好在，這里面其實也并不是毫無規律可循。在分析了當前市場里的大量產品和已知的技術信息后，我們還是將手機拍照設計的思路按照它們的“內部級別”以及在不同檔位產品上的分布情況，分出了“三六九等”。
“人上人”的設計：架構進化勝于一切
在半導體領域，架構的進化壓倒單純的“堆料”可以說是一個最基本的常識。它既適用于CPU、顯卡，也同樣適用于手機里的CMOS影像傳感器。
比如一個典型的例子就是三星的HP2，以及其后繼型號HP25X，這兩款CMOS在行業首創了“雙垂直傳輸門（D-VTG）”結構。
眾所周知，CMOS的基本工作原理是靠光電二極管（PD）將光子轉換為電子，然后傳輸門就負責釋放光電二極管里的電子，并將電信號傳輸給浮動擴散層（FD），而FD里積累的電子就會被最終識別為代表像素點圖像信息的電勢差。
如此一來，當三星將CMOS里每一個像素的傳輸門從一個增加到兩個后，就帶來了兩重好處。其一，它使得光電二極管“放電”的速度更快、放電更徹底，這就變相增加了每個像素（光電二極管）的電子容量，也就是俗稱的滿阱容。其次，它還意味著CMOS中每個像素每次感光生成的信號電勢差更明顯、信噪比更高。
有多高呢？在IEEE的一份論文中顯示，當HP2工作在2億像素模式下的時候，它的單像素滿阱容為10000個電子，如果是“四合一”之后的5000萬像素模式，滿阱容將高達40000個電子。要知道索尼引以為傲的全畫幅相機A7R4的CMOS，滿阱容也才36000個電子。也就是說在光線充足的前提下，三星這款旗艦級、僅有1/1.3英寸的手機CMOS，甚至用不到“16合1”像素模式，信噪比就已經超越了全畫幅單電，因此對比普通的1英寸CMOS自然也是碾壓。
當然，搞架構創新的不只是三星，也有索尼。只不過索尼走了另外一條沒那么微觀的創新道路，也就是所謂的“雙層晶體管傳感器”IMX888。
那么什么叫做雙層晶體管傳感器呢？首先，大家還記得前文中在講到三星CMOS時，提到的傳輸門（TG）嗎。沒錯，在傳統的單層CMOS上，包括傳輸門、行選擇器、源跟隨器等一系列不負責感光的信號傳輸和處理元件，與負責感光的光電二極管其實是“平鋪”在一起布置的。
很顯然，這就造成了這些非感光元器件，實際上會擠占光電二極管真正的有效面積。也就是說在傳統CMOS上，所謂的“傳感器面積”里其實有一部分是并不感光的，它的真正感光元件尺寸也會比直接計算出的“像素尺寸”要實際略小一點點。
而索尼的雙層晶體管傳感器，就是將這些不感光的信號讀出元器件用第二塊晶圓去制作，然后堆疊在感光元器件的下方。這樣一來，真正感光的那一面就可以做到幾乎“不摻假”的感光面積，二極管的尺寸可以被放大，同時CMOS面積還能夠不增加（甚至是做得更小）。
根據索尼公布的相關信息顯示，在使用雙層晶體管結構后，同樣是“標稱”1微米像素的CMOS，雙層晶體管的型號滿阱容可達12000個電子，比老式的設計直接翻倍。當然反過來說也就意味著，在以前的單層晶體管索尼CMOS上，“看似”1微米的像素，實際上可能只有一半的面積是真正用來感光的。
底層設計不進步？就只能靠堆料了
不知道大家看懂前面這段對于新架構CMOS的介紹沒？如果沒看懂，就么說明你可能是第二個等級的產品、也就是那些純靠“堆料”來解決問題的CMOS的潛在用戶。
其實這并不奇怪，因為對于第一等使用架構創新來提升畫質的手機CMOS來說，它們的創新發生在單個晶體管層面，這直接導致這些傳感器反而不需要做得很大、甚至可能都不需要很高的像素。但這樣一來，對于不太懂最“底層”技術的消費者來說，這類“人上人”的解決方案反而不利于市場宣傳。
所以會看到無論三星、還是索尼，他們現在在高端市場都是“兩手準備”。其中架構更創新、但尺寸看起來沒那么大的CMOS，會留給自己使用；而架構相對老，但“底”更大、看起來更唬人的CMOS，則作為名義上更高端的型號，對外賣給了第三方廠商。
這里最典型的例子，當然就是現在各種1英寸、1/1.12英寸的超大底方案了。實際上看懂了前面相關分析的朋友應該明白，這些手機上的“1英寸”由于真實感光元件尺寸、電子傳輸效率受限，其（電子層面上的）信噪比根本不可能與真正旗艦相機里的CMOS相提并論，距離真正架構創新的“底似乎更小”的CMOS更是差距巨大。
但也不能否認的是，不管1英寸也好、還是1/1.12英寸也罷，它們的感光能力、畫質、寬容度，肯定還是可以“吊打”那些更主流的1/1.56英寸、1/1.7英寸的中小底CMOS。所以堆料有沒有用？當然有，只不過是要看與誰對比罷了。
而且新架構、新技術的CMOS因為尺寸反而更小，所以它們的相機模組外觀往往更“平”、更低調，看起來當然沒有使用1英寸CMOS模組那巨大的凸起唬人了。或許這也是“堆料型”超大底CMOS在未來的一段時間里，依然有望長期在影像旗艦市場流行的原因。
兩三年前的老款旗艦CMOS，如今依然能打
