問了NASA以外的各家公司，想讓他們對這項技術感興趣，“但是一年的努力無疾而終，我們如果要實現CMOS只能自己來！”

所以在1995年，Fossum、他的當時妻子和JPL同事Sabrina Kemeny共同創辦了Photobit公司。當Fossum繼續在JPL工作時，Kemeny以產假的原因離開了JPL，並在外運營公司。一年後，Fossum離開JPL，全職加入Photobit。

Eric Fossum 和Sabrina Kemeny在建立Photobit之前，正在選擇測試的感測器。

Photobit的第一個產品是1998年的PB-159，第二年，Photobit推出了PB-100，引起了巨大成功。這款晶片用於為突破性的英特爾Easy PC相機（一款網路相機），以及Logitech 後期版本的QuickCam提供動力。

PB-100以它大約100,000畫素（352×288）命名，將視訊會議帶入了主流。它最終導致了整個行業對CMOS的支援。隨著投資的增加，CMOS逐漸佔據了CCD的市場份額，從而可以將廉價的低功耗相機投入到各種小工具中。

根據市場研究公司IC Insights的說法，如今無處不在的手機和膝上型電腦，以及可穿戴裝置和醫療裝置，每秒鐘就要生產超過120個的新CMOS成像器。每年會產生超過40億的市場份額，這遠遠超出了Fossum原來的預期。

“誰會想到自拍或貓視訊在人們的生活中會如此重要？”Fossum說。 “每當看見有人在公園裡拍照，我心想‘哇，這一切都來自NASA技術，而且是我參與發明的，真是有趣。’”

最令Fossum驕傲的事就是因此帶來的社會正義。他說，“許多事件會因為手機攝像頭而曝光於社會，比如飛機乘客被乘務員拖走暴打、警察虐待有色人種等等。”

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https://spectrum.ieee.org/tech-history/silicon-revolution/chip-hall-of-fame-photobit-pb100