激光雷達增量加速，接收端芯片市場格局生變

電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文/梁浩斌）最近筆者去試駕了不少新能源汽車，一個比較有趣的現(xiàn)象是，試駕沒有搭載激光雷達的車型，銷售都會著重提一句“純視覺”的技術(shù)優(yōu)勢，實際智能駕駛效果跟有激光雷達的車型基本沒區(qū)別，未來激光雷達會逐漸淘汰；而試駕有搭載激光雷達的車型時，銷售就會提到激光雷達的安全性，看得比攝像頭更遠，還能感知距離，讓智能駕駛更加安全。

拋開立場來討論，今年以來乘用車領(lǐng)域的激光雷達搭載量是在持續(xù)提高的，今年三季度，速騰聚創(chuàng)車載激光雷達銷量超過13萬臺，同比增長147%；禾賽三季報還未公布，而今年二季度ADAS激光雷達產(chǎn)品全球交付量超過8萬臺，同比增長76.8%。

所以激光雷達至少到目前，還是有增長前景的，出于成本考慮部分性價比車型可能會選擇轉(zhuǎn)向純視覺方案，但中高端車型與激光雷達的配置捆綁，還將會是未來一段時間的主流。那么激光雷達的核心部件，包括發(fā)射端和接收端，也意味著繼續(xù)存在一定的市場空間。

激光雷達接收端，SiPM、SPAD、APD都有什么不同？

經(jīng)常拆解激光雷達的朋友應(yīng)該都知道，目前市面上的車載激光雷達主要接收芯片是APD（雪崩光電二極管）和SPAD（單光子雪崩二極管）/SiPM（硅光電倍增管），比如圖達通Falcon激光雷達接收部分采用了4個APD；速騰聚創(chuàng)M1上用的是來自濱松的SiPM。

首先二極管雖然具有單向?qū)щ姷奶匦?，但在反向電壓較大的情況下，也能讓二極管擊穿。APD是在光電二極管的基礎(chǔ)上，施加一定的反向電壓，令光電二極管只需要少量的光子輸入就能夠誘發(fā)二極管的雪崩擊穿，反向電流急劇增大，實現(xiàn)高靈敏度的光子探測。

SPAD則是在APD的基礎(chǔ)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(tài)，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(fā)“雪崩擊穿”。因此相比APD，SPAD靈敏度更高，可以實現(xiàn)單個光子的探測。

SiPM跟SPAD實際上在物理結(jié)構(gòu)上是類似的，都是由多個SAPD感光單元組合而成的。而實際應(yīng)用中，SiPM由多個SPAD并聯(lián)而成，最終輸出帶有動態(tài)分辨能力的模擬信號，即通過發(fā)生雪崩的SPAD數(shù)量來判斷輸入光子的強度。

一般意義上的SPAD，同樣是多個SPAD單元組成的陣列。但為了解決強光環(huán)境下更加準確的探測，傳感器陣列將多個SPAD組成一組使用，比如在一個597*168的SPAD陣列中，將每3*3個SPAD組成一組，那么雖然分辨率降低了，但是提高了單個點檢測到的動態(tài)范圍。同時SPAD在信號處理時，需要將上述的3*3為一組的輸出合并成一路，轉(zhuǎn)為數(shù)字信號再進行分析。

具體到產(chǎn)品上，目前的激光雷達，包括固態(tài)的Flash激光雷達等普遍采用SiPM/SPAD，因為905nm光源已經(jīng)成為目前長距離ToF激光雷達的主流路線，1550nm則會用到APD。

日系廠商壟斷激光雷達接收端，廠商自研改變格局？

當(dāng)前激光雷達接收端傳感器的供應(yīng)商，幾乎是由索尼和濱松壟斷，包括索尼的近年推出的IMX459 SPAD傳感器，在市場上大獲成功，華為192線激光雷達就采用了該款傳感器。濱松作為老牌光電大廠，其SiPM產(chǎn)品也早在禾賽、速騰聚創(chuàng)等激光雷達龍頭廠商產(chǎn)品上廣泛應(yīng)用。

速騰M1上搭載的濱松S15639，分辨率2120像素，像素尺寸25μm，靈敏度波長范圍400nm-1000nm。而目前最新量產(chǎn)的Gen4 SiPM S16786系列產(chǎn)品上，濱松采用了更小的像素尺寸，從上一代的25μm縮小至15μm，提升了光子探測效率，優(yōu)化了噪聲參數(shù)，還通過了-40℃-125℃的高低溫可靠性測試。

隨著禾賽和速騰聚創(chuàng)在車載激光雷達的崛起，規(guī)模起量背景下，降本需求也在推動他們在激光雷達接收端采用自研的方式提高集成度以及降低成本。早在2022年，禾賽發(fā)布的FT120和速騰聚創(chuàng)發(fā)布的E1，兩款全固態(tài)補盲激光雷達都采用了各自自研的SPAD陣列以及SoC集成方案，將SPAD和SoC集成到一顆芯片上。

而在當(dāng)前車載激光雷達市場，速騰和禾賽合計占超過50%的市場份額，這個數(shù)字還在不斷提高的情況下，未來自研SPAD或會在車載激光雷達上占有更高的比例。

另外還有更多國內(nèi)廠商在布局SPAD/SiPM，包括靈明光子、芯視界、阜時科技、識光芯科等都在投入開發(fā)相關(guān)芯片產(chǎn)品中。

小結(jié)：

Yole預(yù)計，到2029年，激光雷達市場容量將達到36.32億美元，2023到2029年的復(fù)合年均增長率達到38%。激光雷達市場仍在上升通道，隨著高階智駕的滲透，激光雷達核心的接收和發(fā)射端都將有更多機會。