我們知道，許多旗艦手機，在宣傳拍攝能力的強悍時，廠商往往都在強調——使用了索尼的IMX???影像傳感器。
為什麽？
這是因為，索尼是全球CMOS影像傳感器遙遙領先的王者——無論是技術實力亦或是市場份額，CMOS影像傳感器是網路攝影機的最核心器件。
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據Yole最新的【2024年CMOS影像傳感器行業現狀】顯示，索尼CMOS影像傳感器（CIS）的市場份額在2023年進一步攀升至45%——幾乎快要占據全球CIS一半的市場，足見這位全球CMOS影像傳感器王者地位的穩固。
▲來源：yole
然而， 索尼的傳感器芯片，不僅統治了網路攝影機，還將壟斷另一個國產似乎看起來遙遙領先的傳感器賽道——雷射雷達。
Yole【2024車載雷射雷達市場報告】顯示，禾賽科技、速騰聚創、圖達通、華為、覽沃等國產雷射雷達廠商，合計占據全球84%的市場份額。
雷射雷達不是禾賽科技、速騰聚創等廠商生產的嗎？
是，但不全是。
雷射雷達是一個復雜、精密的傳感器系統， 主要有雷射發射、雷射探測、資訊處理、掃描等四大部件構成， 禾賽科技、速騰聚創等廠商屬於中遊整合商，其產品既有自研的部份，也有向外采購的部件。
雷射器、探測器和訊號處理是雷射雷達BOM總體成本最高的部份，占比高達70%， 其中雷射器+探測器占比30%-40%，是目前雷射雷達降低成本（雷射雷達賽道的主邏輯）的關鍵環節和核心技術壁壘之一。
當前， 雷射雷達技術方案業內已經基本達成共識，整體遵循機械式>半固態>全固態的演進路線，光線波段采用905nm，雷射器由EEL向VECSEL發展，探測器由APD向SiPM和SPAD面陣發展。 其中，SPAD （單光子雪崩二極體） 被認為是SiPM叠代的下一代探測芯片 ，具有更高的整合度、跟高設計靈活性和更低的成本。
2020年， 索尼推出了行業真正意義上的第一款車規級SPAD 芯片，如今幾乎一統天下。
華為率先使用！蘋果推動，索尼不看好卻推出行業第一款車規級SPAD探測器芯片！
還記得2023年12月，華為釋出的全球汽車業界第一個量產的最高線數雷射雷達——192線雷射雷達嗎？
據業界分析，這顆「遙遙領先」的雷射雷達，使用的就是索尼的SPAD芯片——IMX459， IMX459作為業界真正意義上的第一款車載SPAD SoC（片上系統），具有裏程碑意義。它的成功研發和套用， 證明了SPAD技術在雷射雷達領域的可行性。
作為CMOS影像傳感器的老大， 起初索尼是不太願意做SPAD芯片的，索尼工程師提到他們認為在實際套用中很難實作。
然而，蘋果公司決定在iPhone手機上配置短距雷射雷達以實作3D掃描套用，蘋果公司找到了索尼研發SPAD芯片，與此同時，汽車自動駕駛領域的雷射雷達套用也在飛速發展，於是， 索尼順手一並研發車規級IMX459雷射雷達芯片，並在2020年實作流片。
相關數據顯示， 如今索尼每年向蘋果提供0.8-1億顆SPAD面陣芯片，用於iPhone等產品中。
作為業界第一款車規級SPAD芯片，IMX459的效能其實並不理想，早在 2022年國內外車企測試完後 ，大都給出負面評價， 大部份廠商認為這是一顆Demo（樣品），很難在量產中套用。
這時候，第一個吃螃蟹的廠商出現了：
H公司率先實作了量產，成本、可靠性、供應鏈穩定性等因素逐一克服。 即使IMX459在某些方面表現不佳，但它能在其他方面提供優勢，例如成本更低以及供應鏈穩定，在市場中獲得一定的份額。感謝H公司跑通了驗證以及供應鏈體系， 隨後大量的車企和主機廠也給出了DEMO以及量產排班 ，並且實作了價格的cost down，讓雷射雷達真正意義上飛入尋常百姓家。
