手机宣传的 LOFIC 到底是什么？有何作用？移动端为何难普及？

Yangsh888

LOFIC（横向溢出电容）在车载端推开而无法在移动端推开，其实有很多因素。
我尽量用白话讲一下，可能有讲得不够好，不够白话的地方。

1. LOFIC 和移动CIS的设计思路相克制
量产LOFIC CIS（传感器）基本用MIM（金属绝缘体）电容替换DCG（双转换增益）电路中的LCG（低转换增益）位置。
MIM电容难做到小像素结构，电容还侵占了模拟层本就紧张的空间，对PD感光性能极其不利，就是影响灵敏度。

所以目前移动CIS的LOFIC不做次微米级，与四像素读出结合，四个像素接一个小MIM，溢出路径简化并牺牲电容性能，换取其他像素结构的空间。
量产移动LOFIC传感器的电容甚至在2.4μm密度打转，不比车载CIS的2.1μm密度高。
导致了移动LOFIC传感器只能在四像素合并的情况下实现横向溢出。

一旦开高像素、ISZ（传感器内数字变焦），只能闲置。
不符合当下的高像素密度高像素性能的需求。

2. 摄影工况不是LOFIC的甜点区
传统车载CIS的LOFIC设计服务计算机视觉，能看清高光有什么东西判断障碍物和路况。忽略LOFIC与其他CG衔接处的SNR（信噪比）跳水问题：导致LCG饱和后严重的信噪比下降。
要解决问题，除了改善电容性能，常用办法是让电容做小，让这个Gap跳得没那么狠，无形中削弱了LOFIC的优势，但是劣势不会线性减少。

LOFIC本身既接收也泄露噪声。
无论是否关闭，敏感的LOFIC电容一直接收电荷，不需要的电荷即是噪声。
除了对热噪声、开关噪声、其他元器件的辉光噪声敏感。BSI传感器的像素电路网络在背光面，减少了对光线的遮挡，MIM电容更容易受到光线影响。

而这个电容本身还漏电，就算关闭，依然顺着横向溢出路径损害读出噪声。
它不干活还要收发噪声一直搞破坏，导致了常用的CDS（双关联采样）两次采样到的噪声不一致，CDS降噪对LOFIC不工作。

要想做好指标必须啃硬骨头搞隔离结构改善、模拟工艺改善（不是制程密度问题），研发投入又上去了。

3. LOFIC的特性缺陷
电容器密度上不去、电容器抢传统4T像素结构的空间，噪声敏感的LOFIC电容一直漏水、CDS降噪不工作。
SNR跳水动不动15dB起步，且非 SNR=√接收电荷 的传统散粒噪声因素。
噪声与亮度不匹配的缺陷是视觉绝对迈不过的一道坎。
刚切换到LOFIC阶段的PRNU（像素响应不均匀性）更是过分，即使完全滤除降噪传感器的随机噪声，求的均值也是乱的。
因此LOFIC CIS就怕遇到大量细节分布在FD刚刚过饱和，LOFIC不得不生效的工况。

所以这玩意在车载很好，能保证看得到东西。但不能保证亮度比例关系，有一段电荷范围只能看个轮廓，对摄影很恶心。

一些人可能从事投资、可能从厂商供应链接受信息，把二级营销素材当真了。
所以特别容易出现张冠李戴的情况。

LOFIC在移动端的实现，仅仅代表EDR（工程动态范围）一个指标的高。
EDR高不是一好百好，不保证全亮度范围的SNR很好，也不保证像素响应均匀性维持在基本线性水平。
更不会EDR好了等于高光更好暗光更强。
LOFIC设计本身不利于低电荷曝光的噪声控制，仅保证了像素饱和度的扩展。
一看到说LOFIC暗部好，那就是在瞎扯，根本没有关系。

当然也不排除有些人因为喜欢的、投资的品牌使用了LOFIC CIS，屁股一扭，立刻开始说胡话。

移动影像的HDR方案选型，如果追求视频单帧零鬼影：好做的办法是简单像素DAG-HDR读出，大像素DCG-HDR切换转换增益，进一步的DCG结合DAG读出加速HDR单帧的读出时间。或者走TCG-HDR甚至QCG-HDR路线。

追求最大化动态范围，多帧合成照片依然是一个好的路线，不影响CIS像素性能实现超大EDR覆盖。SNR跳水通过增加一个或多个中间曝光帧，或减少超短帧曝光比例缓解。

有人开新道路总是好的，只是现在没通车。LOFIC在影像端目前尚属数值大的高情商应用。缺陷也不是以后解决不了，要相信后人的智慧。硬件上的缺陷可以在软件上用工程师的头发弥补……

或者靠我们国内新建设的Fab好好打磨模拟工艺提升性能到可用程度，或者在工程设计不断改善寻找新的结构：比如找到合适的降噪电路，比如做堆栈式像素层避免干扰PD并单独磊电容起来，etc……