2020年3月，蘋果（Apple）公司發布了新款平板電腦：iPad Pro，搭載了基于3D dToF技術的激光雷達掃描儀。這對于消費電子產業界來講無疑是一場強烈的視覺“地震”！而“震中”則是索尼為蘋果定制生產的dToF圖像傳感器，其基于SPAD（單光子雪崩光電二極管）陣列，分辨率達到3萬像素。根據全球多位分析師預測，2020年下半年蘋果即將發布的iPhone 12 Pro Max很大可能后置激光雷達掃描儀，從而促使一些安卓智能手機從3D iToF轉向3D dToF。拜蘋果所賜，激光雷達從汽車電子領域躥紅到消費電子領域。

蘋果平板電腦iPad Pro 2020及激光雷達掃描儀（LiDAR）

應用于iPad Pro 2020激光雷達掃描儀的索尼dToF圖像傳感器

在單芯片上集成SPAD陣列和測距電路的光電探測解決方案，可實現低激光功率下的遠距離探測能力，并降低整體系統功耗和減小體積。但無論是對SPAD陣列芯片的設計能力，還是對制造工藝和封裝技術，要求都非常高，因此，全球具有上述綜合能力的廠商寥寥無幾。受益于中國的創業環境和應用市場，一批具有創新能力的海歸專家和本土精英投身于創業浪潮之中，撐起dToF傳感一片天！據麥姆斯咨詢調研，目前正在從事dToF傳感器研發和生產的中國初創公司主要有芯視界（visionICs）、靈明光子（Adaps Photonics）、芯輝科技（Xilight）、飛芯電子（ABAX Sensing）、宇稱電子（Microparity）、秉正訊騰等。

dToF傳感器國內代表廠商產品（來源：麥姆斯咨詢）

在實際的3D成像和傳感應用中，外界環境復雜多變，會產生大量干擾和噪聲，iToF技術面臨著“多徑干擾、飛行像素、精度隨測量距離下降”等諸多挑戰，因此并沒有獲得蘋果的青睞。而dToF技術產生的誤差在正常工作范圍內不隨距離變化，受多徑干擾的影響小，并且功耗更低。因此，相比iToF，dToF在遠距離、復雜環境的應用中具有優勢，為智能手機增強現實（AR）及更廣泛的3D傳感應用領域提供新的技術選擇。在這里需要強調一句：iToF和dToF各有自己的特點和優勢，用戶應該根據實際應用場景選擇合適的技術路線。

SPAD自從被提出以來，就以其極快的響應速度和極高的靈敏度等特性，成為弱光探測和高速成像研究領域的一個熱點技術。但是SPAD芯片實現大陣列的技術難點有很多，既包括器件物理層面的問題，例如提升小像素的光子探測效率（PDE），也涵蓋電路設計和制造工藝方面的問題，例如TDC（時間-數字轉換器）、淬火電路設計、跨阻放大器、3D堆疊工藝。

dToF傳感器英文文獻全球分布（來源：麥姆斯咨詢）

汽車激光雷達將成為ToF市場的發力點

汽車激光雷達作為一種采用ToF原理的測距系統，其核心元器件包括光源、光束操縱元件和光電探測器。其中，光電探測器結合飛行時間測量電路（包括TDC、TIA等）可以將探測目標的距離信息由光信號轉換為電信號，以便汽車ADAS或自動駕駛系統理解外界環境狀況并及時操控駕駛行為。隨著激光雷達核心元器件采用半導體技術，成本不斷降低，而性能不斷優化，激光雷達也將從價格昂貴、模擬信號輸出、機械旋轉式的初始階段，逐漸過渡到價格親民、數字信號輸出、關鍵元件固態化的階段，勢必成為ToF市場的重要推動力量。

汽車激光雷達產業鏈代表廠商（來源：麥姆斯咨詢）

例如，Ouster采用獨特的數字技術、多光束閃光激光雷達架構，提供高分辨率、高可靠性、低成本的數字激光雷達，其核心芯片均是自主研發，包括一顆VCSEL陣列和一顆SPAD芯陣列；覽沃科技（Livox）發布的Horizon（浩界）高性能激光雷達采用具有六個敏感單元的APD線陣，其由日本濱松公司定制生產。

汽車激光雷達發展路線圖（來源：麥姆斯咨詢）