电荷耦合器件是最早的固态图像传感器。CCD提供出众的图像分辨率，但由于它们需要较多能量，因此通常比CMOS图像传感器价格贵。而后者通常在图像质量上稍逊一筹，它们能够借助标准CMOS工艺技术角逐于图像市场。这使外形更小，减少了重量，降低了成本，使CMOS传感器适合用于大批量消费和移动应用。
传统上，CMOS对CCD之争斗一度是图像质量和图像数量之间的折衷。CCD图像传感器提供较好的质量，而CMOS图像传感器按电池寿命和低成本来说能提供更好的性能。因此，CMOS传感器的交货量更高。
但传统的界限已趋于模糊。 CMOS图像传感器日益在图像质量上与CCD相匹敌。它们能通过改进硅二极管区的硅表面准备从而实现更好的噪音性能达到这一点。为了在大批量市场一分高下，作为响应，CCD同时也采用新方法来减少成本结构。
本文将简短突出这些竞争性图像传感器技术的主要差异，并探讨主导市场的战争。本文将比较美光科技的300万像素CMOS图像传感器和用于松下DMC-FZ10数字照相机的松下400万像素CCD图像传感器。
操作比较
CMOS和CCD图像传感器工作原理基本相同。当拍摄到图像时，传感器记录进入特定像素的光数量。该信息被转换成数字格式，储存并回读，因此图像能够被看到。
这些技术的主要差别是用来储存图像数据的方法。CCD储存芯片上的电荷，从阵列的一个角落开始读取数据。这提供了非常细致的图像，但该方法速度慢，除非占据显著的裸片面积数，否则成本增加。CMOS在每一个像素采用有源像素传感器及几个晶体管，以实现方法和读取。当在每一个像素点读取数据时，可用裸片区域的数量被减少，但CMOS器件能较CCD传感器更快地转换数据。
数字成像设备的一般用户期望300到500万像素的质量，可以负担的价格点和小巧外形。这个像素水平允许打印11 x 17寸照片，以及对照片进行修改，比如裁减或缩放，而图像不失真。合理的价格点打开了通向大众消费者的大门。小巧的外形，包括更轻的重量，意味着照相设备能随时满足需要，而不需要禁止运动范围。
当数字相机成为单独的产品时，图像质量，或者百万像素量，成为首要的购买指标。消费者想要在可能价格下的最大的百万像素数。随着照相机和手持设备融合的趋势加快，图像质量成为次级因素。尽管图像质量仍然是购买手持设备的考虑因素，超过600万像素的高像素范围在当今的手持设备内商用仍未可行。
交付600万像素或更高的图像传感器将需要额外的图像处理、存储空间和手动特性控制，这些要求综合起来将会令手持设备的价格对消费者而言高不可攀。更有希望的是CMOS图像传感器将能在手持市场胜出：超过600万像素的任何东西都是浮夸大于现实。
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系统观察显示，美光的MT9T0001 CMOS 图像传感器系统裸片尺寸比松下的CCD小，因为CMOS芯片集成了成像器、A/D转换器和数字图像处理器。
美光和松下均在大批量市场有所作为，但选择投资不同的图像传感器技术。美光能将其DRAM量产专长应用于CMOS图像传感器。松下还是富有经验的大批量CCD厂商。
从系统观点看，美光的MT9T001是一款片上照相机。这也是两种图像传感器硅片尺寸差异相当大的原因。在典型的成像系统内，照相需要有三种主要器件：一个成像器、一个模数转换器和一个数字图像处理器。有了CMOS器件，你能够在单芯片上集成所有这些功能。尽管美光的芯片比松下的CCD图像传感器大，但所有这些必要的元件一加上就研制出全CCD系统，整体CMOS系统尺寸就较小了。合并后的功能还使其具有更流畅的设计和更低的功耗。
两种器件的光格式测量本质上相同，表明CMOS能够根据其有主动芯片区域的尺寸参与竞争。较大的光格式尺寸需要更大的芯片裸片来接收照相用的光。随着技术进步，能够使用更小的光学格式，但仍然能提供所需的图像质量。
最后考虑的要素是像素大小。为了成像，每个像素捕获如射光。更大的像素允许进入更多光。这使图像更鲜明，但需要裸片较大。较大的光学格式还要求使用更高质量更昂贵的镜头。
传统上，有源像素CMOS图像传感器要求每个像素最少三个晶体管。市面上大多数芯片使用四晶体管像素。然而美光开发出在两个像素元件之间共享读取电路的创新方法，使每个像素的晶体管数量达到有效的2.5。这是CMOS研究发展的一个方向，索尼、佳能和Maicovicon均宣布一致的较低晶体管数量。
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图2：CMOS(顶部)和CCD传感器像素大小比较显示，美光将每像素晶体管的有效数量从3减少到2.5。
采用这种技术，美光能够缩减其图像传感器，同时提供堪与CCD技术媲美的质量。
这一进展还大幅增加了美光像素的填空因数。通过将晶体管移出像素区域，从而它们能够在相邻像素之间共享，进入到图像传感器的光或填充因数可用的空间极大增加。所分析的大多数CMOS图像传感器均有大约30%的填充因数。美光的改进实现了60%的填充因数。
事实上，美光传感器的光捕获区域为5平方微米，比松下1.2平方微米的CCD大5倍，尽管CCD像素大小要小很多。与CCD相比，虽然改进的CMOS工艺仍然遭受在像素处有较多噪音源的困扰，批评家也承认捕获光子5倍的竞争优势让CMOS成像器弥补了图像质量的一大部分差距。
从工艺角度，美光MT9T001的显著特性是双聚合物工艺。该工艺允许该公司将每个像素对上的一个电容集成到有源像素传感器版图上。
双聚合物工艺给电路增加了一个额外的电容，增加了电路“保持”节点下的容抗。这从源随器电路效率上通过减少时钟噪音效应和泄漏电流，而改进了性能。这增加了聚合物级和掩膜成本，但其DRAM代工厂正在苛刻的价格压力下提供高达5步的聚合物沉积工艺。
