不知何时起，手机厂商的影像大战逐步推动手机镜头不断凸出于机身后部。从iPhone6s的0.7MM，到小米10Pro的2.68MM，再到iPhone 13 Pro max的3.89MM，甚至于到小米11 ultra的4.86MM——还有传闻报道，由于小米12ultra可能运用IMX989大底（规格1/1.1寸），使得小米12ultra背部激凸5.2MM——不知何时，手机背部镜头只是从微凸，变成现在的激凸半个机身的厚度——为了契合目前手机厂商日益激烈的大底竞争，手机被迫越做越重，越做越厚，镜头处激凸越来越多。这不禁把手机厂商带到了下一个岔路口——手机下一部战争是继续把手机做厚做凸刷分DxOMark，还是回归本真——利用中底+计算摄影来达到没有计算摄影的大底的效果？

华为在发布p50之前，显然已经遇到了这样一个瓶颈。其发布的p40Pro+智能手机，已经尽可能的将内部的空间压缩殆尽，不惜采用异型主板、以及至今没有一部手机能超越的迄今最高效的元器件排列密度，并为了缩减模组体积，不惜下重金采用多反射式潜望镜镜组，以压缩体积（p40Pro+的多反射式镜组比同等光圈的单棱镜反射式传统10倍镜组，体积节省44%，且在焦距翻倍的情况下最近对焦距离不变），以此来在72MM宽的机身内，塞下大底双主摄，2颗长焦镜头和tof镜头，这种疯狂的堆料是以前所未曾见过的。到了下一代p50，华为面临着一个问题：是否要采取增大手机体积的方式，堆下更猛的相机模组，还是维持轻薄？

华为显然选择了后者，但是是以一种无可奈何的方式。其当然有堆料机（搭配1寸底，p50Pro同款潜望镜接力镜组，IMX718自由曲面超广角，以及20倍多反射式光变的p50Pro+工程机存在），不过宽度达到了76.5MM，厚度来到了9.2MM，再堆料下去，已经没有多少空间可以利用。所以，摆在华为影像实验室面前的只有两条路：p60系列继续牺牲厚度（否则维持p50Pro+的配置会在友商的竞争下落后）和宽度，也就是牺牲手感做最顶级堆料机，或者使用计算光学。

但是，有没有第三条路可以走？一般的，光学设计都强烈依赖于透镜材料——一般的透镜材料折射率有限，因此为了把光线偏折到一定的角度，透镜必须要有一定的厚度才可以做到——这也就是为何，大底传感器物理焦距大，折射它的镜组就必须要厚的原因——并且还不止这一点，传统透镜存在着非常多的问题——因为透镜对不同波长的光线折射率不同，导致光通过透镜后会出现色散——因此，为了实现高解析力和低色散，就必须要多片镜片进行组合，以达到消色散的目的——这也是为何目前手机主镜头多采用7p，乃至8p镜片设计的原因。而较多的镜片片数，也是智能手机镜头镜组如此之厚的最主要原因（当然，长焦镜头，由于焦距长，透镜对光线的偏折小，色散小，因此不需要像主摄一样做如此多的p数，一般5p或者1g2p已经足够）。

华为为了解决这一问题，和南京大学的团队进行产学研联合，设计为了解决智能手机镜组如此之厚的主要问题的新一代镜组——赝镜头（metalens）。赝镜头并不是一种镜片——没有透镜结构，但是它采用超微观表面技术，通过一定的近光学波阵面结构，通过这些尺度在nm量级的波阵面结构对光进行干涉衍射效应，从而汇聚光线——达到类似于透镜的效果。

而赝镜头的作用或者说优点还不止于此。赝镜头由于其没有厚度，故而其对各种颜色的光线折射率几乎一致——也就避免了色散问题。并且，通过设计不同区域的微结构的曲率，分布以及角度，以控制赝镜头的局域折射率，可以有效的控制场曲和彗差——这其中的意味不言自明，意味着目前智能手机所需的1/1.28寸大底只需要一片赝镜头，就可以实现高画质成像。而赝镜头的厚度很薄，因此在对焦过程中，需要的能量很少，故而可以实现极致轻薄和省电。

