Stacked CMOS-Sensor

vg

Vor allem seit Sony seine A9 Ende April 2017 vorstellte, sprechen viele Fotografen über den neuen Kamera-Sensor - mit stacked CMOS -, ohne jedoch genau zu verstehen, wie er funktioniert, wo die Vorteile liegen und welches das Zukunftspotential die Technologie bietet.

Hier werden auf einfache und verständliche Weise die Technik und Vorteile des stacked CMOS erklärt, die weitreichenden positiven Folgen für die Fotografie beschrieben sowie die Konkurrenz beleuchtet.

Dieser Artikel wendet sich an Fotografen/innen aller Stufen: Einsteiger, Anfänger, Hobbyfotografen, ambitionierte Fotografen und Profis, die Informationen zum Stacked CMOS suchen.

Ein Inhaltsverzeichnis mit direkten Sprungmarken und Überblick über alle bei Stacked CMOS behandelten Themenbereiche finden Sie als Pop-Up.

Geschichte

Technik

Klassischer Sensor

Abstrakte Darstellung eines klassischen CMOS-Sensors. Die Metallisierungsschichten oben (Verdrahtungen und Steuer-Chip) fangen leider einen Teil des Lichtes ab und reduzieren so die Lichtausbeute der darunter liegenden Photodiode. Aber diese Herstellungsweise war damals relativ einfach und preiswert.

Klassischer Sensor

Abstrakte Darstellung eines Backside illuminated CMOS-Sensors. Die Metallisierungsschichten (Verdrahtungen und Steuer-Chip) liegen zu einem großen Teil unten - unter der Photodiode - und stören somit nicht mehr den Lichteinfall.

Aufsicht

Abstrakte Darstellung: vergleichende Aufsicht auf einen klassischen Sensor und einen Stacked Sensor.

Stacked Sensor

Abstrakte Darstellung eines Stacked CMOS-Sensors. Man erkennt die zwei separaten Schichten, welche zusammengeklebt wurden. Der wesentlich größere Nano-Controller unter der Fotodiode besitzt einen integrierten DRAM-Baustein, um die gesamte Datenverarbeitung zu beschleunigen.

In einem Prospekt verwendet Sony auch ein anderes Symbolbild, das u.a. von dpreview aufgegriffen wurde. De facto darf man derartigen Symboldarstellungen mistrauen. Wie auch meine obigen Grafiken zeigen sie einen idealen Chip. In der Realität sehen diese wesentlich komplizierter aus.

Allgemeine technische Vorteile des Stacked CMOS

Praktische Vorteile für die Fotografie

Auch wenn Sony sich bezüglich der Details in oft Schweigen hüllt, so lassen sich aufgrund der seit Langem bekannten technischen Grundkonzepte und Technologien einige Aussagen machen:

Grenzen des derzeitigen Stacked CMOS

Weiterreichende Folgen

Völlig neue Funktionen

Software ersetzt Hardware

Zusammenfassend: Software wird auf fast allen Ebenen im Fotobereich Hardware nicht nur deutlich verbessern, sondern auch ersetzen. Letztendlich wird dies dazu führen, dass man in - vermutlich nicht allzu ferner - Zukunft mit relativ kleinen, leichten und preiswerten Smartphones (bei entsprechender Sensorgröße) die Bildqualität heutiger Vollformat-System-Kameras mit teurem und schweren Zubehör erzielen kann.

Video

Hardware ersetzt Software

Konsequenzen

Die Sony A9 stellt bei Weitem weder eine perfekte Kamera noch das Endstadium der Entwicklung dar. Aber sie gibt bereits heute einen Vorgeschmack dessen, was mit dieser neuen Sensor-Technologie zukünftig möglich wird.

Für klassische Fotografen äußerst betrüblich ist jedoch der Umstand, dass diese Technologie erstmals den völlig ungewohnten Weg von unten nach oben ging: Sie wurde ursprünglich für Smartphones entwickelt und diffundiert nun langsam zu den teuren Kameras. Das dürfte die Zukunft der Fotografie darstellen: Für die klassischen Fotografen bleiben - ketzerisch ausgedrückt - nur noch die Abfallprodukte übrig, die man - nach der erfolgreichen Anwendung in Smartphones - zu ihnen herunterreicht.

Konkurrenzlage

Zur Beruhigung aller Leser: Nein, ich bin nicht zu einem gläubigen Sony-Anhänger konvertiert. Genauso wenig, wie ich einer anderen Marke oder einem bestimmten Modell anhänge. Aber die mit der Nano-Technologie verbundenen Vorteile sind so erheblich, dass man sich dieser Umwälzung durchaus bewusst werden sollte. Und man sollte sich in dem notorisch skeptischen Europa und besonders in Deutschland durchaus wieder eine etwas positivere Einstellung zu grundsätzlich neuen Technologien aneignen. Denn Nano-Technologie steht eben nicht nur für gesundheitsgefährdend, sondern auch für intelligent, hilfreich und arbeitserleichternd.

Weiterführende Literatur / Quellen

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