2020年3月，蘋果（Apple）公司發(fā)布了新款平板電腦：iPad Pro，搭載了基于3D dToF技術(shù)的激光雷達(dá)掃描儀。這對(duì)于消費(fèi)電子產(chǎn)業(yè)界來講無疑是一場(chǎng)強(qiáng)烈的視覺“地震”！而“震中”則是索尼為蘋果定制生產(chǎn)的dToF圖像傳感器，其基于SPAD（單光子雪崩光電二極管）陣列，分辨率達(dá)到3萬像素。根據(jù)全球多位分析師預(yù)測(cè)，2020年下半年蘋果即將發(fā)布的iPhone 12 Pro Max很大可能后置激光雷達(dá)掃描儀，從而促使一些安卓智能手機(jī)從3D iToF轉(zhuǎn)向3D dToF。拜蘋果所賜，激光雷達(dá)從汽車電子領(lǐng)域躥紅到消費(fèi)電子領(lǐng)域。
蘋果平板電腦iPad Pro 2020及激光雷達(dá)掃描儀（LiDAR）
應(yīng)用于iPad Pro 2020激光雷達(dá)掃描儀的索尼dToF圖像傳感器
在單芯片上集成SPAD陣列和測(cè)距電路的光電探測(cè)解決方案，可實(shí)現(xiàn)低激光功率下的遠(yuǎn)距離探測(cè)能力，并降低整體系統(tǒng)功耗和減小體積。但無論是對(duì)SPAD陣列芯片的設(shè)計(jì)能力，還是對(duì)制造工藝和封裝技術(shù)，要求都非常高，因此，全球具有上述綜合能力的廠商寥寥無幾。受益于中國的創(chuàng)業(yè)環(huán)境和應(yīng)用市場(chǎng)，一批具有創(chuàng)新能力的海歸專家和本土精英投身于創(chuàng)業(yè)浪潮之中，撐起dToF傳感一片天！據(jù)麥姆斯咨詢調(diào)研，目前正在從事dToF傳感器研發(fā)和生產(chǎn)的中國初創(chuàng)公司主要有芯視界（visionICs）、靈明光子（Adaps Photonics）、芯輝科技（Xilight）、飛芯電子（ABAX Sensing）、宇稱電子（Microparity）、秉正訊騰等。
dToF傳感器國內(nèi)代表廠商產(chǎn)品（來源：麥姆斯咨詢）
在實(shí)際的3D成像和傳感應(yīng)用中，外界環(huán)境復(fù)雜多變，會(huì)產(chǎn)生大量干擾和噪聲，iToF技術(shù)面臨著“多徑干擾、飛行像素、精度隨測(cè)量距離下降”等諸多挑戰(zhàn)，因此并沒有獲得蘋果的青睞。而dToF技術(shù)產(chǎn)生的誤差在正常工作范圍內(nèi)不隨距離變化，受多徑干擾的影響小，并且功耗更低。因此，相比iToF，dToF在遠(yuǎn)距離、復(fù)雜環(huán)境的應(yīng)用中具有優(yōu)勢(shì)，為智能手機(jī)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）及更廣泛的3D傳感應(yīng)用領(lǐng)域提供新的技術(shù)選擇。在這里需要強(qiáng)調(diào)一句：iToF和dToF各有自己的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，用戶應(yīng)該根據(jù)實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景選擇合適的技術(shù)路線。
SPAD自從被提出以來，就以其極快的響應(yīng)速度和極高的靈敏度等特性，成為弱光探測(cè)和高速成像研究領(lǐng)域的一個(gè)熱點(diǎn)技術(shù)。但是SPAD芯片實(shí)現(xiàn)大陣列的技術(shù)難點(diǎn)有很多，既包括器件物理層面的問題，例如提升小像素的光子探測(cè)效率（PDE），也涵蓋電路設(shè)計(jì)和制造工藝方面的問題，例如TDC（時(shí)間-數(shù)字轉(zhuǎn)換器）、淬火電路設(shè)計(jì)、跨阻放大器、3D堆疊工藝。
dToF傳感器英文文獻(xiàn)全球分布（來源：麥姆斯咨詢）
汽車激光雷達(dá)將成為ToF市場(chǎng)的發(fā)力點(diǎn)
汽車激光雷達(dá)作為一種采用ToF原理的測(cè)距系統(tǒng)，其核心元器件包括光源、光束操縱元件和光電探測(cè)器。其中，光電探測(cè)器結(jié)合飛行時(shí)間測(cè)量電路（包括TDC、TIA等）可以將探測(cè)目標(biāo)的距離信息由光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，以便汽車ADAS或自動(dòng)駕駛系統(tǒng)理解外界環(huán)境狀況并及時(shí)操控駕駛行為。隨著激光雷達(dá)核心元器件采用半導(dǎo)體技術(shù)，成本不斷降低，而性能不斷優(yōu)化，激光雷達(dá)也將從價(jià)格昂貴、模擬信號(hào)輸出、機(jī)械旋轉(zhuǎn)式的初始階段，逐漸過渡到價(jià)格親民、數(shù)字信號(hào)輸出、關(guān)鍵元件固態(tài)化的階段，勢(shì)必成為ToF市場(chǎng)的重要推動(dòng)力量。
汽車激光雷達(dá)產(chǎn)業(yè)鏈代表廠商（來源：麥姆斯咨詢）
例如，Ouster采用獨(dú)特的數(shù)字技術(shù)、多光束閃光激光雷達(dá)架構(gòu)，提供高分辨率、高可靠性、低成本的數(shù)字激光雷達(dá)，其核心芯片均是自主研發(fā)，包括一顆VCSEL陣列和一顆SPAD芯陣列；覽沃科技（Livox）發(fā)布的Horizon（浩界）高性能激光雷達(dá)采用具有六個(gè)敏感單元的APD線陣，其由日本濱松公司定制生產(chǎn)。
汽車激光雷達(dá)發(fā)展路線圖（來源：麥姆斯咨詢）
