
他们原本只是想做出一块内存,却意外改写了整个人类的影像史专业实盘配资杠杆,不仅干翻了柯达的胶卷帝国,还顺手拿了个诺贝尔奖。关键是,整个过程,只花了一个小时。

1969年,在贝尔实验室工作的物理学家乔治·史密斯和威拉德·波义耳正面临失业,因为老板告诉他们,要是再整不出能够跟磁泡内存竞争的半导体内存,他就会把这个部门给裁了。

普通人逼急,大不了躺平。可这哥俩逼急,却爆发了小宇宙。讨论不到一个小时,他们就将一种全新半导体内存的基本结构画在了黑板上,它就是CCD。
是的,拍照用的CCD,一开始其实是用来存储数据的。

史密斯和波义耳在硅片上做了一堆坑,把它们布置的像是一个个小“水桶”。每个水桶就是一个电容, 装了电的就是 1,没装电的就是 0,这其实跟所有存储器用的剧本都一样。当需要读取时,工程师会用电压把一个个水桶的电子往旁边挤,让它们落在一个信号放大器里,然后计算机就能集中读出了,非常的巧妙。
两位科学家的工作得以保住,而存储器即将迎来一场革命。但是,一个人的出现却让整个故事发生180度的大转折。他就是迈克尔·汤普塞特,刚刚加入贝尔实验室的一位成像专家。当他听说CCD时,第一反应就是把它做成成像设备。原因很简单,由于光电效应的存在,硅片一见光就会产生电子,这在存储器上是天生的缺陷,但是在成像设备上就变成了天生的优势,而且史密斯和波义耳还都把底子给搭好了。
让我们跟随汤普塞特来转换一下思路,如果硅片上的每个“小桶”在被光照射时会积累不同数量的电子,那不就是亮度差吗?把这些差异按位置记录下来,排列成阵列,光的强弱就变成了图像。也就是说,内存模型天然能“记录光强分布”。 汤普塞特和团队立刻把镜头对准硅片,做出了第一个成像原型。他们并没有改变 CCD 的搬运机制,只是把“电荷分布”当成信息输入。结果就是——人类历史上第一张使用芯片成像技术的照片诞生了。噪声低,灵敏度高,特别擅长弱光拍摄。世界开始拥抱CCD——用来拍照的CCD。

于是,胶卷帝国轰然倒塌,曾经的化学记录,被电子信号取代。图像可以存盘、传输、处理、放大而不退化。监控、医疗、航天、科学观测全线改写。柯达成为教科书级别的反面案例——虽然很早就嗅出了危机,也最早端出了数码相机,但拥有技术不等于能迅速转型,路径依赖让它错过了这个时代。改变世界的是别人,赢家也是别人。

还有最后一个问题,为什么手机和相机现在几乎都用 CMOS 而不是 CCD? 因为 CMOS 每个像素自带读取电路,不必把电子都挤到同一个放大器里。但早期工艺差,噪声高,它的画质不如 CCD。后来改进工艺,噪声下降,性能追平。更妙的是,影像链上的处理电路都能做在同一片芯片上,从而实现低功耗,小体积,低成本,多功能。一旦画质差距缩小,CMOS 便直接吞掉市场了。CCD 则退守科研和极限成像的堡垒,继续在天文、科学仪器、极低噪声场景里发挥作用。
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