 除此之外，赝镜头的成本也会极致之低——这种微结构高度重复性和有规律，意味着在一块厚度为几十微米或者100μm的玻璃表面蚀刻这种结构成为可能。进入半导体加工时代，在表面蚀刻大量有规律的微结构是人类最擅长的工作。随便几个半导体加工厂就可以蚀刻这种结构，而且用到的东西也一致——光刻机，光刻胶，掩模，基板，蚀刻液（对于玻璃基材，蚀刻液甚至可以采用氢氟酸）等等。比起当前智能手机，尤其是对于高分辨率镜头（例如小米10 Pro智能手机所搭载的1.08亿像素高分辨率镜头，以及华为p40Pro+所用的10倍光学变焦长焦镜头）各个镜片微米乃至纳米（小米10 Pro智能手机镜片精度约为200nm，组装光轴精度2μm；华为p40Pro+超长焦镜头镜片精度为50nm，组装光轴精度400nm）级别精度的现代高分辨率智能手机镜头，以及在这种树脂镜片制模过程中的高精度所导致的高成本而言，这种赝镜头的成本低的令人发指——单片“镜片”的成本就已经低于现代高分辨率镜头镜组中单独一片镜片了，而在现代高分辨率镜组中，需要8片这样的镜片，而赝镜头只需要一片。尤其是——赝镜头的精度远低于当前半导体工艺，比如半导体工艺要求目前12-inch 晶圆上不得有大于3颗直径大于20nm的颗粒，但是赝镜头精度不但大约相当于45nm制程的半导体工艺，而且对杂质的敏感程度也不高——就算是有0.1%的面积覆盖杂质，赝镜头依然能够忽略杂散光的影响呈现出高质量图像，因而现代半导体厂的淘汰落后产能就可以转而生产这种赝镜头，甚至于诸如索尼等厂商生产微透镜（一种在CMOS像素表面覆盖的光学结构，为了提升CMOS对光的利用率而做）的工艺稍加改进就可以实现对这类结构的制造。

而当前手机厂商对于极限变焦，以及潜望式长焦的需求日益增加，潜望式长焦越来越占用手机机身内部空间，因为它是传统光学镜组，低折射率的镜片要求必须留足焦距成像。但是对于赝镜头来说情况大大不同。虽然也需要潜望式结构（或者双反射潜望式结构），但是赝镜头却可以大大缩小模组体积，使得智能手机得以利用更大的底，或者做出更轻薄的长焦镜组。据华为影像实验室估计，在采用赝镜头设计之后，智能手机镜头模组厚度会减少50%，体积则是更会减少65%，华为影像实验室甚至可以在华为p30大小（不是p30Pro）的智能手机内放置一颗一英寸大底，一颗1/1.54英寸超广角，以及一颗IMX686，125MM焦距潜望式长焦，并且镜头不凸起（p30智能手机镜头凸起）。而至于像三星s22ultra那么大的机身空间内，华为影像实验室甚至可以在其中放置一颗全画幅，而且机身不凸起。

而且未来，随着2亿像素，4亿像素乃至更高分辨率的CMOS出货，传统树脂结构镜组已经无能为力。分辨率每翻一倍，意味着镜组成本翻3倍，这必然是绝大多数手机厂商难以接受的。1亿像素的镜组成本已经炸天，小米10 Pro智能手机上这颗一亿像素8p镜组为了保证解析力，其镜组成本甚至媲美华为p40Pro+上的10倍光学变焦潜望式长焦镜组，再堆料2亿像素，镜组成本必然是诸多手机厂商难以接受的，因此这也是这诸代小米放弃一亿像素8p镜组方案转向7p镜组方案的原因，7p镜组比8p节省成本35%。因此，传统树脂镜片是限制镜头解析力进一步向2亿像素号角迈进的最主要原因。但是随着赝镜头的到来，情况会大为改观。一个直径6MM，采用65nm半导体工艺制程的赝镜头就可以喂饱800万像素的CMOS，而采用28nm制程的赝镜头可以喂饱IMX586级镜头（注意，目前IMX586手机配的树脂镜片很少有喂饱这个CMOS的），采用20nm制程的赝镜头可以喂饱一亿像素hmx，这还是单镜片的情况下。20nm不算是先进制程，因此赝镜头的路还有很长。2亿像素只需要14nm制程，4亿像素只需要7nm制程就可以实现喂饱。当然，赝镜头还具有轻薄化的作用，当镜组来到全画幅阶段时，衍射极限大概来到10亿像素，这也只需4nm制程（即台积电“1nm”，英特尔“18a”制程，厂商对制程存在虚标现象）就可以喂饱CMOS。只能说，随着赝镜头的来临，智能手机下一个高画质时代即将到来，而华为影像实验室对其依然是充满信心。赝镜头技术比液态镜头技术更能推动下一代影像革命，而这项技术的出现不会晚于10年后。

正如那句话所说：我们永远不知道华为影像实验室到底还藏着多少黑科技，其中能带来影像革命的又有多少。