如果說存在底層架構創新的HP25X、IM888，是三星、索尼“留給自家用”、并且可能不會被許多消費者理解的“私貨”；1英寸左右的GN6、GN2、IMX989是專用于外售，雖然重點、厚點，但畫質也能到旗艦級的“大眾情人”。那么尺寸落在1/1.56英寸的一大批“5000萬像素旗艦級CMOS”，可能就是如今消費者見得最多，也最不以為然的那個產品級別了。
這些1/1.56英寸、5000萬的CMOS中，包括但不限于GN5、IMX890、IMX766，甚至還有其實稍大一點、但往往被裁切使用的IMX800。它們與真正旗艦的上面兩個級別傳感器方案相比，無論是名義上的尺寸、像素感光能力，還是微觀層面的架構都至少要差一個級別。
而且由于市場競爭因素的影響，這些1/1.56英寸、5000萬像素的CMOS近年來呈現出快速“下放”的態勢。它們以前確實曾經被搭載在一些定位很高的機型上，但現在甚至不少一兩千元的產品也都用上了這些CMOS方案，所以更容易讓消費者覺得是“過氣產品”了。
不過這類中等尺寸、5000萬像素的手機CMOS傳感器，從技術、功能層面上來說，其實沒有很多朋友想象的那么差。它們的單像素尺寸和感光指標固然不夠亮眼，但這些CMOS再怎么差，那也是與2022、2023年最新的新款旗艦CMOS相比才能體現出較大的差距。如果將視線倒退回2020、2021年就會發現，這些“中等尺寸”的5000萬像素CMOS，在差不多兩三年前還是只有頂級旗艦機型才用得起的配置。
正因如此，就導致這類CMOS雖然在我們的技術榜單上只能排到第三梯隊，但它們畢竟普遍擁有全像素對焦設計、普遍支持堆棧式HDR成像，并且普遍具備高速讀出（這意味著很快的連拍速度、有利于多幀合成降噪的效果）設計。
甚至稍顯諷刺的是，由于這類CMOS的尺寸較小、鏡頭設計起來比較容易，所以使得它們在手機上往往反而可以有比1英寸超大底CMOS更好的防抖和微距效果，往往對焦也會更快。因此站在消費者的角度來說，這些“前旗艦CMOS”盡管現在從技術、配置的角度來說只能排到第三梯隊，但應付一般的日常拍照還是一點問題也沒用的。
小底+超高像素，坑的就是千元機
老實說，雖然我們三易生活是按照客觀上的技術優劣來進行排序分類，但直到前面講過的三個檔位的CMOS為止，它們都還是絕對“堪用”的。甚至如果你不是很專業的用戶，可能都未必會感覺出它們之間有什么特別明顯的差異性。
但是接下來要講到的這第四類產品，就多少有點“坑人”了。而它們就是通常只見于千元機，那些尺寸極其緊湊、像素數量還特別唬人的“小底高像素”方案。
這些CMOS，就包括但不限于三星HM2（1.08億像素、1/1.52英寸）、三星HM6（1.08億像素、1/1.67英寸）、以及三星HP3（2億像素、1/1.4英寸）。
與前面講到的三種CMOS類型相比，這些型號幾乎可以說是“完美回避”了所有的加分項。它們既沒有采用特殊的基礎架構創新（別看HP3的產品名數字更大，但它并不帶有HP2里的雙傳輸門黑科技、也不支持雙轉換增益），本身的面積和單像素尺寸也都很小，而且對焦設計往往也極為普通。
于是這也就意味著，從“天生”的技術參數上來看，很難指望這類CMOS方案在實際的拍照中，能有什么快速、穩定的對焦。它們過小的像素尺寸再加上“平凡”的架構設計，也就意味著糟糕的原生感光能力。
有的朋友可能會說，這些CMOS畢竟像素高，那么“多合一”之后如果能配合高性能ISP去做合成降噪處理，最后不也能有理論上不錯的畫質嗎？
諸如HM6這樣的“超迷你高像素”設計，可以說從一開始就有些“不懷好意”
的確如此。可問題就在于，從這類CMOS的市場定位來看，它們從一開始就從沒想過要服務于什么很高端的機型，這些底又小、像素又高、基本架構還不太亮眼的CMOS，注定了就是專門給千元機“增加賣點”用的。那么又怎么可能指望用上了這些CMOS的機型，還會配備什么規格很高、ISP算力很強的移動平臺呢？
結語：當技術和市場分道揚鑣，許多消費者就注定會吃虧
請注意，雖然我們今天給大家比較詳細的介紹了四個級別的智能手機CMOS方案，并且按照技術先進程度、實際畫質優劣對它們進行了排序。但實際上，我們還遠沒有觸及諸如用JN1做主攝、老舊庫存1300萬像素傳感器再利用這類，如今智能手機影像設計的“下限”。
而這一方面是因為我們認為，真到了那個級別的產品所處的細分市場，它們的目標消費群體其實也真未必會在乎配置、在乎手機的拍照能力了。
另一方面，大家縱觀上面列出的四個級別CMOS就會發現，我們之所以要大費周章地對它們進行分析、排序，是因為這些CMOS如今在表面參數（面積、尺寸、像素大小、像素數量）上，幾乎已經找不出什么很明確的規律性。無論是“底大一級壓死人”、還是“像素越高越牛”，這些傳統的、大多數消費者都能掌握的挑選訣竅，實際上都相當于已經失效。
而之所以會發生這樣的情況，不得不說確實與過去很多年間，整個手機行業在影像設計上無序發展、瘋狂“創造賣點”的行徑有著很大的關系。當終端廠商的宣傳已經背離了技術發展道路，甚至反過來在一定程度上“綁架”了上游供應商的技術和產品路線時，最終產品規格的混亂自然也就成為了必然。
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