Почему в модулях камеры одного телефона стоят разные матрицы?

Ну во первых, не такие уж и плохие там матрицы. Во-вторых, оптика и ее размеры гораздо менее светосильные, если отходить от некоей классики относительно габаритов матрицы и объектива. Вы же помните, что во времена зеркалок 50 f/1.8 всегда был самым дешевым светосильным объективом, а любые иные фокусные с той же светосилой стоили гораздо дороже. И обычно были не столь компактными.

В-третьих, и внутри смартфона места не так и много. Разместить три крупные матрицы не так и просто, да еще и со стабилизаторами.

Ну и наконец, а что же вам продавать через год, если сразу выпустить идеальный продукт? Можно теоретически «гульнуть» но это делается обычно когда есть конкуренция или один раз при переходе к новым принципиально решениям, как это сейчас происходит на наших глазах с процессорами семейства Apple M1 - готов поспорить, что через год столь же революционных обновлений в процессорах уже не будет.

Потому что если в "телефотомодуль"  поставить такую же матрицу как в основном модуле то обьектив будет выпирать из смартфона на 2…5 сантиметров. Вы купите такой смартфон ?