北极芯微自研高性能SPAD，实现单光子感知芯片国产化突破

据麦姆斯咨询报道，近日，深圳北极芯微电子有限公司（下称“北极芯微”）宣布具备完全知识产权的高性能SPAD（单光子雪崩二极管）研制成功，顺利通过测试验收，并基于自研SPAD同步推出全新dToF（直接飞行时间测距）芯片和PCI（光子计数成像）芯片，实现单光子感知芯片国产化突破。

SPAD是一种具有单光子探测能力的光电器件，能够用光速实现距离测量，达到微秒级测量时间及亚毫米测量精度，同时它能以光子计数的方式进行图像采集，实现夜视成像或高速成像，是新一代单光子感知芯片的核心器件。基于SPAD的感知芯片广泛应用于激光雷达、激光对焦、接近传感、3D建模、微光成像、荧光分析等领域，目前每年使用量已超过十亿颗，并且是公认的低成本车载激光雷达最有竞争力的方案之一，有广阔的发展前景。据调研机构Yole Development预测，至2026年3D感知市场将保持14.5%的年复合增长率，2026年全球3D感知市场容量将达到150亿美元；且据另一调研机构Frost&Sullivan预测，至2025年图像芯片市场将保持11.9%的年复合增长率，2025年全球图像芯片销售额将达到330亿美元。

与自研SPAD同步发布的还有DTS3040 dToF芯片和PCL7150 PCI芯片。

DTS3040是一款单通道dToF芯片，片内集成自研的SPAD、高速TDC及测距算法协处理器，内置时间相关光子阈值算法等，能够实现高精度测距的同时保证优异抗环境光性能和抗干扰能力。DTS3040采用I2C和SPI接口，并使用紧凑可靠的光学LGA封装，可应用于无人机定高和避障、扫地机和AGV避障、loT（用户或物体存在检测）、容量检测（库存检测、液位检测等）、接近检测等领域。

PCL7150光子计数成像芯片是一款区别于传统CMOS和CCD的新型图像芯片，采用自研SPAD作为感光元件，可对单个光子进行检测，通过记录接收到的光子数量获取图像信息。PCL7150实现了像素层级的信号数字化，无需AD采样即可输出图像数据，因此输出帧率远高于CMOS图像芯片，可达15Kfps@25MHz时钟。同时PCL7150片内集成灰度质心算法，能够以53.8Kfps的速度输出质心数据，大幅提升测量速度。每个像素具备256阶灰度，并可通过多帧叠加灵活实现不同应用下所需图像深度。PCL7150可用于激光位移芯片、激光卡尺、扫地机避障雷达（三角法）、图像扫描等领域。

据悉，北极芯微DTS3040和PCL7150两款产品在发布前已获得客户的高度关注和跟进，目前已获得数百万元订单，并将于9月下旬开始供样及小批量交付。