都說(shuō)中國(guó)是工業(yè)克蘇魯，憑什么激光雷達(dá)還這么貴？

作為一名在人工智能與感知計(jì)算領(lǐng)域摸爬滾打多年的從業(yè)者，每當(dāng)我在行業(yè)會(huì)議上聽(tīng)到關(guān)于「具身智能」或者「自動(dòng)駕駛的下半場(chǎng)」之類(lèi)的討論時(shí)，話題的終點(diǎn)往往都會(huì)回歸到一個(gè)極其樸素卻又無(wú)比致命的物理瓶頸：現(xiàn)在自動(dòng)駕駛的大腦（算法）已經(jīng)足夠聰明了，但它的眼睛（傳感器）什么時(shí)候能真正跟上來(lái)不拖后腿？純視覺(jué)和激光雷達(dá)兩條路線，背后又意味著什么？

要回答這一系列問(wèn)題，我們不能僅僅停留在商業(yè)表象的觀察，而必須深入到光子物理的底層，去拆解這場(chǎng)從模擬走向數(shù)字，從小作坊走向晶圓廠的工業(yè)革命。

在這里，我想以一個(gè)觀察者的視角，為大家屏蔽掉那些喧囂的營(yíng)銷(xiāo)詞匯，與大家娓娓道來(lái)這背后的技術(shù)邏輯與產(chǎn)業(yè)暗戰(zhàn)。

感知的黃昏與黎明：從「模擬聽(tīng)覺(jué)」到「數(shù)字視覺(jué)」

在很長(zhǎng)一段時(shí)間里，激光雷達(dá)基本上都是極客們的玩具，根源在于其核心的感光器件——APD（雪崩光電二極管）依然停留在模擬時(shí)代。

傳統(tǒng)的 APD 技術(shù)，就像是一個(gè)聽(tīng)力不太好的老人去聽(tīng)遠(yuǎn)處的風(fēng)吹草動(dòng)。為了讓他聽(tīng)見(jiàn)，我們需要對(duì)著他大聲吼叫（發(fā)射高功率激光），同時(shí)還需要給他配備極其昂貴的助聽(tīng)器（復(fù)雜的模擬放大電路、高電壓控制模塊）。為了處理這些微弱且充滿(mǎn)噪聲的模擬電流信號(hào)，需要在電路板上堆砌大量的分立器件。這就像是在制造一塊精密的瑞士機(jī)械表，每一個(gè)齒輪都需要手工調(diào)校。

這種「模擬」的先天基因，注定了它無(wú)法通過(guò)半導(dǎo)體工業(yè)最擅長(zhǎng)的復(fù)制粘貼來(lái)降低成本。只要技術(shù)路徑不發(fā)生代際更替，單純的國(guó)產(chǎn)替代只能將價(jià)格從天價(jià)變成昂貴，而無(wú)法實(shí)現(xiàn)指數(shù)級(jí)的躍遷。

然而，黎明來(lái)自于 SPAD（單光子雪崩二極管）技術(shù)的成熟。

SPAD 的出現(xiàn)，是一次徹底的物種進(jìn)化。它的工作邏輯不再是測(cè)量電流的大小（模擬量），而是直接計(jì)算光子的數(shù)量（數(shù)字量）。它就像是一個(gè)極其敏銳的量子計(jì)數(shù)器，哪怕只有一個(gè)光子落入「陷阱」，它也能瞬間產(chǎn)生一個(gè)清晰的電脈沖。

從測(cè)量變成計(jì)數(shù)，這看似微小的變化，實(shí)則引發(fā)了海嘯般的革命。這意味著，我們不再需要那些笨重、昂貴且難以集成的模擬電路。感光芯片輸出的直接就是計(jì)算機(jī)能夠理解的「0」和「1」。

一旦信號(hào)變成了數(shù)字，我們就拿到了實(shí)現(xiàn)摩爾定律的可能性。我們終于可以使用成熟的 CMOS 半導(dǎo)體工藝，像印刷報(bào)紙一樣，在硅片上批量「打印」出百萬(wàn)級(jí)的高分辨率傳感陣列。這才是將激光雷達(dá)從精密儀器變成工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)件的物理基礎(chǔ)。

