Cảm biến hình ảnh: Cuộc chiến khốc liệt của ngành công nghiệp máy ảnh

Thảo luận trong 'Thiết bị Ghi hình' bắt đầu bởi SkylerNew, 17/1/22.

  1. SkylerNew

    SkylerNew Chuyên viên tin tức Thành viên BQT

    Tham gia ngày:
    1/7/08
    Bài viết:
    19,577
    Đã được cảm ơn:
    19,873
    Công ty sản xuất máy ảnh nào có lợi thế về công nghệ cảm biến hình ảnh chắc chắn sẽ nắm trong tay nhiều lợi thế để vượt mặt các đối thủ trên thị trường.

    [​IMG]
    Sản xuất linh kiện để chế tạo máy ảnh là điều mà các hãng có thể làm được nhưng để trở thành một nhà sản xuất cạnh tranh toàn cầu, bạn sẽ cần phải chế tạo các cảm biến có thể tích hợp trong thân máy.

    Lịch sử sản xuất máy ảnh
    Ngành kinh doanh sản xuất máy ảnh có nguồn gốc từ lĩnh vực cơ khí chính xác. Bất cứ ai đã cầm và sử dụng một bộ phim của Leica sẽ phải ngạc nhiên trước vẻ đẹp thẩm mỹ của nó.

    Tất nhiên thân máy chỉ là một nửa của vấn đề, bởi lẽ ống kính cũng là một yếu tố quan trọng khác. Trên thực tế, không thể đánh giá thấp tầm quan trọng của ống kính, bởi nó là một trong những lý do dẫn đến thành công của Leica hay Nikon và Canon.


    Những nhà sản xuất máy ảnh thường mua lại các nhà sản xuất ống kính như Bronica, trong khi những nhà sản xuất quang học, ống kính lại trở thành nhà sản xuất máy ảnh, chẳng hạn như Minolta. Chắc chắn các nhà sản xuất ống kính nổi bật như Zeiss và Sigma luôn nỗ lực để tận dụng tối đa các đặc điểm của máy ảnh.

    [​IMG]
    Điều mà các nhà sản xuất không kiểm soát được là cuộn phim. Đó là lựa chọn kỹ thuật, thẩm mỹ của nhiếp ảnh gia và phụ thuộc vào những gì họ muốn đạt được. Dương bản, âm bản, đen trắng, màu sắc, nhanh hay chậm… tất cả đều là những lựa chọn xác định “diện mạo” cuối cùng và dựa vào thuật toán hóa học của nhà sản xuất phim.

    Sự chuyển đổi từ máy ảnh phim sang kỹ thuật số
    Việc chuyển sang kỹ thuật số đã thay đổi hoàn toàn mối quan hệ giữa nhà sản xuất và nhiếp ảnh gia vì giờ đây mọi thứ đều chuyển sang xử lý hậu kỳ, có thể trong máy ảnh hoặc quá trình hậu kỳ sau đó. Cảm biến hiện là một bộ phận tích hợp các thông số kỹ thuật rất quan trọng đối với hiệu suất tổng thể của một chiếc máy ảnh.

    Trên thực tế, cảm biến là một trong những điểm nhấn chính của các nhà sản xuất. Bằng chứng là cuộc chạy đua điểm ảnh vào đầu những năm 2000. Cuộc chạy đua cảm biến đã giảm nhiệt trong 10 năm qua và giờ đây các hãng đang tập trung nhiều vào hiệu suất cảm biến với độ noise, dynamic range và tốc độ đọc dữ liệu.

    Ví dụ khi Nikon D800 ra mắt, cảm biến 36MP đã là thứ mang tính đột phá. Nhưng sự xuất hiện gần đây của Z9 với cảm biến 46MP cho thấy mức tăng mật độ điểm ảnh trong 10 năm qua rất hạn chế. Tuy nhiên hai cảm biến lại rất khác biệt về độ noise, dynamic range và tốc độ đọc.

    [​IMG]
    Z9 thực tế trang bị một cảm biến tốt hơn rất nhiều. Nó tạo ra hình ảnh rõ ràng hơn, dải dynamic range rộng hơn và tốc độ đọc ghi của thẻ nhớ cao hơn. Noise và dynamic range liên quan trực tiếp đến việc tạo ra hình ảnh trông sạch và độ chi tiết cao hơn trong khi tốc độ đọc ảnh cũng ảnh hưởng tới khả năng bắt trọn khoảnh khắc của máy.

