激光雷達SPAD是更好的技術路徑么？

【摘要】蓬勃發展的激光雷達市場，技術路線選擇正在成為爭議焦點。

但一個關鍵的共識在于，所有先進的激光雷達本質上都已通過芯片化實現了“數字化”，市場對“數字”與“模擬”的劃分，更多是一種基于芯片物理布局的定義方式。

其中，SPAD技術雖被寄予厚望，曾被視為實現高線數激光雷達的關鍵，但其發展并非一帆風順。當前，基于外采通用芯片的SPAD解決方案在實際應用中仍面臨光子探測效率較低、通道串擾和高反展寬等諸多挑戰。

對車企而言，在L2/L2+級輔助駕駛系統中，經過大規模量產驗證的SiPM方案仍是當下更成熟、更具性價比的選擇；而在面向未來的L3及以上級別自動駕駛領域，SPAD確是高線數激光雷達的必然趨勢，但前提是必須選擇由系統廠商自研、并已解決核心問題的SPAD方案。

基于此，“全都芯片化了”是行業共識，但“SPADSoC成熟尚需時日”。

以下為正文：

國內智能駕駛浪潮的推動下，激光雷達正以前所未有的速度裝車普及。

行業數據顯示，2025年上半年中國乘用車激光雷達交付量同比激增83%，滲透率持續攀升。在市場走入一片繁榮后，一場關于技術路線的爭論開始愈演愈烈，尤其是圍繞“數字激光雷達”與SPAD（單光子雪崩二極管）技術的營銷，給了車企與消費者許多新選擇。

但問題在于，高速發展的智能駕駛路徑上，兩項技術解決方案的真實成熟度如何，市場并沒有一個清晰的界定。

更值得一提的是，“數字激光雷達”與SPAD解決方案之間，似乎并沒有已構筑起的壁壘，一個被忽略的真相是：所有先進的激光雷達，本質上都已走向了芯片化，本就是“數字”的。

01

所有先進激光雷達，本就都是“數字”的

“數字激光雷達”這個聽起來極具科技感的新名詞，在市場上被某些廠商包裝成劃時代的技術鴻溝。但究其本質，這更多是一種市場話術。

從技術原理看，無論是采用SiPM（硅光電倍增管）結合專用芯片（ASIC）的路徑，還是采用SPAD結合系統級芯片（SoC）的路徑，激光雷達探測器在接收到光子后，初始產生的都是模擬電信號。

形象理解，一個SiPM本質上就是數百個SPAD的微型陣列。其中，SPAD是組織內最基層、最敏感的哨兵，能夠偵測到單個光子，SiPM則是由數百名這樣的哨兵組成的一個排，共同行動。

核心區別在于這個如何“上報”并“處理”偵測到的信息。

SiPM + ASIC屬于逐級匯總，集中處理。SiPM會將排里所有哨兵（數百個SPAD）的電流脈沖在內部直接合并，輸出一個更強的、匯總后的宏觀模擬電流信號，隨后送到旁邊的專用芯片（ASIC）進行處理，并最終轉換為數字信號。

SPAD + SoC屬于扁平化管理，就地數字化。信號產生后，無需遠距離傳送模擬電流，而是在芯片內部直接被接收并瞬間轉換為數字信號，實現的是“光子到達時間”的直接數字化輸出。

理解了這一點，就理解了將SPAD-SoC方案單獨命名為“數字激光雷達”更多是一種傳播稱謂，兩者最終輸出的都是數字信號。

正是這種物理結構上的差異，被巧妙地用于市場區隔：后者（SPAD+SoC）因其集成式設計被稱為“數字激光雷達”，而前者（SiPM+ASIC）則被不恰當地貼上了“模擬激光雷達”的標簽。

圖片來源：九章智駕

這種分類方式雖然直觀，但可能并不完全反映了技術的全貌，而是側重于描述芯片的物理布局這個單一維度。

真正的數字化，其核心在于芯片化的集成程度，即激光雷達的發射、接收和處理三大核心系統，能否由高度集成的芯片主導，從而實現性能、可靠性和成本的最優解。這與探測器本身是SiPM還是SPAD并無必然聯系。

當前，行業的競爭實質上是芯片化能力的競爭，所有領先的玩家都在朝著核心芯片自研與集成的方向邁進。

02

為什么說當前的SPAD方案尚不成熟？

當然，界定SPAD路線的現實情況，并不是要否認SPAD技術本身代表的高線數激光雷達的未來方向。

但問題是，市面上基于外采通用芯片的SPAD解決方案，在當下存在缺陷，為車企的量產落地埋下了性能和安全的隱患。而一個新技術的應用，必須遵循更大的收益、得到保證的安全性，以及不能帶來不必要的風險，如此才是一項好的技術。

首先，通用芯片存在“水土不服”的問題。

廠商普遍采用的索尼IMX459芯片為例，它并非為車載激光雷達的復雜工況量身定制。其設計方缺乏對實際應用場景的深刻理解，導致規格定義不成熟，使得采用該芯片的激光雷達普遍面臨嚴重的“高反展寬”和“光暈”現象。

“高反展寬”指的是激光束照射到車輛牌照、金屬護欄等高反射率物體時，回波信號不僅強度極高，其脈沖寬度也會被異常地“拉寬”。類似于一個本該短促清脆的回聲，被拖長成了含混不清的尾音。這也會直接導致測距精度下降，原本應該精確聚焦的點云，會像墨點暈開一樣，在高反物體周圍形成一片本不存在的虛影。

