dToF的核心單元是SPADmdashmdash單光子雪崩二極管

日前，2021年集成電路制造年會在廣州召開塔式半導體有限公司全球副總裁秦磊受邀參加IC制造生態發展分論壇，并以《感知世界mdash，mdash，先進的3D視覺CIS技術》為主題發表精彩演講他從代工制造的角度，分享了3D感知技術目前的困難和未來的發展趨勢

微電網了解到，Tower Semi在消費電子，工業和汽車等多個領域都有布局，用于3D傳感技術目前行業內3D傳感器產品的主流解決方案有三種，分別是雙目視覺，結構光和ToF根據測距方法的不同，ToF也可以分為差分多普勒頻移和相干多普勒頻移

秦磊認為:事實上，對于不同的應用場景，上述方案各有千秋終端更有可能針對產品需求選擇更合適，更具性價比的方案比如:手機上的人臉ID使用的是結構光，還有iToF方案在掃地機器人出現之前，雙目視覺等方案是主流

值得注意的是，即使3D感知技術在行業中的應用場景越來越多樣化，但從來沒有成為用戶的剛需，也沒有出現井噴的需求。

對此，秦磊談及:我們認為，3D技術的推廣仍面臨諸多挑戰，除了能否產生剛需的應用場景，從技術角度來說，3D技術應用到終端產品進行人臉識別會被屏幕遮擋，我們還需要思考其他的事情比如環境掃描建?；蛘叻謪^測距，如何同時保證lsquo感應距離足夠遠，分辨率足夠高，感光足夠靈敏，功耗足夠低幾個方面

隨后，秦磊以車載激光雷達為例進行了解讀，分享了車載激光雷達應用dToF方案的優勢，必要性和技術難點。

事實上，雷達在汽車產品中的應用并不新鮮，能夠實現輔助測距的解決方案相當普遍可是，秦磊認為:伴隨著汽車智能化的深入，車企會更加重視行車安全，這就引出了輔助駕駛系統激光雷達的遠程監控在輔助駕駛系統中尤為重要此外，與短程超聲波方案或傳統的2D圖像傳感器相比，激光雷達可以感知物體的形狀，有助于用戶判斷，進一步提高了安全性

那么，從技術角度來說，dToF方案可以升級到什么房間呢。

從原理上講，dToF是指激光發射到人或物體上，然后返回，從發射器到物體的距離是通過光的往返時間來計算的制造業中，dToF的核心單元是SPADmdashmdash單光子雪崩二極管當光子轉化為電子時，會擊穿一直處于電荷飽和狀態的二極管，產生強電流，與二極管相連的電路結構會立即開始復位二極管的壓降，使二極管恢復到雪崩擊穿前的狀態從二極管雪崩到雪崩前狀態恢復的過程稱為猝滅，一個或一組SPAD和相應的猝滅電路單元，以及能將相應的讀出時間信號轉換成數字信號的TDC，可以構成接收傳感器的真實dToF

秦磊還提到了SiPM的概念，即有多個SPAD陣列它可以讀出更精確的光強信號，而不是簡單地判斷有沒有光，這類似于模擬電路的特性但它也有許多技術挑戰當一個SPAD處于雪崩狀態時，很容易導致周圍的SPAD出現誤導雪崩狀態，多個SPAD可能會相互干擾，這需要通過技術逐步解決

綜合考慮SPAD的性能指標，主要參數有VBD，PDE，DCR，串擾，后脈沖，死區時間，抖動等SPAD技術的提升，也就是工藝研發和芯片設計的進步，都要圍繞這些參數進行

最后，秦磊還表示，將根據上述產品布局，合理安排賽米塔所有工廠的產能對于任何重要的工藝節點和平臺，公司都會將產能布局在至少2—3家工廠，希望盡可能緩解未來產能供不應求的問題