    Tuy nhiên, động lực lớn nhất cho cuộc cách mạng thiết kế cảm biến có lẽ là video. Sự thúc đẩy không ngừng giữa một thiết bị có khả năng quay video và chụp ảnh tĩnh, đặc biệt là sự tiên phong của Panasonic đã thúc đẩy mong muốn của thị trường đối với chức năng này. Mặc dù cả Nikon (D90) và Canon (5D Mark II) đều sớm tiếp thị tính năng quay video nhưng chúng dường như đang bị tụt lại so với các đối thủ và chỉ gần đây mới thực sự dẫn đầu thị trường.

    Với Z9 cần lưu ý rằng các thông số kỹ thuật thu hút chủ yếu tập trung vào cảm biến. Tốc độ đọc nhanh cho phép Z9 chụp ảnh RAW với tốc độ 20 khung hình/giây và tối đa lên tới 1000 ảnh. Ngoài ra, Z9 cũng có thể quay video 8K ở tốc độ 60fps và 8K ở tốc độ 30fps trong 125 phút.

    Tập trung vào cảm biến không phải là coi thường các yếu tố khác trong thiết kế máy ảnh, bởi máy ảnh cần sự cân bằng và làm sao có thể giảm tải hàng đống dữ liệu cảm biến từ bộ xử lý Expeed 7 và chuyển số dữ liệu đó vào thẻ nhớ. Các tính năng như IBIS và tự động lấy nét, theo dõi đối tượng đã được cải thiện đáng kể.

    Nhưng dù sao, cảm biến vẫn là mấu chốt của hệ thống máy ảnh và được thiết kế không chỉ để đem tới những bức ảnh cuối cùng tốt nhất mà còn kết nối hiệu quả với thân máy, ống kính.

    Các hãng có cần thiết phải tự sản xuất cảm biến?
    Đầu tiên cần phải nói rằng sản xuất (hoặc chế tạo) cảm biến hình ảnh là một ngành kinh doanh được mở rộng ồ ạt nhưng tốn kém. Con số 1,5 tỷ chiếc smartphone được bán ra mỗi năm là minh chứng cho điều đó nhưng sau đó, hệ thống thị giác công nghiệp được đưa vào các lĩnh vực robot, ôtô, y tế, khoa học và không ngạc nhiên khi nhu cầu toàn cầu đang tăng lên.

    Vào năm 2019, thị trường này trị giá 17,2 tỷ USD và ước tính sẽ tăng lên 27 tỷ USD vào năm 2023. Thực tế vì điều này vào năm 2020, Samsung đã bắt đầu chuyển đổi dây chuyền sản xuất DRAM hiện có sang cảm biến hình ảnh.

    [​IMG]
    Thị phần lợi nhuận của các hãng trên thị trường cảm biến hình ảnh trong năm 2019. Nguồn: Image Sensors World

    Công bằng mà nói, việc tham gia kinh doanh chế tạo không dành cho những người chơi nhỏ và trên thực tế bị chi phối bởi một số công ty lớn.

    Vào năm 2019 thị phần của các hãng sản xuất cảm biến hình ảnh cụ thể như sau: Sony (51%), Samsung (21%), OmniVision (7%), On Semi (6%), Canon (4%), Hynix (2%) và 9% còn lại là của một số hãng khác. Bước sang năm 2020, con số vẫn không có nhiều thay đổi khi dẫn đầu vẫn là bộ ba Sony (46%), Samsung (29%) và OmniVision (10%).

    [​IMG]
    Thị phần doanh thu của các hãng trên thị trường cảm biến hình ảnh trong năm 2020. Ảnh Strategy Analytics

    Nhưng còn các nhà sản xuất máy ảnh thì sao? Giải pháp đơn giản nhất là mua một sản phẩm hiện có bán sẵn và đây là lựa chọn mà nhiều nhà sản xuất đang áp dụng. Bạn biết những gì bạn nhận được và thiết kế máy ảnh sao cho phù hợp với các thông số kỹ thuật của cảm biến. Đây rõ ràng là một cách tiết kiệm chi phí khá hoàn hảo.

    Nhưng tất nhiên cách làm này cũng có nhược điểm nhất định. Các hãng không thể tối ưu hóa cảm biến theo thông số kỹ thuật, thiết kế ống kính và thân máy ảnh.