這不僅扭曲了物體的真實輪廓，還可能被系統誤判為低可信度的障礙物，這對智能駕駛決策鏈而言具有極強的不確定性。

此外，SPAD固有的串擾和飽和問題，也導致其點云質量在復雜環境中難以與成熟的SiPM架構媲美。

值得注意的是，SPAD方案，尤其是采用外部通用芯片時，在關鍵指標光子探測效率上可能不敵優化的SiPM方案。

這是由于SPAD-SoC通常采用3D堆疊的CMOS工藝，其工作偏壓被限制在3.3V左右；而SiPM可以在更高的偏壓下工作。在激光雷達常用的905nm波長下，更高的偏壓意味著更強的電場和更高的雪崩觸發概率，因此SiPM的PDE（Photon Detection Efficiency，指探測器接收并成功轉換為電信號的光子比例）可能達到35%-40%，而SPAD的PDE可能僅在20%-25%。這直接導致了在相同條件下，SPAD的探測距離可能比SiPM縮短20%-30%

其次，隱形成本高昂。

為了彌補硬件上的先天不足，一些廠商不得不采取“軟件算法兜底”的策略。例如，有廠商在其192線雷達中，額外增加了一顆價值數百元的TDA4智能駕駛芯片，專門用于雨霧濾噪，并且投入了超百人的算法團隊進行持續優化。這背后是巨大的研發投入和物料成本的增加。

圖片來源：九章智駕

因此，SPAD方案看似硬件采購成本可能較低，但其總擁有成本（TCO）未必優于經過大規模量產驗證的SiPM方案。

最后，是迭代困境與供應鏈風險。

SPAD的SoC方案集成度高，一旦設計完成，流片周期長達半年左右。如果設計后期發現致命缺陷，將無法快速迭代，試錯成本極高。同時，過度依賴單一外部芯片供應商，也使車企面臨潛在的技術封鎖、價格壟斷和供應鏈中斷的“卡脖子”風險。

03

禾賽的破局之道：如何把SPAD“做對”？

那么，以上的討論是否就意味著我們應該徹底放棄SPAD路線？答案是否定的。

問題的關鍵在于，必須有一家對激光雷達系統需求有深刻理解的廠商進行全棧自研，從底層芯片定義和系統設計上根除這些弊端。

首先，全棧自研這個基礎項意味著掌握芯片定義權。

解決SPAD問題的根本，在于將核心技術掌握在自己手中。這方面，禾賽科技很早就布局SPAD技術，并通過收購瑞士Fastree 3D公司等戰略并購方式，將SPAD核心專利技術深度嵌入自研的芯片架構。

只有自己定義芯片，才能針對車載場景中遇到的高反、串擾等具體問題，這也意味著可以根據車載激光雷達的實際需求來定義芯片規格，在芯片設計階段就植入解決方案，而不是被通用芯片的規格所限制。

其次，“光子隔離”。這也是禾賽科技面對SPAD多通道并發工作時難以避免的嚴重串擾時創新的一項新技術。

這項技術的原理是，讓上百個激光收發通道能夠被獨立驅動，實現分時、有序地點亮，從時間維度上將各個通道發射的光子分開。這樣，在接收端就能清晰地分辨光子來源，從硬件層面有效抑制了通道間的串擾。據稱，該技術能實現誤報率降低95%的重大突破，這將為下一代SPAD激光雷達的點云質量和可靠性帶來質的飛躍。

此外，芯片架構的平臺化布局也至關重要。

真正的技術成熟度體現在平臺化產品的落地能力。這方面，禾賽科技宣布將于2025年量產其第四代芯片架構平臺，該平臺采用3D堆疊的自研SPAD面陣探測器。這不僅為其純固態激光雷達（如FTX）提供了高性能、低成本的核心，更展現了其從分立器件到系統級芯片的全面芯片化能力，為未來L3及以上級別自動駕駛提供了堅實的技術基礎。

04

尾聲：車企缺一個指南

杭州IROS 2025官方分論壇上，禾賽科技CEO李一帆在演講中表示：“所有的技術最終還是得服務于商業。我們做的所有產品如果只強調技術領先性，其實是沒有用的。”

技術路線不局限于外在，打造一個怎樣的營銷標簽并不是車企考慮的必須項，技術成熟度、綜合成本與長期可靠性才是最終做出理性決策的重要考量因素。

基于此，對于當下主流的L2/L2+級輔助駕駛系統，300線以內的激光雷達需求，經過大規模量產驗證的SiPM方案可能是現階段更成熟、更具性價比的選擇。

而對于面向未來的L3及以上級別自動駕駛，300線以上的高性能雷達，SPAD因其高集成度確實是必然趨勢，但前提是必須選擇由系統廠商自研、并已解決串擾和高反等核心問題的SPAD方案。

這是物質發展階段的普適規律，彎道超車并不是所有時期都適用。外采通用芯片、需要大量軟件算法來彌補硬件不足的過渡性方案，所帶來的潛在隱患是車企很難承擔的。

總而言之，“全都芯片化了”是行業共識，但“SPAD SoC成熟尚需時日”。

激光雷達行業的未來，屬于那些既深刻洞察系統需求，又能通過自研芯片實現技術突破的企業。一項成熟的方案，才是快節奏奔跑的智能駕駛市場應該做出的堅定選擇。