維度的飛躍——3D 堆疊技術(shù)的降維打擊

如果說(shuō) SPAD 完成了感光的數(shù)字化，那么3D 堆疊（3D Stacking）技術(shù)，則是將這種數(shù)字化紅利倍增的核心。

在早期的芯片設(shè)計(jì)中，感光區(qū)域和邏輯處理區(qū)域往往只能平鋪在同一塊晶圓上。

好比我們?cè)诖缤链缃鸬纳虾Ｊ兄行纳w平房，感光部分（也就是大家俗稱(chēng)的像素）想多占點(diǎn)地方吸收光線，旁邊的電路部分就要被擠壓，反之亦然。這導(dǎo)致芯片面積大、成本高，且性能總是相互掣肘。

而 3D 堆疊技術(shù)，是一場(chǎng)建筑學(xué)的奇跡。它將負(fù)責(zé)感光的晶圓（Wafer 1）和負(fù)責(zé)運(yùn)算的邏輯電路晶圓（Wafer 2），在垂直方向上進(jìn)行了原子級(jí)的精密鍵合。

想象一下，我們把平房變成了摩天大樓。頂層全部用來(lái)做超大的落地窗（也就是背照式感光層），沒(méi)有任何金屬線路的遮擋，光子利用率達(dá)到了物理極限；再在底層全部用來(lái)通過(guò)最先進(jìn)的數(shù)字工藝鋪設(shè)商場(chǎng)、公路和公園（邏輯電路）。

這種結(jié)構(gòu)性的突破，帶來(lái)了三個(gè)維度的降維打擊：

1. 極致的性能解耦：感光層專(zhuān)心負(fù)責(zé)收集信息，邏輯層專(zhuān)心負(fù)責(zé)計(jì)算。兩者都可以采用各自領(lǐng)域最頂尖的工藝節(jié)點(diǎn)，互不干擾，性能拉滿(mǎn)。

2. 恐怖的成本壓縮：由于垂直堆疊，芯片的投影面積大幅縮小。在晶圓制造中，面積就是成本。同樣的 12 英寸晶圓，現(xiàn)在可以切割出更多數(shù)量的芯片。良率的提升和數(shù)量的增加，直接擊穿了成本底線。

3. 系統(tǒng)的極度集成：原本需要外部掛載的 DSP、MCU 等處理單元，現(xiàn)在可以直接埋在邏輯層里。激光雷達(dá)的接收端，從一塊復(fù)雜的電路板，變成了一顆小小的 SoC（系統(tǒng)級(jí)芯片）。

這就是為什么我說(shuō)，3D 堆疊 SPAD 技術(shù)是關(guān)鍵。它并不是簡(jiǎn)單的工藝改進(jìn)，而是通過(guò)物理結(jié)構(gòu)的重構(gòu)，將原本復(fù)雜的系統(tǒng)問(wèn)題，簡(jiǎn)化成了一個(gè)單純的半導(dǎo)體制造問(wèn)題。

隱秘的戰(zhàn)場(chǎng)：產(chǎn)業(yè)鏈重構(gòu)與各大玩家們必須爭(zhēng)奪的領(lǐng)地

當(dāng)我們理清了技術(shù)的脈絡(luò)，再將目光投向當(dāng)下的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，你會(huì)發(fā)現(xiàn)許多看似激烈的商業(yè)動(dòng)作，背后其實(shí)都是技術(shù)路線更迭帶來(lái)的陣痛與焦慮。

在過(guò)去，激光雷達(dá)的整機(jī)廠商是產(chǎn)業(yè)鏈的絕對(duì)核心。他們通過(guò)采購(gòu)國(guó)外的傳感器，配合自己獨(dú)特的模擬電路設(shè)計(jì)和光機(jī)結(jié)構(gòu)，構(gòu)建起深厚的壁壘。但在 SPAD 和 3D 堆疊時(shí)代，價(jià)值鏈正在發(fā)生劇烈的轉(zhuǎn)移，核心話語(yǔ)權(quán)正在從組裝集成向下游的芯片定義遷移。