    Cách tiếp cận này hơi giống với việc sử dụng chip Intel hoặc AMD trên PC. Khi đó bạn có thể chọn thông số kỹ thuật bạn muốn và xây dựng một hệ thống tùy theo con chip của hãng bạn chọn. Apple xác định đây là cơ hội để tạo sự khác biệt trên thị trường và phát triển chip M1 do TSMC sản xuất.

    Các giải pháp thay thế để thiết kế và sản xuất cảm biến

    Việc tự thiết kế và sản xuất cảm biến của riêng mình, đặc biệt là đối với các mẫu máy cao cấp rõ ràng là có lợi, mặc dù điều này phải được cân nhắc so với chi phí sản xuất cảm biến. Vì lý do này, các nhà sản xuất có hai lựa chọn thay thế.

    Đầu tiên là cung cấp các thông số kỹ thuật và ràng buộc chung, sau đó sử dụng thiết kế của bên thứ ba để sản xuất. Đây thực sự là cách Sony Semiconductor Solutions (một công ty con của Sony) hoạt động, chứ không phải là một xưởng đúc sản xuất theo thiết kế được cung cấp sẵn, chẳng hạn như Tower Semiconductor.

    Nikon cũng đã sử dụng cảm biến của Sony từ rất lâu nhưng phần lớn các nhà sản xuất không quá phụ thuộc vào một cảm biến. Trong quá khứ, Nikon đã tự sản xuất một số cảm biến của riêng mình, bao gồm cả các mẫu LBCAST, mặc dù có vẻ như Nikon đã không còn tự sản xuất nữa nhưng vẫn giữ lại thiết kế cảm biến này.

    Tương tự, Sigma giao việc sản xuất cảm biến Foveon cho Dongbu HiTek, Fuji sử dụng kết hợp cảm biến của Fuji và Toshiba, Panasonic đặt sản xuất từ TowerJazz, Olympus sử dụng một loạt nhà sản xuất và Pentax chủ yếu hợp tác với Sony.

    [​IMG]
    Canon có lẽ là một trường hợp ngoại lệ khi hãng tự sản xuất và đưa cảm biến của mình lên các mẫu máy ảnh EOS. Với khoảng 4% thị phần cảm biến, Canon chỉ là một nhà sản xuất tương đối nhỏ và giống như Nikon, họ cũng sản xuất các hệ thống chế tạo được sử dụng trong các xưởng đúc.

    Việc ra mắt Canon R3 cho thấy cảm biến Canon vẫn có vai trò nhất định và chứng tỏ hãng đủ khả năng cạnh tranh với các đối thủ như Nikon và Sony.

    Các nhà sản xuất máy ảnh có nên chế tạo cảm biến của họ không?
    Vậy các nhà sản xuất máy ảnh có cần sản xuất cảm biến cho riêng mình hay không? Câu trả lời là còn tùy.

    Điều quan trọng là thiết kế cảm biến hình ảnh của riêng hãng nên được dành riêng cho các mẫu máy cao cấp nhất. Điều này mang lại sự khác biệt cho thị trường thông qua khả năng đổi mới trực tiếp thiết kế cảm biến, đồng thời tích hợp nó vào toàn bộ hệ thống máy ảnh, giống như cách Nikon đã làm.

    Có lẽ “tích hợp” là từ khóa ở đây. Với sự ra đời của smartphone, người dùng mong đợi một hệ thống tích hợp hoạt động toàn diện để tạo ra hình ảnh tốt nhất có thể. Các nhà sản xuất máy ảnh phải nghiên cứu nhiều thứ, ngoài thân máy và ống kính để cung cấp một chuỗi xử lý dữ liệu từ chụp ảnh cho đến hình ảnh đã xử lý mà người dùng mong muốn.

    Cảm biến hình ảnh đã trở thành một bộ phận quan trọng đến mức được dùng để xác định giá trị của một chiếc máy ảnh hay chưa? Câu trả lời là hoàn toàn có thể.

    Theo VN review​
     
    JupR74 cảm ơn bài này.
  2. minhanvietnam

    minhanvietnam New Member

    Tham gia ngày:
    30/3/22
    Bài viết:
    22
    Đã được cảm ơn:
    5
    Giới tính:
    Nam
    Điều quan trọng là thiết kế cảm biến hình ảnh của riêng hãng nên được dành riêng cho các mẫu máy cao cấp nhất. Điều này mang lại sự khác biệt cho thị trường thông qua khả năng đổi mới trực tiếp thiết kế cảm biến, đồng thời tích hợp nó vào toàn bộ hệ thống máy ảnh, giống như cách Nikon đã làm.
     

Chia sẻ trang này