他們?cè)局皇窍胱龀鲆粔K內(nèi)存，卻意外改寫了整個(gè)人類的影像史，不僅干翻了柯達(dá)的膠卷帝國，還順手拿了個(gè)諾貝爾獎(jiǎng)。關(guān)鍵是，整個(gè)過程，只花了一個(gè)小時(shí)。

1969年，在貝爾實(shí)驗(yàn)室工作的物理學(xué)家喬治·史密斯和威拉德·波義耳正面臨失業(yè)，因?yàn)槔习甯嬖V他們，要是再整不出能夠跟磁泡內(nèi)存競爭的半導(dǎo)體內(nèi)存，他就會(huì)把這個(gè)部門給裁了。

普通人逼急，大不了躺平?？蛇@哥倆逼急，卻爆發(fā)了小宇宙。討論不到一個(gè)小時(shí)，他們就將一種全新半導(dǎo)體內(nèi)存的基本結(jié)構(gòu)畫在了黑板上，它就是CCD。

是的，拍照用的CCD，一開始其實(shí)是用來存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的。

史密斯和波義耳在硅片上做了一堆坑，把它們布置的像是一個(gè)個(gè)小“水桶”。每個(gè)水桶就是一個(gè)電容， 裝了電的就是 1，沒裝電的就是 0，這其實(shí)跟所有存儲(chǔ)器用的劇本都一樣。當(dāng)需要讀取時(shí)，工程師會(huì)用電壓把一個(gè)個(gè)水桶的電子往旁邊擠，讓它們落在一個(gè)信號(hào)放大器里，然后計(jì)算機(jī)就能集中讀出了，非常的巧妙。

兩位科學(xué)家的工作得以保住，而存儲(chǔ)器即將迎來一場革命。但是，一個(gè)人的出現(xiàn)卻讓整個(gè)故事發(fā)生180度的大轉(zhuǎn)折。他就是邁克爾·湯普塞特，剛剛加入貝爾實(shí)驗(yàn)室的一位成像專家。當(dāng)他聽說CCD時(shí)，第一反應(yīng)就是把它做成成像設(shè)備。原因很簡單，由于光電效應(yīng)的存在，硅片一見光就會(huì)產(chǎn)生電子，這在存儲(chǔ)器上是天生的缺陷，但是在成像設(shè)備上就變成了天生的優(yōu)勢，而且史密斯和波義耳還都把底子給搭好了。

讓我們跟隨湯普塞特來轉(zhuǎn)換一下思路，如果硅片上的每個(gè)“小桶”在被光照射時(shí)會(huì)積累不同數(shù)量的電子，那不就是亮度差嗎？把這些差異按位置記錄下來，排列成陣列，光的強(qiáng)弱就變成了圖像。也就是說，內(nèi)存模型天然能“記錄光強(qiáng)分布”。 湯普塞特和團(tuán)隊(duì)立刻把鏡頭對(duì)準(zhǔn)硅片，做出了第一個(gè)成像原型。他們并沒有改變 CCD 的搬運(yùn)機(jī)制，只是把“電荷分布”當(dāng)成信息輸入。結(jié)果就是——人類歷史上第一張使用芯片成像技術(shù)的照片誕生了。噪聲低，靈敏度高，特別擅長弱光拍攝。世界開始擁抱CCD——用來拍照的CCD。

于是，膠卷帝國轟然倒塌，曾經(jīng)的化學(xué)記錄，被電子信號(hào)取代。圖像可以存盤、傳輸、處理、放大而不退化。監(jiān)控、醫(yī)療、航天、科學(xué)觀測全線改寫?？逻_(dá)成為教科書級(jí)別的反面案例——雖然很早就嗅出了危機(jī)，也最早端出了數(shù)碼相機(jī)，但擁有技術(shù)不等于能迅速轉(zhuǎn)型，路徑依賴讓它錯(cuò)過了這個(gè)時(shí)代。改變世界的是別人，贏家也是別人。

還有最后一個(gè)問題，為什么手機(jī)和相機(jī)現(xiàn)在幾乎都用 CMOS 而不是 CCD？ 因?yàn)?CMOS 每個(gè)像素自帶讀取電路，不必把電子都擠到同一個(gè)放大器里。但早期工藝差，噪聲高，它的畫質(zhì)不如 CCD。后來改進(jìn)工藝，噪聲下降，性能追平。更妙的是，影像鏈上的處理電路都能做在同一片芯片上，從而實(shí)現(xiàn)低功耗，小體積，低成本，多功能。一旦畫質(zhì)差距縮小，CMOS 便直接吞掉市場了。CCD 則退守科研和極限成像的堡壘，繼續(xù)在天文、科學(xué)儀器、極低噪聲場景里發(fā)揮作用。