我觀察到一個(gè)非常耐人尋味的行業(yè)現(xiàn)象，這或許能解釋近期業(yè)內(nèi)發(fā)生的一些摩擦。

目前國(guó)內(nèi)激光雷達(dá)出貨量最大、占據(jù)頭部市場(chǎng)份額的那家企業(yè)（我們姑且稱(chēng)之為 H 廠），其最新一代的固態(tài)與半固態(tài)產(chǎn)品中，已經(jīng)大規(guī)模導(dǎo)入了國(guó)產(chǎn)的 3D 堆疊 SPAD 芯片。根據(jù)供應(yīng)鏈調(diào)研了解，這顆核心芯片并非來(lái)自國(guó)外巨頭，而是來(lái)自國(guó)內(nèi)一家專(zhuān)注于光子技術(shù)的獨(dú)角獸企業(yè)，靈明光子。

這不僅僅是一次簡(jiǎn)單的采購(gòu)，而是對(duì)于某種技術(shù)路線的投票。H 廠作為行業(yè)領(lǐng)頭羊，其對(duì)性能和可靠性的要求是近乎苛刻的。他們選擇靈明光子的 ADS 系列芯片，足以證明在 3D 堆疊 SPAD 這個(gè)細(xì)分賽道上，國(guó)產(chǎn)芯片的設(shè)計(jì)能力和量產(chǎn)一致性，已經(jīng)完全能夠?qū)?biāo)甚至超越索尼（Sony）等國(guó)際大廠。

然而，這種局面的出現(xiàn)，對(duì)于另一些主打全棧自研標(biāo)簽的整機(jī)廠商（比如最近處于輿論中心的 S 廠）來(lái)說(shuō)，無(wú)疑構(gòu)成了巨大的戰(zhàn)略壓力。

試想一下，當(dāng)你的主要競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手H 廠通過(guò)引入獨(dú)立的第三方強(qiáng)力芯片平臺(tái)，迅速實(shí)現(xiàn)了性能的飛躍和成本的下降；而你自己引以為傲的自研芯片，在性能指標(biāo)上卻可能因?yàn)槿狈?3D 堆疊工藝的積累而顯得捉襟見(jiàn)肘。更尷尬的是，市場(chǎng)上最好的芯片供應(yīng)商，正在為你最大的對(duì)手提供彈藥。

在這種背景下，單純的技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)往往會(huì)異化為商業(yè)上的阻擊。近期行業(yè)內(nèi)出現(xiàn)的關(guān)于技術(shù)秘密或不正當(dāng)競(jìng)爭(zhēng)的訴訟，如果剝離掉法律辭令，我們或許可以將其解讀為：傳統(tǒng)垂直整合模式在面對(duì)專(zhuān)業(yè)化分工模式?jīng)_擊時(shí)，產(chǎn)生的一種防御性應(yīng)激反應(yīng)。

實(shí)際上，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的歷史早已證明，在摩爾定律起作用的領(lǐng)域，平臺(tái)化最終總會(huì)戰(zhàn)勝 封閉式自研。因?yàn)樾酒且粋€(gè)極度依賴(lài)規(guī)模效應(yīng)的產(chǎn)業(yè)，只有獨(dú)立的芯片設(shè)計(jì)公司，才能將同一套底層技術(shù)復(fù)用到 H 廠、S 廠乃至更多的客戶(hù)手中，通過(guò)海量的出貨來(lái)分?jǐn)偘嘿F的研發(fā)成本。

這并不是愛(ài)迪生那種大發(fā)明家的時(shí)代，動(dòng)不動(dòng)就是某某竊取了某某的技術(shù)，而是產(chǎn)業(yè)分工進(jìn)化的必然。靈明光子之所以能夠在車(chē)載領(lǐng)域異軍突起，甚至在 S 廠還在使用日系芯片的半固態(tài)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)量產(chǎn)替代，靠的不是商業(yè)機(jī)密，而是其在 SPAD 堆疊工藝上坐冷板凳數(shù)年換來(lái)的技術(shù)積累。

