车载激光雷达市场SPAD席卷市场

电子爱好者网报道(文章 / 上周，我们报道了一个新的激光雷达。 ASIC 这个方案，值得注意的是这个方案。 ASIC 所有组合的传感器都选择了 SiPM。当然，从成本的角度来看，激光雷达作为第三方 ASIC 方案，SiPM 对当前主流来说 200 从产品定义的角度来看，线内激光雷达更具优势。

而且从行业趋势来看，像禾赛、速腾聚创等头部厂商聚焦数字激光雷达的路线说明，SPAD 正在替代 SiPM 成为激光雷达的接收端传感器。

SiPM、SPAD 有什么不同？

现在市场上的车载激光雷达主要接收芯片 APD(雪崩光电二极管)和 SPAD(单光子雪崩二极管)/SiPM(硅光电倍增管)，如图达通 Falcon 采用了激光雷达接收部分 4 个 APD；速腾聚创 M1 上面用的是滨松 SiPM。

第一，我们要知道，二极管虽然具有单指导电的特性，但是在反向电压较大的情况下，也可以使二极管穿透。APD 在光电二极管的基础上，施加一定的反向电压，使得光电二极管只需要少量的光子输入就能诱发二极管的雪崩，反向电流急剧增加，实现高灵敏度的光子检测。

不过，因为 APD 与抗干扰性相比，灵敏度更高 SPAD 以及 SiPM 较低，因此现在新的激光雷达逐渐不再选择。 APD 作为接收器。

SPAD 则是在 APD 在此基础上，直接从光电二极管上施加反向电压，使其处于击穿状态。此时，至少只需要一个光子击中光电二极管中的电子，就可以诱发“雪崩击穿”。因此，与 APD，SPAD 具有较高的灵敏度，可以实现单个光子的检测，所以也被称为“单光子雪崩二极管”。

一般来说，激光雷达 SPAD 时间，指的是 SPAD 阵型，也叫阵型 SPADs，也就是说，接收器是多个接收器 SPAD 模拟信号由单元组成的阵型直接导出。因此使用 SPAD 作为接收器的激光雷达，阵型将被制造商宣传为数字激光雷达。

SiPM 跟 SPAD 事实上，阵型在物理结构上是相似的，都是由多个组成的。 SAPD 光敏模块组合而成。但是在传感器的实际应用中，SiPM 由多个 SPAD 并联而成，最终导出具有动态分辨能力的模拟信号，即通过发生山崩的模拟信号 SPAD 判断输入光子的强度的数量。

对于激光雷达，还需要通过一系列外部模拟信号处理电路， SiPM 将输出信号转换为模拟信号，然后导出 ASIC 或是 FPGA、SoC 等待主板芯片处理。

所以，我们可以认为，SiPM 跟 SPAD 阵型的区别，就是 SiPM 输出是模拟信号，而且 SPAD 模拟信号是阵型输出。

SPAD 的应用趋势

Yole 根据最新报告的统计， 2018 2008年，世界上所有激光雷达产品的接收器都使用了 APD；到了 2024 2008年，激光雷达接收器市场发生了巨大变化，SiPM 成为主流，占比高达 69%，SPAD 在 2024 年度崭露头角，占比 18%，而 APD 占比下降到 13%。

在 2024 年，SPAD 只有华为激光雷达产品使用，而且激光雷达市场份额最大的玩家，禾赛和速腾聚创，车载激光雷达都使用 SiPM。APD 这一份额主要是因为像选择一样选择 1550nm 图达通的光源 Seyond，以及法雷奥的旧激光雷达产品仍在使用。

在 yole 估计中，预测到 2030 年，SPAD 汽车激光雷达市场的份额将增加到 33%，SiPM 下降到 61%，APD 这个份额进一步缩小到 6%。2035 年，SPAD 占比将达到 49%，超越 SiPM 的 48% 份额，而 APD 继续下降到 3%。

然而，也有很多业内人士认为，SPAD 取代 SiPM 的进程要比 yole 预测更快。

因为车规 SPAD 阵型接收器芯片，目前有能力量产的厂家不多，产品选择也不多。华为率先在其中 192 索尼用于线远距激光雷达 IMX459 车规级 SPAD 值得一提的是，今年速腾聚创推出的数字激光雷达 EMX 同样是 192 线路，官方资料显示其使用 SPAD-SoC 芯片，其中的 SPAD 或许也是 IMX459。

事实上，从近一年各大激光雷达厂商推出的产品来看，SPAD 这一技术趋势的确已基本确定，比如今年速腾聚创相继推出的 EMX、EM4 长距离激光雷达，图达灵雀 E2 所有主视雷达，均采用 SPAD-SoC 的方案。禾赛也在不断地进行布局 SPAD 技术，自研 3D 堆叠 SPAD 面阵探测器，将应用于下一代车载远距离激光雷达。

另一个 SPAD 大量使用的产品是短距离补盲雷达，比如禾赛的补盲雷达。 FT120、FTX，速腾聚创的 图达通的灵雀E1 E2 等等。补盲激光雷达由于对检测距离要求较低，对小体积要求较高，所以多采用 Flash 纯固体方案。

对纯固体而言 Flash 对于激光雷达来说，分辨率取决于接收端的激光功率和发散角和传感器像素的数量。因为单位面积可以提供更多的像素， SPAD 阵型变成 Flash 统一选择激光雷达。

可预见的是，在未来激光雷达数字化的趋势下，SPAD 激光雷达市场将迅速席卷市场，这也将带来巨大的机遇。除了头部厂商的选择和自主研发，国内更多的芯片厂商正在布局 SPAD 包括灵明光子、芯视界、阜时科技、识光芯科等在内的商品正在开发车规商品。

当然索尼在 SPAD 这个领域起步较早，尤其是汽车规则产品仍然具有很大的优势。前几天索尼发布了 IMX459 下一代商品 IMX 479，毫无疑问，这也将是一些高端车载激光雷达的选择。

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