CMOS，Complementary metal–oxide–semiconductor （互补金属氧化物半导体），可以通过互补对称的P型、N型MOS管实现逻辑功能，广泛应用于各类集成电路的制造。

具体到影像领域，CMOS图像传感器（Cmos Image Senor，CIS）也是当前应用最广泛的图像传感器。它本质上是自带像素的芯片（Camera-On Chip），每个像素单元都有光电二极管和MOS管，可以独立完成电荷转移与电压放大。

在今天，绝大多数CMOS都内置了模数转换器（ADC），可以直接向图像处理器输出数字信号。一些先进产品还集成了图像处理器或存储芯片，可以完成数据的初步处理与暂存。

【CMOS对比CCD】CMOS图像传感器具有成本低、集成度高、良品率高等优点：- 和广义上的CMOS相同，CMOS图像传感器可以在半导体生产线上制造。

- 不同于CCD需要搭配复杂的驱动系统，才能将信号有序读取并放大；CMOS可以将光电二极管、驱动器、控制器、ADC以及其他模块集成在一块芯片上，有助于降低整个拍摄设备的尺寸和功耗。

- CCD上一个像素失效则意味着整行无法使用，CMOS上个别像素失效可以通过屏蔽算法补偿，通常不影响使用。所以传感器尺寸越大、像素越高，CMOS的成本优势就越明显。

CMOS的最主要短板是读取时间：逐行读取整个画面通常需要几十毫秒，由于行与行之间存在时差，会让高速运动下拍摄的（或正在高速运动的）直线变得倾斜或弯曲。解决办法是扩大ADC规模、提高数据读出速度；以及在像素单元上集成存储器，实现整个画面的同步定格。

【时间线】1980年代，以奥林巴斯、东芝、佳能为代表的厂商开始研发替代CCD的图像传感器。

1993年，NASA实验室的Eric R. Fossum【图2】开发了基于CMOS、支持像素内电荷转移功能的传感器，可以说是当今CMOS的鼻祖。他本人也因此荣获“工程界诺贝尔奖”之称的Charles Stark Draper Prize for Engineering（查尔斯·斯塔克·德拉普尔奖）。

1990年代末，CMOS作为图像传感器逐渐进入到大众视野。彼时，CCD仍旧是最主流技术，且代表着更高画质。这一时期，CMOS主要由Micron（美光）、Omnivision（豪威）*等美国公司主导。

* 2016年，Omnivision被华创投资牵头的中国财团收购及私有化。

2007年，索尼推出可量产的列并行ADC式CMOS，大幅提升了信噪比。同一时间，CMOS传感器的出货量开始超过CCD，CMOS图像传感器的研发、生产也逐渐从欧美转向亚洲。

2009年，索尼推出可量产的背照式（BSI）CMOS，将（小尺寸CMOS的）感光能力提升至原有产品的约2倍。

2012年，索尼推出背照堆叠式（Stacked）CMOS，为提升速度、扩展功能提供了新平台。同一时期，CMOS在图像传感器的市场份额达到约74%。

2017年，CMOS的市场份额进一步提升到89%，索尼也在这一年宣布停产绝大多数CCD产品。

2020年起，来自豪威、思特威等中国企业的CMOS产品开始通过影像手机、无人机、运动相机等产品进入大众视野。长光辰芯的全画幅8K传感器也在同一年随Kinefinity MAVO Edge落地，并在之后跟随“神舟13号”进入太空，完成了中国首部太空实景电影的拍摄。

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