電子發燒友網報道（文/梁浩斌）隨著ADAS的滲透率持續提高，各大車企都在提前布局高階的輔助駕駛硬件。激光雷達作為自動駕駛的關鍵傳感器之一，已經開始大規模在智能汽車上布局，多款量產車型已經配備一臺甚至多臺激光雷達。

與此同時，激光雷達也在同步發展，從最初的機械旋轉式激光雷達，到轉鏡，再到MEMS等方案激光雷達逐步邁向固態化。去年年底，禾賽、速騰聚創等國內激光雷達公司推出了Flash純固態補盲激光雷達，擺脫了所有的活動部件。

激光雷達的分辨率也在不斷提高，對于純固態的Flash激光雷達而言，分辨率由發射端的角分辨率和接收端的傳感器像素量決定，要想提高Flash激光雷達分辨率，可以從縮小視場角和提高傳感器像素量兩方面著手。

Flash激光雷達分辨率提升需要SPAD升級

目前激光雷達的接收端傳感器，要采用兩種方案，分別是APD（雪崩光電二極管）和SPAD（單光子雪崩二極管）。其中由多個SPAD并聯組成的探測器，也被稱為SiPM（硅光電倍增管），目前激光雷達一般會直接采用SiPM作為探測器，而不是單個的SPAD。

APD與光電二極管其實相似，光電二極管在接收到光子后，光子能夠增大其反向電流，但無法擊穿。APD在光電二極管的基礎上，增加接近于擊穿電壓的反向電壓，那么這意味著只需要少量的光子就能夠誘發“雪崩擊穿”，反向電流急劇增大，實現高靈敏度的光子探測。

SPAD則是在APD的基礎上更加極端，直接在光電二極管上施加反向電壓使其處于擊穿狀態，這個時候最少只需要一個光子擊中光電二極管中的電子，就能誘發“雪崩擊穿”。因此相比APD，SPAD靈敏度更高，可以實現單個光子的探測。

所以，對于Flash激光雷達而言，分辨率提升需要SPAD的進一步升級，包括像素尺寸和芯片面積持續縮小，提高SPAD集成度、吸收效率等。

國內多家初創企業入局，沖擊高分辨率SPAD

近年來隨著激光雷達行業的發展，在上游方面，國內也有多家初創企業入局SPAD，并在近期推出相關高性能產品。

一直以來，激光雷達探測器領域，主要由海外廠商，比如安森美、索尼、松下濱松電子、艾邁斯歐司朗等。索尼在2021年推出了首款激光雷達SPAD陣列傳感器 IMX459，在1/2.9英寸的傳感器面積下放進了11萬個SPAD像素，其分辨率為189×600。

安森美針對車載激光雷達應用，推出了Pandion SPAD陣列，分辨率為400×100陣列尺寸14 mm×3 mm，像素間距38.6 um，采用卷簾快門讀出（100通道并行讀出），被動淬滅主動復位(PQAR)特性可獲得<5 ns恢復時間，擊穿電壓達3.3 V以上。

而有史以來最高分辨率的SPAD陣列是由松下推出，不過暫未看到量產計劃。松下此前展示的一款應用于長距離激光雷達的SPAD陣列，分辨率達到1200×900，像素高達108萬，能夠適配探測距離長達250米，分辨率10cm的長距離激光雷達，像素尺寸僅6um。

而國內方面，近年來初創企業進展神速，包括靈明光子、阜時科技、南京新視界、北極芯微、識光芯科等都推出了高分辨率的激光雷達SPAD陣列芯片。

今年8月，阜時科技發布了全固態激光雷達面陣SPAD芯片FL6031，集成360×150的SPAD像素陣列，有效像素超過50k，并滿足上車要求。FL6031使用了最先進的3D Stacking工藝，集成了強大的數模混合電路，搭配以異步處理的芯片架構，能以更低功耗，更快速度處理高達200萬pts/s點頻或者20Hz幀率的直方圖數據。

據稱 ，阜時科技對其目標是迭代出有效分辨率超過VGA（640×480）的激光雷達接收芯片，而FL6031已經向合作伙伴進行送樣。

在今年8月，靈明光子發布了一款應用于純固態激光雷達領域的SPADIS面陣型ADS6311芯片，這款芯片感光區域配備了768×576個SPAD，每3×3個SPAD組成一個超像素，從而實現了256×192的點云分辨率，是目前市場上分辨率頂級的純固態激光雷達SPADIS芯片之一。

靈明光子此前最新一代SiPM產品在今年一季度通過了AEC-Q102 Grade 1車規級認證，產品性能可滿足車規激光雷達對性能及可靠性的嚴苛標準。公司表示SiPM產品已經實現大規模量產，導入國際頭部激光雷達廠商并大規模應用于多個量產車型。

寫在最后

實際上目前在相機領域，佳能也已經推出了百萬像素的SPAD，不過對于激光雷達而言，或許是市場需求或是車載環境上的可靠性問題，車載激光雷達目前的SPAD陣列像素仍在迭代升級的過程中。相信隨著Flash固態激光雷達的陸續上車，也將推動產業鏈上游的傳感器廠商加速推進技術迭代。