相信很多摄影小白在选相机时都会关注像素这一硬参数，认为“像素越高，画质就越顶”，管它其他配置是什么，先看数字够不够大再说。但稍做攻略就会发现：明明两款相机都是同样像素，价格却能差出好几倍！这到底是为什么？你也有这样的疑惑呢？
其实，品牌、机身材质、外接配置等并不是价格差距的主要因素。CMOS 传感器的不同，才是造成价格差异的关键原因。
下面，小L就带大家深入了解一下不同类型 CMOS 传感器价格差异上的奥秘。涉及前照式、背照式、堆栈式传感器，内容有点多，记得先点赞收藏慢慢看哦!
上期内容里小L和大家聊过，CMOS之所以能取代CCD坐稳摄影界主流传感器的位置，前期靠的就是前照式传感器这款“主力军”。其采用的是标准的 CMOS 工艺，成熟度和良品率高，同时制造成本和功耗相对较低，获得了市场的一致好评。
其成像过程可以概括为，当光线进入相机镜头抵达传感器后，需要依次穿过透镜、彩色滤光片，接着通过一层金属布线层，最终到达位于底部的光电二极管，进行成像。
关键问题就出在这层金属电路上,它会直接覆盖传感器的一部分面积，相当于给光电二极管“挡了不少阳光”。而且光线入射时，不管是垂直照射还是有角度入射，一部分光线会直接落在金属电路层上，要么被阻挡无法穿透，要么被过滤、反射掉，根本到不了负责感光的光电二极管。哪怕是侥幸穿过电路层的光线，也会有不少损耗，最终能真正参与成像的光线自然大打折扣。
尤其现在像素越做越密，单个像素尺寸被压得越来越小，金属电路层的占比相对更高，每个像素能抢到的光线就更少，极端情况下甚至可能几乎无光线进入。到了暗光环境，这个劣势会被无限放大。
既然前照式传感器的光线总被金属电路层挡路，而电路层只是负责信号处理的“后勤部门”，那为啥不干脆把它挪到光电二极管下面，给光线腾条“绿色通道”呢？
恭喜你！发明了背照式传感器。背照式传感器直接把光电二极管和金属电路层的位置对调，光线进入镜头后，再也不用费劲穿过电路层，能直接精准照射到上方的光电二极管，感光效率直接拉满。
为了实现这一结构的转变，需要先在一侧制作所有电路部分，然后翻转晶圆，将上面的硅层打薄，制作感光层，最后再覆盖彩色滤波片和微透镜 。这样不仅消除了金属电路层对光线的阻挡和反射，还缩短了透镜到感光层的距离，提高了量子效率和进光量 。
这样一来，传感器在弱光环境下也能捕捉到更多的光线，从而有效降低噪点，同时拥有更广的动态范围。
对于一些小尺寸传感器，如手机、运动相机等，背照式传感器的应用更是带来了成像质量的大幅提升。在有限的空间内，它能够提高像素的感光效率，使得这些小型设备也能拍摄出高质量的照片和视频 。
当然，背照式传感器的散热结构也存在天然短板。金属电路层紧贴基板安装，相当于把发热核心“藏”在了传感器底部。
这种结构下，热量无法通过上方的感光层直接向镜头侧扩散，也很难快速传导至机身散热系统。再加上传感器的硅层经过打薄处理，散热面积进一步缩减，热量堆积的问题会更突出。
这一问题在高分辨率传感器上时尤为明显，高像素意味着单个传感器上集成的光电二极管和电路单元更多，工作时的能耗和发热量同步激增，热量会不断累积。若散热处理不到位，不仅会导致传感器性能衰减、画质出现噪点漂移，还可能引发快门卡顿、自动对焦失灵等稳定性问题。
要知道，背照式虽靠颠倒感光层和电路层的位置解决了光线被电路阻挡的痛点，但它仍有绕不开的瓶颈——二维平面感光与电路的区域竞争。
当光线进入硅材料后，并不是瞬间被吸收转化，而是在硅层中穿行一段距离，才能抵达下方的电路层。
如果硅层过厚，光线在穿行过程中就容易发生横向扩散，甚至跑到相邻像素的区域被收集，这就会引发色彩串扰和光学串扰问题，直接导致画面锐度下降、对比度变低，色彩纯度也会大打折扣，画质自然受影响。所以为了减少串扰、保证成像精度，晶圆必须被打磨得极薄。
而传感器上不同功能区的厚度有固定要求，这就导致它没法做到真正意义上的分层设计。本质上，背照式还是在同一片薄晶圆上刻蚀所有元件，感光区、电路区依然挤在同一个二维平面内。
类似于在一张薄纸上正反面上写字，虽然正反面都能写，但是完全重合在一起，正反面的笔水会互相透过纸张，导致两边都看不清。
堆栈式的核心突破，是靠硅通孔（TSV）这一黑科技。硅通孔技术解除了背照式必须将单晶圆打磨至极薄的致命限制。
它能将感光层和电路层拆分成独立晶片，像叠积木一样精准垂直堆叠，再通过硅通孔实现层间高速互联，真正意义上达成功能的垂直分区。