規(guī)模的魔力：從智能手機(jī)到尋常百姓家

最后，讓我們回到標(biāo)題：為什么這決定了激光雷達(dá)能否“飛入尋常百姓家”？

因?yàn)?3D 堆疊 SPAD 技術(shù)的野心，絕不僅僅在于汽車(chē)。

如果我們只盯著汽車(chē)這一個(gè)單一市場(chǎng)，芯片的研發(fā)費(fèi)用和流片費(fèi)用依然是天文數(shù)字。真正要想實(shí)現(xiàn)白菜價(jià)，來(lái)自于技術(shù)的跨界復(fù)用。

我注意到，靈明光子的技術(shù)版圖不僅覆蓋了車(chē)載雷達(dá)，更深入到了智能手機(jī)、消費(fèi)級(jí)機(jī)器人乃至 AR 眼鏡領(lǐng)域。這是一個(gè)極其高明的戰(zhàn)略布局。

大家可能不知道，高通驍龍旗艦移動(dòng)平臺(tái)的參考設(shè)計(jì)中，已經(jīng)引入了靈明光子的 dToF 技術(shù)。這意味著，當(dāng)你使用安卓旗艦手機(jī)進(jìn)行夜景拍攝對(duì)焦，或者使用掃地機(jī)器人進(jìn)行避障時(shí)，背后工作的可能正是同一套 SPAD 3D 堆疊技術(shù)的變體。

這種消費(fèi)電子反哺汽車(chē)電子的邏輯是極其強(qiáng)大的：

利用智能手機(jī)動(dòng)輒千萬(wàn)級(jí)的出貨量，將昂貴的 3D 堆疊工藝研發(fā)成本迅速歸零，這就攤薄了成本。與此同時(shí)，在消費(fèi)級(jí)產(chǎn)品上積累的海量晶圓制造數(shù)據(jù)，能夠幫助代工廠迅速優(yōu)化工藝參數(shù)，提升良率。

最后還能推動(dòng)封測(cè)、光學(xué)組件等上下游產(chǎn)業(yè)鏈的成熟與降價(jià)。

當(dāng)經(jīng)過(guò)消費(fèi)市場(chǎng)嚴(yán)酷洗禮、成本已被極致壓縮的成熟芯片技術(shù)，再反向輸送給汽車(chē)行業(yè)時(shí)，降維打擊自然就發(fā)生了。激光雷達(dá)將不再是數(shù)千元的精密儀器，而會(huì)變成數(shù)百元甚至更低的標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)傳感器。

只有到了那個(gè)時(shí)候，我們才能看到激光雷達(dá)像攝像頭一樣，不僅裝在汽車(chē)上，還裝在無(wú)人機(jī)上、家里的服務(wù)機(jī)器人上，甚至路邊的交通桿上。

浩浩蕩蕩、不可逆轉(zhuǎn)的洪流

中國(guó)科技產(chǎn)業(yè)在經(jīng)歷了 CPU、GPU 的苦苦追趕之后，終于在 3D 感知芯片這個(gè)領(lǐng)域，迎來(lái)了一次換道超車(chē)的機(jī)會(huì)。

在這個(gè)賽道上，我們沒(méi)有歷史包袱，我們擁有全球最豐富的應(yīng)用場(chǎng)景，我們擁有像靈明光子這樣敢于在底層物理架構(gòu)上進(jìn)行創(chuàng)新的企業(yè)，我們也擁有像 H 廠這樣敢于擁抱國(guó)產(chǎn)核心芯片的整機(jī)巨頭。

雖然眼下依然存在著商業(yè)上的摩擦與訴訟，但這恰恰是黎明前最生動(dòng)的注腳。它預(yù)示著既得勢(shì)力者們的舊格局正在瓦解，新的秩序正在建立。

當(dāng) SPAD 完成了從模擬到數(shù)字的跨越，當(dāng) 3D 堆疊完成了從平面到立體的重構(gòu)，當(dāng)國(guó)產(chǎn)芯片完成了從替補(bǔ)到主力的轉(zhuǎn)身，激光雷達(dá)飛入尋常百姓家，便不再是一個(gè)遙遠(yuǎn)的夢(mèng)想，而是一個(gè)正在發(fā)生的、不可逆轉(zhuǎn)的物理事實(shí)。