就這樣，我們在2023年底看到了第一個量產上車的192線雷射雷達。
從華為雷射雷達開始，進入2024年， 市場大量出現192線雷射雷達產品，而這些雷射雷達用到的核心SPAB探測器芯片，都是索尼IMX459。
那麽， 為什麽用索尼IMX459芯片做出來的雷射雷達，都是192線？
索尼SPAD芯片獨步天下，下一代已在路上，國產廠商摩拳擦掌自研SPAD芯片但一個能打的都沒有
索尼是全球CMOS技術領先者，手握三個CMOS半導體制造廠，而IMX459雷射雷達探測器芯片也有賴於其多年的技術積累。
IMX459芯片使用 堆疊式工藝 ，頂部芯片使用90nm的背照式工藝實作，完成基於CMOS的SPAD。底部芯片使用40nm 1AI-10cu工藝，負責完成SPAD的訊號邏輯處理。整個pixel數量為100000個SPAD像素(189(H)x600(V))，包含沒有使用的SPAD。
IMX459芯片的結構如下圖：
可以看到， IMX459芯片是上面SPAD芯片+下面邏輯芯片的整合封裝 ， 采用索尼的 「Cu-Cu混合鍵合」封裝技術 ，這也是索尼聞名於世的堆疊式工藝——熟悉CMOS影像傳感器的童鞋肯定不陌生，正是這一創新讓索尼穩居全球CMOS影像傳感器王者寶座。
IMX459全分辨率600x189, 透過每 3x3 個單元輸出一個像素，因此最終分辨率200x63，而去掉邊緣的 8 個像素之後，啟用區域分辨率為192x63 ，各家透過把芯片旋轉90度，剛好可以將垂直分辨率對應192線 ，基本可以確定用的就是IMX459，水平方向透過增加雷射器數量和多面轉鏡，進而實作水平分辨率的倍增。
前文我們提到，作為第一款車規級SPAD芯片，IMX459的效能參數並不理想，經過廠商和索尼的共同努力，魔改後達到量產要求。
既然索尼能夠研發出來， 那我們國產能不能自研呢？
在2023年，多家國產芯片企業宣稱研發出車規級SPAD芯片，並且有部份已經流片量產。
但據業內資深人士透露，國產SPAD芯片實測效果沒有一家達到要求 「 要麽測遠了精度達不到，要麽精度夠了但只有幾十米，良率還待定。」
因此，目前能夠量產的SPAD芯片方案，幾乎只有索尼一家。
而且索尼下一代雷射雷達SPAD芯片 IMX479已經在路上，有資訊指華為、禾賽等廠商已經在Demo測試和驗證階段。
IMX479的探測效率（PDE）將高達50% ，探測效率（PDE）是衡量雷射雷達效能的重要指標之一，它表示雷射雷達能夠成功探測到並返回有效訊號的比例。而在波長為905nm的光源下，IMX459的峰值PDE為22%。
IMX479對比IMX459在效能參數上或有翻倍的提升，從而讓雷射雷達能夠提供更準確、更可靠的環境感知能力。
波長溫度-PDE
高度整合化是趨勢，雷射雷達技術門檻降低？
索尼的SPAD芯片對雷射雷達產業具有重要意義，其創新性的將雷射接收模組和數據讀出模組整合到一起， 在高度整合化、降低成本、向固態化邁進的同時，也降低了雷射雷達的設計、制造技術門檻。
前文我們提到，一台雷射雷達主要由雷射器、探測器、資訊處理、掃描等四大部件構成， 整個雷射雷達是一條鏈條，這部份強了，那其他部件就可以相對「弱」一些， 譬如探測器足夠靈敏、效能足夠強，那麽對雷射器的效能要求就沒那麽高。
結語
作為全球最大的CMOS影像傳感器廠商，索尼憑借深厚的CMOS工藝技術，進入雷射雷達SPAD芯片領域，並有望如同CIS一樣形成領先地位。
SPAD芯片或將是未來雷射雷達的核心感知技術，壁壘極高，國產廠商雖然已經開始自研，仍有許多瓶頸需要突破。無論從雷射雷達整合化趨勢，還是供應鏈風險可控角度來看， 雷射雷達核心感知芯片的自研，仍然是國產廠商必走之路。
缺少核心的國產感知芯片，國產雷射雷達的遙遙領先也只是徒有虛名