各自摆脱了平面空间的制约，不用再互相妥协挤占面积，分工更纯粹、效率也直接拉满，完美攻克了背照式的二维瓶颈。
垂直分区对感光层的性能提升尤为显著：摆脱了平面空间的制约后，感光层无需再为电路预留任何空间，开口率直接拉满。这意味着光线能更充分地抵达光电二极管，进光能力大幅增强，成像的纯净度、细腻度也随之再上一个台阶，完美解决了背照式感光区被电路挤压的痛点。
同时，电路层与感光层彻底分离，也让电路层无需再为适配感光层的需求而妥协制程，既能独立采用更先进、集成度更高的制造工艺，又能全身心专注于信号处理能力的优化。
更关键的是，无妥协设计赋予了电路层极高的设计自由度和功能集成度，充足的独立空间可轻松容纳DRAM高速缓存、高级图像信号处理器等强配置，直接推动读出速度实现质的飞跃。
读出速度的提升带来了一系列实战优势：连拍速度和录制规格大幅拔高，集成DRAM后能瞬间缓存海量像素数据再批量输出，轻松实现30+fps超高速连拍或120fps慢动作视频；同时电子快门响应速度更快，能有效减小动态拍摄中的果冻效应，就连抓拍高速飞行的战机，也能做到每一帧干净利落、无延迟。
好用的东西唯一的缺点就是贵！堆栈式传感器的制造工艺极其复杂，尤其是将多片独立的晶圆高精度地对齐、键合、连通，涉及到多个高精度的制造和封装步骤，对生产设备和技术要求极高，这也导致其成本远高于背照式传感器，使得采用堆栈式传感器的相机或设备价格普遍偏高。
此外，虽然背照式传感器产生的热量没法高效传导到空气中，也难以快速通过基板散出，但整个硅片本身是优良热导体，热量能相对均匀地向四周及背面扩散，不会轻易形成极端热点。
而堆栈式传感器层间键合界面、绝缘层均为热的不良导体，直接阻断了热量在垂直方向的有效扩散，再加上多层堆叠让散热空间被大幅压缩，很容易形成局部高温区域。
这种局部高温会引发一系列连锁问题：一方面导致传感器性能明显减弱，高温会干扰光电转换效率，让噪点激增、动态范围缩水，甚至出现色彩偏移、画质模糊的情况，尤其在长时间高负载拍摄时，性能衰减会更直观；另一方面，为了对抗高温对性能的影响，传感器需要启动额外的温控机制，造成整体功耗增加，缩短设备续航，长期下来也会影响传感器的使用寿命。
前照式传感器：逐步边缘化，仅存于入门及部分机型。不断地技术迭代让背照式传感器工艺越来越成熟、价格也持续走低，渐渐成为市场主流。前照式传感器感光弱、暗光差，因此竞争力下滑。但其凭借更低成本和更成熟地技术，仍用于尼康Z30、佳能R100等入门机，甚至全画幅佳能R6 Mark II也有搭载。
对于预算有限、仅满足基础记录的入门小白来说，前照式相机是务实之选。但从性价比和长远考虑，更推荐背照式——能实现感光、降噪、动态范围的质的提升，出片效果更优，也能适配后续摄影进阶需求，避免二次换机浪费。
背照式传感器：画质与价格的平衡之选。它完美适配摄影爱好者、日常记录者，以及追求画质与价格均衡的人群。
凭借颠倒感光层与电路层的设计，背照式彻底解决了前照式挡光的痛点，弱光环境下能捕捉更多光线，噪点控制、动态范围表现都远超前者，拍夜景、风光、人像或日常Vlog，都能输出干净通透的画面。
如今背照式技术成熟、成本可控，不管是APS-C画幅相机还是一英寸便携机，价格都相对亲民，续航表现也稳定可靠，能以适中预算满足大多数人的拍摄需求，是兼顾实用性与性价比的最优解。
堆栈式传感器：专业场景的性能利器。它专为专业摄影师、视频创作者等对性能有极致要求的人群设计，核心优势集中在连拍速度、果冻效应控制和视频规格上。依托硅通孔技术，堆栈式将感光层与电路层垂直堆叠，电路层可独立优化并集成DRAM高速缓存，数据读出速度呈几何级提升。
不过其工艺复杂、成本高昂，搭载机型价格偏高，且存在层间散热短板，长时间高负载拍摄需注意温控，更适合有专业需求的用户选择。
总而言之，选择CMOS传感器的核心，是在自身需求与预算之间找到平衡点。不存在性能顶尖又价格亲民的“完美机型”，前照式、背照式、堆栈式及部分堆栈式各有定位：预算有限够基础记录可选前照式，追求性价比选背照式，专业需求冲堆栈式，想折中就选部分堆栈式。选相机别只盯像素，优先匹配传感器类型与拍摄场景，适合自己的才是最值得入手的。
关于不同CMOS相机传感器的分类与区别的小知识就和大家介绍这么多！
想要了解更多摄影知识，记得扫描文末二维码关注我们呦！
